SLS技術(shù)3D打印機的原理

  SLS(SelectiveLaserSintering)選擇性激光燒結(jié)(以下簡稱SLS)技術(shù)。

1989年，美國德克薩斯大學奧斯丁分校的Carlckard發(fā)表了他的碩士論文。后來美國DTM公司在1992年推出了這種工藝的商業(yè)設備SinterSation。數(shù)十年來，奧斯汀分校與DTM公司在SLS領域進行了大量的研究工作，并在設備設計、工藝、材料開發(fā)等方面取得了豐富的成果。在這一領域，德國EOS公司也做了大量的研究工作，開發(fā)了相應的系列成型設備。

我國已有多個單位開展了SLS的相關(guān)研究工作，如華中科技大學、南京航空航天大學、西北工業(yè)大學、中北大學、北京隆源自動成形有限公司等，在此方面也取得了不少重要成果，如南京航空航天大學研制的RAP-I型激光燒結(jié)快速成型系統(tǒng)、北京隆源自動成型有限公司開發(fā)的AFS一300激光快速成型的商品化設備。

選擇激光燒結(jié)是利用激光選擇性地將固體粉末材料分層分層，將燒結(jié)成型的固化層層層疊加，形成期望形狀的零件。工藝過程包括CAD建模、數(shù)據(jù)處理、粉料、燒結(jié)、后處理等。

  SLS技術(shù)3D打印機的工作原理

該系統(tǒng)由粉體缸和成形缸組成，工作時粉缸活塞(送粉活塞)上升，并通過鋪粉輥將粉末均勻鋪到成型缸活塞(工作活塞)上，計算機根據(jù)原型切片模型控制激光光束的二維掃描軌跡，有選擇地燒結(jié)固體粉末材料形成零件的一個層次。粉料完成一層后，工作活塞下降一層厚，鋪粉系統(tǒng)用新粉覆蓋?？刂萍す馐賿呙锜Y(jié)新層。這樣循環(huán)，層層疊加直到三維零件成形。最終，將未燒結(jié)的粉末回收到粉體中，取出成型件。對金屬粉末進行激光燒結(jié)，在燒結(jié)前將整個臺面加熱到一定溫度，可以降低成型過程中的熱變形，有利于金屬層之間的結(jié)合。

  SLS工藝特征

相對于其他3D打印機技術(shù)，SLS最顯著的優(yōu)點是所用成型材料非常廣泛。在理論上，任何能在加熱后形成原子間結(jié)合的粉末材料，都可以用作SLS的成型材料。當前，成功的SLS成型材料主要有石蠟、聚合物、金屬、陶瓷粉末以及它們的復合粉末材料。SLS由于其成型材料品種多、用料量小、成型性廣、適用范圍廣、適用范圍廣、不需要設計制造復雜的支撐系統(tǒng)，因而其應用日益廣泛。