选择性激光烧结SLSSelectiveLaserSintering
特种加工SLS名词解释
特种加工SLS名词解释
SLS（Selective Laser Sintering）工艺
SLS工艺称为选域激光烧结，由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R.Dechard于 1989 年研制成功。
SLS工艺是利用粉末状材料成型的。
将材料粉末铺洒在已成型零件的上表面，并刮平，用高强度的CO2激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面，材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一起，得到零件的截面，并与下面已成型的部分连接。
当一层截面烧结完后，铺上新的一层材料粉末，有选择地烧结下层截面。
烧结完成后去掉多余的粉末，再进行打磨、烘干等处理得到零件。
SLS工艺的特点是材料适应面广，不仅能制造塑料零件，还能制造陶瓷、蜡等材料的零件，特别是可以制造金属零件。
这使SLS工艺颇具吸引力。
SLS工艺无需加支撑，因为没有烧结的粉末起到了支撑的作用。
选择性激光烧结技术，简称SLS技术，采用激光有选择地分层烧结固体粉末，并使烧结成型的固化层层叠加生产所需形状的零件。
其整个工艺包括CAD模型建立、数据处理、烧结加工以及后处理。
加工过程中，设备控制器根据原型切片模型控制激光束的二维扫描轨迹，有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。
粉末完成一层，工作活塞下降一个层厚，铺粉系统铺上新粉。
控制激光束再扫描烧结新层。
如此循环往复，层层叠加，直到三维零件成型。
选择性激光烧结原理
选择性激光烧结原理
选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，SLS）是一种常用于快速成型的增材制造技术，它通过激光照射粉末材料来实现三维物体的逐层烧结，是一种非常重要的制造技术。
本文将对选择性激光烧结的原理进行详细介绍，包括激光烧结的基本过程、原理及其应用。
激光烧结的基本过程是将一层薄薄的粉末材料铺在工作台上，然后利用激光束逐层扫描并照射在粉末层上，粉末被局部熔化并与下一层粉末烧结在一起，从而形成一个完整的三维物体。
这个过程需要精确控制激光束的位置和功率，以确保粉末能够被正确烧结，同时又不会造成过度烧结或烧结不足的情况。
激光烧结的原理主要是利用激光的高能量来熔化粉末材料，并且在瞬间冷却后形成固态结构。
激光束的能量密度和照射时间是影响烧结质量的关键参数，需要根据材料的特性和所需的物体结构来进行合理的选择。
此外，粉末材料的颗粒大小和分布也会对烧结质量产生影响，因此需要在制备粉末材料时进行精确的控制。
选择性激光烧结技术在实际应用中具有广泛的用途，特别是在制造复杂形状和小批量产品时具有独特的优势。
例如，在航空航天、医疗器械、汽车制造等领域，激光烧结技术都得到了广泛的应用。
由于激光烧结技术可以直接从数字模型中制造出实物，因此在定制化产品的制造中具有很大的潜力。
总的来说，选择性激光烧结技术是一种非常重要的增材制造技术，它通过激光照射粉末材料来实现三维物体的逐层烧结。
激光烧结的原理主要是利用激光的高能量来熔化粉末材料，并且在瞬间冷却后形成固态结构。
这种技术在航空航天、医疗器械、汽车制造等领域具有广泛的应用前景，是一种非常有前景的制造技术。
同样可以金属打印SLS和SLM有什么区别？
同样可以⾦属打印SLS和SLM有什么区别？3D打印在短短30年间已经分⽀出了很多的打印技术，应⽤到的材料也是越来越⼴泛。
在⽣产制造领域⾦属打印发展迅速也越来受到重视。
其中SLS与SLM是⾦属打印中主流的应⽤技术。
今天3D私塾就带⼤家了解⼀下它们之间到底有什么区别？SLS与SLM同为粉末打印技术在打印过程上基本⼀致。
