Formlabs 3D:SLS选择性激光烧结3D打印技术原理和应用

选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)技术属于快速原型与制造(rapid prototyping & manufacturing,RP&M)技术中的一种。该技术以计算机为辅助设计,采用分层叠加制造的原理,将粉末材料直接成形为三维实体零件,具有不受成形零件形状复杂程度的限制和不需要任何工装模具等特点。从理论上来说,任何受热粘结的粉末都可作为SLS烧结原材料。由于SLS技术具有成形材料多样化,生产周期短,成形过程无需支撑,材料利用率广等特点,所以其应用范围日益剧增,越来越多地受到各行各业的广泛重视。

1、SLS选择性激光烧结3D打印具体操作过程

SLS选择性激光烧结也是基于离散-堆积的原理,其制造系统主要由激光器、激光光路系统、扫描镜、工作台、粉缸、铺粉辊等构成。激光器输出的光束通过聚焦透镜在工作台上形成高能量密度且尺寸很小的光斑,此光斑对平铺在工作台上的烧结粉末进行烧结。首先通过软件将零件的三维模型沿Z向分层切片,设定好预热温度、扫描速率、扫描功率、单层厚度等工艺参数,然后在工作台上用铺粉辊铺一层粉末材料,由激光器发出的激光束在计算机的控制下,根据几何形体各个截面的CAD数据,有选择性的对粉末层进行扫描。在被激光扫描的区域,粉末交界处融化,粉末相互粘结,未被激光照射的部分仍然呈现松散状态,作为工作和下一层粉末的支撑;一层烧结完成后,工作台下降一截面层的高度,再进行下一层铺粉和烧结,如此循环工作,得到所设计的三维实体零件。

2、SLS选择性激光烧结3D打印特点

①过程与零件的复杂程度无关,是真正的自由制造。

②烧结材料广。理论上任何受热粘结的粉末都可作为SLS烧结原材料,从高分子粉末到金属粉末、陶瓷粉末、石英砂粉等。

③应用范围广。由于材料的多样性,决定了SLS技术可以使用不同成形材料制作不同用途的烧结件。

④材料利用率高。未烧结粉末可重复使用,成本低。

⑤工艺简单,周期短。与传统的制造工艺相比,烧结过程无需支撑,可实现快速铸造、快速模具制造、小批量零件输出等功能。

3、SLS选择性激光烧结3D打印工艺应用范围

随着快速成型技术的快速发展,用户可利用 SLS选择性激光烧结3D打印制造出坚固的功能性原型和工程原型,并将其用于严格的产品功能性测试,其应用涉及航空航天、军事、医疗、制药和电子元件等领域。像Formlabs 推出的选择性激光烧结技术(SLS)的3D打印以及后处理系统 Fuse 1+ 30W 和 Fuse Sift,影响的不仅是制造业,而是所有跟设计和制造相关的行业,比如医疗,教育,影视传媒,建筑设计,珠宝设计等,这些看似跟制造业无关的行业,3D打印都在其中助力实现随心所造。

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