选择性自动激光装配
SLS(选择性激光烧结)
SLS（选择性激光烧结）选择性激光烧结的特点发明于1989年；比SLA要结实的多，通常可以用来制作结构功能件；激光束选择性地熔合粉末材料：尼龙、弹性体、未来还有金属；优于SLA的地方：材料多样且性能接近普通工程塑料材料；无碾压步骤因此Z向的精度不容易保证好；工艺简单，不需要碾压和掩模步骤；使用热塑性塑料材料可以制作活动铰链之类的零件；成型件表面多粉多孔，使用密封剂可以改善并强化零件；使用刷或吹的方法可以轻易地除去原型件上未烧结的粉末材料。
选择性激光烧结选择性激光烧结（SLS）于1989年被发明。
材料特性比光固化成型（SLA）工艺材料优越。
多种材料可选而且这些材料接近热塑性塑料材料特性，如PC，尼龙或者添加玻纤的尼龙。
如图所示，SLS机器包括两个粉仓，位于工作台两边。
水平辊将粉末从一个粉仓，穿过工作区间推到另一个粉仓。
之后激光束逐步描绘整个层。
工作台下降一个层高的厚度，水平辊从相反方向移回。
如此往复直到整个零件烧结完毕。
选择性激光烧结快速自动成型（SLS—Rapid Prototyping）技术是先进制造技术的重要组成部分，它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代技术成果。
与传统制造方法不同，快速成型制造从零件的CAD模型出发，通过软件分层和数控成型系统，用激光束或其它方法将材料堆积而形成实体零件。
即将复杂的三维制造转化成一系列的二维制造的叠加，因而可以在不用模具和传统刀具的条件下生成几乎任意形状的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。
虽然由于成型材料的不同，成型件的强度和精度较低，很难直接作为最终零件或模具使用，但可以作为样件或模具的母模使用。
当然直接制造模具的快速成型设备也有了初步的发展，本文重点讲述的是快速成型制造模具母模的技术。
快速成型制模技术可以大大降低制模的成本，缩短模具的制造周期，增强产品的市场竞争力。
目前该技术已经广泛应用于航空航天、汽车摩托车、科学研究、医疗、家电等领域。
选择性激光烧结技术的应用市场
3. 小批量、特殊零件的制造加工。在制造业领域，经常遇到 小批量及特殊零件的生产。这类零件加工周期长，成本高，对于某 些形状复杂零件，甚至无法制造。采用SLS 技术可经济地实现小批 量和形状复杂零件的制造。
6. 在医学上的应用。SLS 工艺烧结的零件由于具有很高的孔 隙率，可用于人工骨的制造。根据国外对于用SLS 技术制备的人工 骨进行的临床研究表明，人工骨的生物相容性良好。
课后练习
1.选择性激光烧结技术的应用场合，主要有_______
_____ __、小批量、特殊零件的制造加工、______
在逆向工程上的应用、
等。
___、 ____、
谢谢
知识要点
4. 快速模具和工具制造。SLS 制造的零件可直接作为模具使 用，如熔模铸造、砂型铸造、注塑模型、高精度形状复杂的金属模 型等；也可以将成形件经后处理后作为功能零件使用。
5. 在逆向工程上的应用。SLS 工艺可以在没有设计图纸或者 图纸不完全以及没有CAD 模型的情况下，按照现有的零件原型，利 用各种数字技术和CAD 技术重新构造出原型CAD 模型。
选择性激光烧结技术的应用市场
学习目标
1、了解选பைடு நூலகம்性激光烧结技术的应用市场。
选择性激光烧结技 术己经成功应用在哪些 行业呢？
知识要点
选择性激光烧结技术己经成功应用在汽车、造船、航天、航空、 通讯、微机电系统、建筑、医疗、考古等诸多行业。
知识要点
概括来说，选择性激光烧结技术可以应用于一下场合： 1. 快速原型制造。SLS 工艺可快速制造所设计零件的原形， 并对产品及时进行评价、修正以提高设计质量；可使客户获得直观 的零件模型；能制造教学、试验用复杂模型。
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。
选择性激光烧结技术的起源及现状
课后练习
1.择性激光烧结技术（SLS）的起源于哪个国家？（A 日本B 美国
C 比利时
D 德国
）。
2.目前，我国从事SLS/SLM/DMLS技术研究的主要机构
有：
、北京航空航天大学、
、华
北工学院、
、西南交通大学、中北大学等高校和研
究机构。
谢谢
知识要点
二、选择性激光烧结技术的研究现状
1.国外研究状况 比利时的J.P.Kruth教授等学者对SLS的烧结机理进行了深入研
究，并对SLS工艺进行了分类，对认识烧结理论起了重要作用。 白 俄罗斯国家科学院的学者对单一和二元金属粉末（Ni-Cu、Fe-Cu等 合金）的SLS进行了细致研究，提出了烧结过程中的“球化效应” （Balling）是影响烧结质量和精度的最关键问题，并对球化效应 的产生原理和控制方法进行了研究。
知识要点
一、择性激光烧结技术的起源
目前典型的快速成型的方法有：光固化立体造型SLA、分层物 件制作LOM、选择性激光烧结SLS和熔融沉积造型FDM等。各种RP方 法具有其自身的特点和适用范围。
由于SLS工艺具有粉末选材广泛、适用性广、制造工艺比较简 单、 成形精度高、无需支撑结构、可直接烧结零件等诸多优点， 成为当前发展最快、最为成功的且已经商业化的RP方法之一，在现 代制造业得到越来越广泛的重视。
意大利、伊朗等国也相继展开了对SLS工艺的温度场的演化规律及 其建模与仿真、“球化效应”、粉末材料对性能的影响等方面的研 究。
知识要点