打印开始前由铺粉辊将材料铺⾄打印平台，再由激光进⾏烧结或融化实现⼀层的打印，每完成⼀层平台会下降⼀个层⾼的距离铺粉辊会重新上料，再由激光热作⽤成型⼀层⼀层堆叠直⾄形成⼀个三维零件。
整个过程为防⽌⾦属氧化需要在惰性⽓体环境下进⾏。
虽然SLS与SLM有很多共通之处，但是两者在成型的原理上却不尽相同。
在⽐较他们的不同之前我们先来了解⼀下什么是SLS和SLM。
）全称选择性激光烧结。
SLS技术通过激光对材料粉末进⾏照射将其中的的特殊添加材SLS（selective laser sintering）全称选择性激光烧结料融化使之达到粘结剂的作⽤，从⽽将⾦属粉末结合成型实现⾦属打印。
SLM打印过程）全称选择性激光熔融。
SLM技术通过激光器对⾦属粉末直接进⾏热作⽤，使其完全融SLM（selective laser melting）全称选择性激光熔融化在经过冷却成型的技术。
从上⾯的两段介绍我们不难看出虽然两种技术的原理都是利⽤的激光束的热作⽤，但由于SLS与SLM激光的作⽤对象不同，他们所使⽤的激光器也有所不同。
SLS技术⼀般应⽤的是波长较长（9.2-10.8微⽶）的co2激光器。
SLM技术为了更好的融化⾦属需要使⽤⾦属有较⾼吸收率的激光束，所以⼀般使⽤的是Nd-YAG激光器（1.064微⽶）和光纤激光器（1.09微⽶）等波长较短的激光束。
⾦属粉末从材料上来看两种技术有着很⼤的区别。
SLS技术所使⽤的材料除了主体⾦属粉末外还需要添加⼀定⽐例的粘结剂粉末，粘结剂粉末⼀般为熔点较低的⾦属粉末或是有机树脂等。
⽽SLM技术因其可以使材料完全融化所以⼀般使⽤的是纯⾦属粉末。
选择性激光烧结技术讨论
选择性激光烧结技术讨论1. 选择性激光烧结技术（SLS）的发展现状目前RP技术的快速成型工艺方法有十多种，主要有：立体光固造型（立体印刷）SLA选择性激光烧结SLS叠层技术LOM;熔融沉积造型FDM，三维印刷3D-P。
选择性激光烧结技术（Selective Laser Sintering是发展最快，最为成功且已经商业化的RP方法之一，采用该技术不仅可以制造出精确的模型，还可以成型具有可靠结构的金属零件作为直接功能件使用。
由于其具有诸多优点，如粉末选材广泛、适用性，可直接烧结零件等，因此在现代制造中受到越来越广泛的重视。
SLS技术最初是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校于1989年提出的。
后来美国DTM 公司于1992 年推出该工艺的商品化生产设备。
几十年来，奥斯汀分校和DTM公司在SLS领域做了大量研究工作，在设备研制和工艺、材料开发上取得了丰硕的成果。
德国的EOS公司在这一领域也做了很多研究工作，并开发了相应的系列成型设备。
在国内，很多单位进行了SLS的相关研究工作，如华中科技大学、南京航空航天大学、西北工业大学、华北工学院和北京隆源自动成型有限公司等也取得了许多重大成果。
如北京隆源自动成型有限公司开发的AFS-3O0激光快速成型的商品化设备。
如果从烧结用材料的特性来划分，选择性激光技术的发展可分为两个阶段：一是用SLS技术烧结低熔点的材料来制造原型。
目前的烧结设备和工艺大多处于这一阶段。
所使用的材料是塑料、尼龙、金属或者陶瓷的包衣粉末）（或于聚合物的混合物）；二是用SLS技术直接烧结高熔点的材料来制造零件2. 选择性激光烧结技术的研究内容选择性激光烧结（Selective Laser Sintering是20世纪80年代末出现的一种快速成型新工艺—利用激光束烧结粉末材料分层加工制造技术。
零件的三维描述被转化为一整套切片，每个切片描述确定高度的零件横截面。
采用激光束对粉末状的成型材料进行分层扫描，受到激光束照射的粉末被烧结。
3第4章_选择性激光烧结成型工艺
3第4章_选择性激光烧结成型⼯艺机械⼯业出版社（第三版）第四章选择性激光烧结成型⼯艺◆选择性激光烧结⼯艺(S elective L aser S intering ，SLS )⼜称为选区激光烧结技术，SLS ⼯艺是利⽤粉末材料（⾦属粉末或⾮⾦属粉末）在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下层层堆积成型。
