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选择性激光烧结 （SLS） 是如何工作的？
这SLS 技术的工作原理基于离散堆叠原则。首先，将粉末材料预热到略低于其熔点的温度，然后在计算机控制下，激光束根据分层横截面信息选择性地烧结。一层烧结完成后，将工作台降低一层，并铺上新的一层粉末，并烧结一层新的横截面。重复此作，直到完成整个三维实体结构。
选择性激光烧结工艺的关键步骤有哪些？
1.印刷
这SLS 打印工艺与其他增材制造工艺相比是独一无二的，例如熔融沉积成型 （FDM）.首先，将原料粉末预热（因此激光器需要的能量较少）并沉积在构建室平台顶部的薄层中。然后，激光扫描或拍摄粉末切片，使其形状符合横截面模型，并在材料移动时烧结材料。剩余的未熔化粉末充当支撑层，因为构建室被降低一个水平并添加更多材料。此过程将重复，直到构建完成。
2.冷却
然后将打印件悬浮在热粉末床上。为了减少缺陷并提高尺寸稳定性，构建室必须均匀冷却，这可能占总构建时间的一半。这种冷却应该是渐进的，成型室的冷却可以减少机械缺陷并有助于减少翘曲。
3.后处理
冷却后，去除多余的粉末并回收利用。要从成型室中回收部件，需要手动筛选部件以去除多余的粉末，然后用压缩空气清洁，为最终加工做好准备。SLS 零件以独特的烧结工艺产生的表面光洁度.为了获得出色的材料性能和表面质量，可以对零件进行后处理 - 使用喷砂和介质滚揉来提高表面光洁度。
选择性激光烧结的优缺点是什么？
| 优势 | 弊 |
| 在选择性激光烧结 （SLS） 工艺中，零件不需要额外的支撑材料，因为粉末本身就起支撑作用。只要设计了排粉路径，就可以轻松打印出复杂的内部结构。 | 与熔融沉积建模 （FDM） 等其他 3D 打印技术相比，可用于选择性激光烧结 （SLS） 的材料类型相对较小。在 SLS 中，可以使用尼龙、聚苯乙烯和 TPU 等材料，但尼龙因其优异的性能而成为最常用的材料。 |
| 虽然 SLS 技术通常使用白色、黑色或灰色尼龙粉末，但打印后，这些部件可以通过染色过程以各种不同的颜色出现。 | 由于塑料颗粒在 SLS 打印过程中没有完全熔化成均质物质，而只是通过在颗粒末端烧结连接在一起，因此打印部件中会留下微小的间隙，使部件看起来多孔。 |
| SLS 技术能够打印具有非常精细和高度详细特征的部件。这是由于激光聚焦的尺寸极小，允许打印最大 0.75 毫米的最小特征尺寸。 | 在 SLS 打印过程中，只有大约 50% 的未使用粉末可以回收。这意味着随着时间的推移，相当一部分材料将无法重复使用。与 FDM 或立体光固化成型技术 （SLA） 等技术相比，SLS 在材料利用方面存在一定的浪费。 |
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与熔融沉积成型 （FDM） 甚至立体光固化成型 （SLA） 等技术相比，SLS 的打印速度相对较快，因为每层粉末几乎可以立即被激光烧结。 |
与 SLA 和 FDM 相比，SLS 打印技术的成本更高，主要是因为它的核心技术——使用激光进行材料烧结——相对复杂和专业。 |
选择性激光烧结使用哪些材料？
选择性激光烧结 （SLS） 主要使用以下类型的材料：
1.塑料粉末：
- 尼龙：包括 PA12、PA11 等，是 SLS 技术中最常用的材料之一。尼龙具有良好的机械性能和热稳定性，使其适用于制造各种功能部件和原型。
- 热塑性聚氨酯 （TPU）：TPU 具有优异的弹性和耐磨性，适用于需要一定程度柔韧性和耐用性的应用。
此外，此类材料为聚苯乙烯 （PS）、聚碳酸酯 （PC）、ABS、等也用于 SLS 技术，但比尼龙和 TPU 使用较少。
2.金属粉末：
虽然金属粉末不是 SLS 技术中的主流材料，但它也被用于一些特殊应用。钛等金属粉末、铝、不锈钢等，在适当的工艺条件下，可以通过 SLS 技术用于制造具有金属特性的零件。但是，需要注意的是，金属粉末的 SLS 工艺通常称为选择性激光熔化 （SLM），这与 SLS 的工艺不同。
3.复合粉末：
复合粉末是通过将两种或多种材料混合在一起而形成的粉末.在 SLS 技术中，复合粉末可用于增加零件的强度、硬度或其他特殊性能。例如，将玻璃或碳纤维与塑料粉末混合可以制造出具有更高强度和刚度的零件。
4.陶瓷粉末：
陶瓷粉末也用于 SLS 技术，但比塑料和金属粉末更不常用。陶瓷粉末通常与粘合剂一起使用，粘合剂在烧结过程中熔化并粘合陶瓷颗粒，形成致密的陶瓷部件。
SLS 与其他 3D 打印方法相比如何？
1.SLS 与 SLA（立体光固化成型）：
- SLA 技术通过激光照射使液态树脂固化，从而产生非常光滑的表面质量。
- 相比之下，SLS 技术使用粉末材料并通过激光烧结将它们进行整合。所得零件通常具有更坚固的内部结构和更高的机械强度，尽管它们的表面可能需要额外的加工才能达到光滑度。
2.SLS 与 FDM（熔融沉积建模）：
- FDM 技术通过挤出热塑性材料逐层构建物体，性价比相对高，易于作维护。
- 然而，SLS 技术通常提供更高的精度和更好的层间粘合，从而产生更耐用、更坚固的部件。此外，SLS 使用更广泛的粉末材料，包括尼龙和 TPU 等高性能材料。
3.SLS 与 SLM（选择性激光熔化）：
- SLM 技术专为金属打印而设计。它使用高能激光束将金属粉末完全熔化并凝固成固体，适用于制造高精度金属零件。
- 相比之下，SLS 技术主要侧重于烧结聚合物（塑料）粉末。虽然它也可以处理某些复合材料和陶瓷材料，但它在金属打印.
选择性激光烧结有哪些应用？
选择性激光烧结 （SLS） 技术以其独特的优势在许多领域得到了广泛的应用。以下是其应用领域的详细说明：
1.航空航天工业
选择性激光烧结 （SLS） 技术在航空航天领域证明了其独特的应用价值.该行业采用 SLS 技术是为了缩短制造周期时间。工程师使用增材制造技术制造零件，这一变化不仅降低了成本，还显著缩短了生产时间。航空航天工业的进步也受益于新型高温材料的开发。增材制造长期以来一直是航空航天应用的重要组成部分。最近的技术进步表明，SLS 技术可以进一步提高航空航天供应链的运营效率。在航空航天领域，SLS 技术从产品设计和零件生产到组装和维护都产生了深远的影响。作为一种高效的快速原型制作手段，它在整个产品开发周期中为行业节省了宝贵的时间和金钱。
2.医疗行业
医疗行业正逐渐增加对选择性激光烧结 （SLS） 技术的采用.尽管 SLS 技术最初是为制造而设计的，但它已显示出巨大的潜力，并在医疗领域引起了广泛关注。手术器械和植入物级材料的传统制造方法主要依赖于铸造或机械加工。然而，随着 SLS 打印机的应用，医疗行业可以快速生产模型、工具和零件。在骨科、生物医学工程、牙科和神经外科等领域，SLS 技术已被用于创建结构模型。这些模型在医学诊断、治疗计划和植入物制造中发挥着重要作用。此外，人们正在深入研究 SLS 技术，以制造具有独特几何特性的植入物，例如组织修复支架。随着技术的进步，SLS 模型已在各种外科手术中证明了其有效性，并有望在医疗领域开辟更多应用。
3.汽车行业
这选择性激光烧结 （SLS） 技术在汽车行业的应用这并不奇怪，尤其是考虑到这个行业不断的技术创新。SLS 技术不仅用于大规模生产汽车制造，还帮助赛车队开发创新设计并以更快的速度进行测试。Formula 1 是赛车组织成功利用 SLS 3D 打印技术的一个很好的例子，使部件能够快速生产、测试和优化，以确保卓越的性能。除了核心和复杂组件外，SLS 技术在赛车空气动力学结构的设计中也发挥着关键作用。
4.快速原型制作应用
与其他增材制造工艺相比，选择性激光烧结 （SLS） 技术生产材料具有与机加工零件相似的特性。这意味着 SLS 部件可用于功能测试和市场演示，从而加快新产品或改进产品的上市时间。随着 SLS 技术在当今社会得到越来越广泛的应用，将产品推向更广阔市场的挑战已显著减少。
SLS 部件的常见后处理方法有哪些？
SLS（选择性激光烧结）零件可以通过多种方式进行后处理，以提高零件的表面质量、性能和特定应用需求。以下是一些常见的SLS 部件后处理方法:
- 除粉：零件成型后，多余的粉末会粘附在表面，需要去除。通常，周围的大部分粉末都是用刷子扫掉的。剩余的粉末可以通过机械振动、微波振动、不同方向吹来的风或压缩空气去除。此外，成型零件还可以浸入特殊溶剂中。溶剂可以溶解分散的粉末，但不会溶解凝固和成型的零件，从而达到除粉的目的。
- 表面磨削：这磨削的目的是去除零件毛坯上的各种毛刺和加工线，并修复在处理过程中遗漏或无法处理的详细信息。打磨通常分为初级抛光和二次抛光，都是手工完成的。常用的工具是锉刀和砂纸。对于一次性抛光，使用两种或多种类型的砂纸，从 180 到 360 粒度，从粗到细的顺序，直到工件表面感觉光滑。喷涂的树脂混合物干燥后进行二次抛光。使用 360~600 粒度的砂纸将工件表面抛光至 35~50μm 的厚度，以确保工件表面与面漆之间的良好附着力。
- 表面喷砂：使用尺寸为 75~115μm 的喷涂材料（如玻璃纱、氧化铝砂、陶瓷砂等）对零件表面进行喷砂处理。喷砂不仅可以吹掉工件表面多余的粉末，还可以冲击和研磨工件表面，使表面发生轻微变形，从而消除加工后的部分残余应力，改善工件表面的机械性能，提高抗疲劳性，增强其与涂层的附着力。
- 喷涂和浸渍： 喷涂是喷涂特定的树脂混合物（如环氧树脂、EP 固化剂、无水醇等）或聚酯漆混合物在零件表面形成保护层或装饰层。喷涂的树脂层可以填充零件表面颗粒的不平整性，提高表面硬度。浸渍是将液态非金属物质浸入多孔 SLS 体的孔隙中。浸渍部件的尺寸变化很小。干燥过程需要控制温度、湿度和气流等参数。
- 热处理：对于经过激光烧结的金属或陶瓷粉末等零件，需要热处理以进一步改进其机械性能和热性能。热处理包括加热、保温和冷却等步骤。通过原子扩散等方法，保持烧结件的形状，提高密度和强度。
- 抛光：抛光是对零件表面进行进一步的平滑处理，以获得更高的表面光洁度和光泽度。抛光通常使用抛光膏和抛光布等工具进行。
- 衣：涂层是在零件表面涂上一层防水、防腐、坚固美观的保护层，以提高零件的使用寿命和美观性。常用涂层材料包括各种涂料、油漆等。
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总结
选择性激光烧结 （SLS） 使用高能激光束对粉末材料进行逐层扫描和烧结，以构建三维实体模型。这项技术结合了计算机辅助设计 （CAD） 和激光技术的优势，为制造业带来了革命性的变化。选择性激光烧结（SLS）技术作为一种先进的快速成型技术，在制造业中具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。通过不断的技术创新和应用扩展，SLS 技术将为制造业带来更多的创新和变化。
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常见问题
1.选择性激光烧结是如何工作的？
选择性激光烧结的工作原理是基于离散堆叠原理。首先，将粉末材料预热到略低于其熔点的温度，然后在计算机控制下，激光束根据分层横截面信息选择性地烧结。一层烧结完成后，将工作台降低一层，并铺上新的一层粉末，并烧结一层新的横截面。重复此作，直到完成整个三维实体结构。
2.激光束在 SLS 过程中的作用是什么？
在 SLS 工艺中，激光束的主要作用是提供能量以快速熔化并将粉末颗粒粘合在一起。根据切片数据精确控制激光束的扫描路径和功率，以确保烧结的准确性和精密度。
3.激光束在 SLS 过程中的作用是什么？
在 SLS 工艺中，激光束的主要作用是提供能量以快速熔化并将粉末颗粒粘合在一起。根据切片数据精确控制激光束的扫描路径和功率，以确保烧结的准确性和精密度。
4.选择性激光烧结技术的未来前景如何？
随着技术的不断进步和创新，SLS 技术有望在速度、精度、材料选择范围和后处理能力方面得到进一步改进。这将推动 SLS 技术在更多领域的应用和发展，为制造业带来更高效、更灵活、更个性化的生产方式。
资源
2.选择性激光烧结 Al2O3/ZrO2/TiC 陶瓷的高温烧结工艺研究