◆ SLS 的原理与SLA （光固化成型）⼗分相似，主要区别在于所使⽤的材料及其性状不同。
SLA 所⽤的材料是液态的紫外光敏可凝固树脂，⽽SLS 则使⽤粉状的材料。
◆该⽅法最初是由美国德克萨斯⼤学奥斯汀分校的C. R. Dechard 于1989年提出的，稍后组建了DTM 公司，于1992年开发了基于SLS 的商业成型机(Sinterstation)。
20年来，奥斯汀分校和DTM 公司在SLS 领域做了⼤量的研究⼯作，并取得了丰硕成果。
德国的EOS 公司在这⼀领域也做了很多研究⼯作，并开发了相应的系列成型设备。
◆国内华中科技⼤学（武汉滨湖机电产业有限责任公司）、南京航空航天⼤学、中北⼤学和北京隆源⾃动成型有限公司等，也取得了许多重⼤成果和系列的商品化设备。
1 选择性激光烧结⼯艺的基本原理和特点23 选择性激光烧结⼯艺过程4 ⾼分⼦粉末烧结件的后处理6选择性激光烧结快速成型材料及设备第四章选择性激光烧结成型⼯艺5 选择性激光烧结⼯艺参数◆ SLS 采⽤铺粉辊将⼀层粉末材料平铺在已成形零件的上表⾯，并加热⾄恰好低于该粉末烧结点的某⼀温度，控制系统控制激光束按照该层的截⾯轮廓在粉层上扫描，使粉末的温度升⾄熔化点，进⾏烧结并与下⾯已成形的部分实现粘接。
◆当⼀层截⾯烧结完后，⼯作台下降⼀个层的厚度，铺料辊⼜在上⾯铺上⼀层均匀密实的粉末，进⾏新⼀层截⾯的烧结，如此反复，直⾄完成整个模型。
第⼀节选择性激光烧结⼯艺的基本原理和特点图4-1 选择性激光烧结⼯艺原理图1.选择性激光烧结（ SLS ）⼯艺的基本原理◆在成型过程中，未经烧结的粉末对模型的空腔和悬臂部分起着⽀撑作⽤，不必象SLA 和FDM ⼯艺那样另⾏⽣成⽀撑⼯艺结构。
选择性激光烧结(SLS)
3D打印技术 —选择性激光烧结
旅顺职业中专
李建新
授课内容
01 选择性激光烧结技术介绍 02 选择性激光烧结技术发展 03 选择性激光烧结技术应用
01 PART ONE 选择性激光烧结技术
1、SLS打印技术
SLS打印技术概念：
选择性激光烧结技术（Selective Laser Sintering, SLS），主要是利用粉末材料在激光照射下高温烧结的基 本原理，通过计算机控制光源定位装置实现精确定位，然 后逐层烧结堆积成型
华曙高科通过3D打印SLS技 术，为某汽车生产的车用空 调总成的部件原型件产品， 节省了磨具，修复等环节， 大大节省了时间，以前使用 CNC机床制造磨具，大概需 要14天时间，使用3D打印 后仅需要4天时间就可以交 付产品，单次打印的费用是 开模费用的10%
华曙高科与武汉萨普科技股份有限公司合作，采用连续增材制造解决方案建造 时间仅用10小时，将长度近1米、结构复杂的汽车空调HVAC壳体一体成型，且 其强度、精度完全符合技术标准。
02 选择性激光烧结技术发展 PART TWO
2、激光烧结技术发展
选择性激光烧结工艺最早是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的Carl R. Deckard 于1989年在其硕士论文中提出的，随后C.R.Dechard创立了DTM公司，并于1992年 发布了基于SLS技术的工业级商用3D打印机Sinterstation。
3D打印技术：SLA、FDM、SLS等技术的特点和应用对比分析
3D打印技术：SLA、FDM、SLS等技术的特点和应用对比分析3D打印技术的发展已经取得了显著的成就，现在市面上有多种不同的3D打印技术，如SLA（光固化）、FDM（熔融沉积建模）和SLS （选择性激光烧结）等。
这些技术各自具有自己的特点和应用，本文将对它们进行详细的分析和比较。
一、SLA（光固化）技术SLA（Stereo Lithography Apparatus）是一种利用紫外线激光固化光敏树脂来进行3D打印的技术。
在SLA打印中，紫外线激光照射到光敏树脂表面，树脂在紫外线激光的作用下进行固化，一层一层地堆积，从而构建出3D打印模型。
SLA技术的特点：1.高精度：由于SLA技术采用激光光束对光敏树脂进行点对点的固化，因此该技术打印出的模型具有很高的精度和表面光滑度。
2.高速度：SLA技术在固化光敏树脂时只需要进行点对点的激光照射，因此打印速度较快。
3.适用于小批量生产：由于SLA技术具有高精度和高速度的特点，因此适用于小批量生产，尤其是一些需要高精度模型的领域，如医疗、汽车、航空航天等。
4.材料多样性：SLA技术使用的光敏树脂种类繁多，可以根据不同的需求选择不同性能的光敏树脂进行打印，可以满足不同行业的需求。
SLA技术的应用：1.医疗领域：SLA技术可以打印出高精度的医疗模型，用于手术模拟、人体组织重建等领域。
2.工程领域：SLA技术可以打印出高精度的工程模型，用于产品设计、样机制作等领域。
3.艺术领域：SLA技术可以打印出艺术品模型，用于雕塑、装饰等领域。
二、FDM（熔融沉积建模）技术FDM（Fused Deposition Modeling）是一种利用熔化的热塑性材料进行3D打印的技术。
在FDM打印中，熔融的热塑性材料从喷嘴中挤出，通过移动喷嘴进行层层堆积，从而构建出3D打印模型。
FDM技术的特点：1.低成本：FDM技术使用的材料相对较为便宜，因此成本较低。
2.材料多样性：FDM技术使用的热塑性材料种类繁多，可以根据不同的需求选择不同性能的材料进行打印。
选择性激光烧结工作流程
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• 数控系统水平相对较低
• 价格相对便宜，但可靠性较低
• 机床行业数控化率较低，发展空间大
1、数控技术及行业现状
我国数控机床行业现状1： 已具备自主品牌的数控系统
国产中档数控系统基本可以满足国内生产的数控机床的技术要求
国产高档数控系统也已经实现零的突破——如五轴联动数控系统等
1、数控技术及行业现状
我国数控机床行业现状1： 已具备自主品牌的数控系统
主要数控系统生产企业有20余家： 东（上海开通、南京华兴、南京四开等）、
南（广州数控）、
西（成都广泰、 西南自动化所）、 北（北京凯恩帝、沈阳高精、大连光洋等）、
中（华中数控）
还有：航天数控、蓝天数控、大森、浙大中控、数控、凯奇数控。。。。。。
我国数控机床行业的展望
产业前景
中央出台的十大行业振兴规划需要大批先进的技术装备，
汽车、船舶、装备制造业的振兴以及航空航天、国防军工等
行业的发展将不断增加中、高档数控机床的需求。
国产中、高档数控系统的市场潜力非常巨大。
我国数控机床行业的展望
2015年中国数控系统市场态势预测
我国数控机床行业的展望
德美日等国的著名品牌数控机床整机MTBF一般可达1000小时以上，有 的已高达2500小时以上。加工中心一般在1000~2000小时之间。
国产数控机床的MTBF从“八五”末期的200多小时提高到600小时以上。
1、数控技术及行业现状
国外数控系统
80~90%由一批著名的专业企业生产，如日本的FANUC、德国的 SIEMENS、美国的AB公司、意大利的 FIDIA、西班牙的 FAGOR 、法国 的NUM等。 中、高档数控系统已经逐渐集中到日本的FANUC和德国的SIMENS两
家企业，在全球的市场占有率高达85%。国际上一些知名的数控系统生产
厂家，如AB公司 、GE公司、飞利浦公司等，在产业化方面败下阵来。
1、数控技术及行业现状
西门子数控系统在中国市场的成功运营
西门子可以满足从产品设计到投入运行以及安装、维修改造等贯通 整个个产品生命周期的各项服务 西门子SINUMERIK数控系统可为高端应用提供各类解决方案，根
Hale Waihona Puke 一个数量级。我国的数控机床市场潜力巨大
1、数控技术及行业现状
我国数控机床行业现状：
2001~2007年中国生产和进口的数控金属切削机床数量
1、数控技术及行业现状
我国数控机床行业现状：
2001~2007年国产数控加工机床的产量和进口量
1、数控技术及行业现状
我国数控机床行业的展望
• 产业前景
• 发展策略
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推动着制造业向高速、高精度、高智能化、高柔性化飞速迈进。 在非制造业，数控技术也大有用武之地（如：五坐标机器人等）
1、数控技术及行业现状
数控技术发展至今： • 可实现 3D动态模拟显示加工过程
• 图形交互式自动编程（建立在CAD/CAM软件基础上）
• 发达国家，五坐标联动技术成熟
• FMS已有成功应用
近10年来：
普通级数控机床的加工精度从10微米提高到5微米 精密级加工中心则从3~5微米提高到1~1.5微米 超精密加工精度已开始进入纳米级（0.01微米）
国内可以达到0.1微米
1、数控技术及行业现状
可靠性（与工作环境有关）：
MTBF（Mean Time Between Failures），即平均故障间隔时间 国外（据称）： 数控装置的MTBF 值——高达6000小时以上， 伺服系统的MTBF值——高达30000小时以上 对进口数控机床的多年跟踪考核结果表明：
发展策略
• 加大自主研发、创新力度，在高档数控系统关键技术上突破 （如五轴联动、大型、高精度、高速度、智能化、网络化等） • 积极开拓专用数控系统和机床改造市场，拓展数控系统的应用领域
数控技术的发展及行业新技术
数控技术的发展及行业新技术
一、数控技术的现状及发展趋势
1、数控技术及行业现状
2、数控技术及装备的发展趋势
二、数控加工的行业新技术
1、高速加工 2、快速成形技术
1、数控技术及行业现状
近20多年来，电子信息、计算机等技术的高速发展，以及市 场需求的多样化，使得数控技术的发展和应用突飞猛进。
1、数控技术及行业现状
我国数控机床行业现状2：数控系统水平相对较低
国产数控机床始终处于低档（经济型）迅速膨胀、中档（普及型）进展 缓慢、高档依靠进口的局面。
国产数控机床产品设计水平、质量、精度、性能等方面与国外先进水平
相比落后了5-1 O年；在高、精、尖技术方面的差距则达到了1 O-1 5年。 国家重点工程需要的关键设备（如五坐标联动机床、高精机床等）主要 依靠进口，技术受制于人。 此外，国产数控系统的开放式、智能化、网络化技术方面与国外相比有
据最终用户的不同需求，其不同系统、软件产品及配套服务上都可以提
供相应环节的支持
1、数控技术及行业现状
我国数控机床行业的现状
我国数控机床行业的展望
1、数控技术及行业现状
我国数控机床行业现状：
从“六五”至“十五”，对数控技术的引进、吸收、自主开发、产业 化攻关，数控系统产业从无到有。
近10年——国产数控的突长期
非军事工业进口五轴联动机床，光CNC单元价格20多万元，而华中数
控五轴CNC价格仅为其1/4.
英国的雷尼绍仿形测头价格高达28万元人民币。
德国Walter的数控工具磨床，仅一种刀具的编程软件就需1万美元。
1、数控技术及行业现状
我国数控机床行业现状4：
普及型数控机床所占比例从十多年前的1 0％增长到目前的近40％。 截止2009年6月我国机床行业产量数控化率达到23％ 我国机床拥有量的数控化率仅2%，和发达国家90年代水平相比，差了
• CIMS技术上尚有难度 • 开放式、网络化、智能化数控一直处于研究之中
1、数控技术及现状
高速性
国外高档、高速数控机床： 快进速度——可达120m/min 加速度——可达2g~15g
主轴转速——可达100000r/min
换刀时间——可少于0.14s
1、数控技术及行业现状
高精度
精度，平均每8年提高1倍。
较大差距
1、数控技术的行业现状
我国数控机床行业现状3：
国外的高档数控系统价格昂贵，国产的价格相对便宜 但由于国产系统的可靠性较低， 在国内的用户认可度较低。
1、数控技术的行业现状
例：
意大利Fidia仿形数控系统价格约为60~70万元人民币，而华中数控
与Fidia相同档次的仿形数控系统价格仅为其1/3.