二、选择性激光烧结技术的研究现状
2.国内研究状况 目前，我国从事SLS/SLM/DMLS技术研究的主要机构有：华中科
技大学、北京航空航天大学、南京航空航天大学、华北工学院、大 连理工大学、西南交通大学、中北大学等高校和研究机构。
试论选择性激光烧结在 3D 打印中的应用
试论选择性激光烧结在 3D 打印中的应用摘要：在激光技术不断发展过程中，其在诸多领域都得到了广泛应用。
选择性激光烧结技术可以实现加工产品的快速成型。
基是基于计算机技术，并融合了材料科学、机械以及光学工程等多种技术手段的先进生产加工工艺。
基于此，本文首先阐述了选择性激光烧结技术，然后分析了选择性激光在3D打印中的应用展开了探讨，并总结了其应用中的注意要点，以期为选择性激光烧结在3D打印中的有效应用提供参考。
关键词：选择性；激光烧结；3D打印；应用选择性激光技术是3D打印中常用的技术之一，其可以实现终端产品及零件的加工与制造。
此技术不仅应用了激光烧结技术，还与激光中熔覆技术进行了融合，在纯度较高的金属或合金粉末的作用下，可以制造出具有高精度尺寸且致密性良好的金属零件，并使之呈现出优异的治金材料特性。
在3D打印中，此工艺技术具有显著优势，现已在生产实践当中得到了广泛的应用。
一、激光烧结技术在3D打印的应用当中，选择性激光烧结技术的应用较为广泛，在激光烧结快速成型的过程当中，会应用二氧化碳或光纤激光器作为加工过程的能量供应来源。
在工作过程中，要在计机算机上进行激光扫描材料运行速度的设定，并对激光功率进行有效调节，使之参数符合打印要求，然后再将激光烧结材料加入其中，以型材的外轮廓为基础，依据其表面的平面数据信息开始进行激光烧结，进而完成整个成型过程。
在烧结完成之后，要将设备上残留的粉末全部清扫干净，进而对所获得的成形材料采用相应工艺进行处理，即可得到最终的成型物品或零件。
应用选择性激光烧结技术进行产品的生产，可以有效节约产生设计成本，同时也可提高生产企业在市场竞争中的地位。
二、选择性激光烧结技术的材料、特点及原理分析现阶段，国际范围内都开始应用激光3D打印技术，此技术的发展空间极为广阔。
然而由于激光器造价较高，无法在生产领域得到大面积的推广与普及。
现阶段，最新的激光器除了光纤激光器以外，还有激光二极管激光器，在光电转换方面，二者都表现出了较高的转换效果，可实现五成左右的转换。
选择性激光烧结技术讨论
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-300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。
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。
选择性激光烧结快速成形技术
选择性激光烧结快速成形技术摘要：选择性激光烧结快速成形(Selective Laser Sintering Rapid Prototyping)技术使用固体粉末材料，该材料在激光的照射下，能吸收能量。
发生熔融固化，从而完成层信息的成型。
这种方法适用的材料范围广(适用于聚合物、铸造用蜡、金属或陶瓷粉末)，特别是在金属和陶瓷材料的成型方面具有独特的优点，有着制造工艺简单，柔性度高、材料选择范围广、材料价格便宜，成本低、材料利用率高，成型速度快等特点。
本文就SLS的原理，优点，以及使用材料的发展做了简要概括，并对金属粉末的进行了重点讨论。
关键字：SLS，原理，材料，金属粉末目录前言 (1)1 选择性激光烧结快速成形技术的应用 (1)2 选择性激光烧结快速成形技术原理 (2)2.1 基本工作原理 (2)2.2 SLS快速成形技术工艺流程 (4)2.3 SLS烧结机理 (4)3SLS技术的特点 (5)4 中北大学SLS方面的成果 (6)5 选择性激光烧结用原材料 (6)5.1 金属材料 (7)5.2 聚合物材料 (8)5.3 陶瓷材料 (8)5.4 新型SLS原料的研制-木塑复合材料 (8)6 金属粉末选择性激光烧结(SLS)技术 (8)6.1 间接法 (9)6.2 直接法 (10)6.3 金属粉末SLS存在的问题 (11)6.4 金属粉末SLS发展趋势 (12)总结 (12)参考文献 (14)前言选择性激光烧结快速成形(Selective Laser Sintering Rapid Prototyping)技术(简称SLS技术)1989年由美国C.R Decard申请专利，DTM公司推向市场，之后因为具有成型材料选择范围宽、应用领域广的突出优点，得到了迅速的发展，受到越来越多的重视。
选择性激光烧结(SLS)也可被称为选区激光烧结，它跟其它的快速成型工艺一样，加工原理也是离散-堆积成型原理。
其以Nd:YAG或CO2激光发射器为加工能源，利用计算机来控制激光束对加工材料（包括高分子材料、金属粉末、预合金粉末材料及纳米材料等）按设定的速度并调整合适的激光能量密度并根据切片截面轮廓的二维数据信息进行烧结，层层堆积，全部烧结完后去掉周围多余的粉末, 再对烧结件进行打磨、烘干等一系列后处理操作便可以获得零件。
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选择性自动激光装配
本文介绍，BeamWorks公司制造的一种激光装配机器，可完成所有的装配功能。
寻找所关注的问题
该系统就是要寻找出我们工业所关注的一些关键问题。
第一个关注就是通孔(through-hole)元件的选择性装配，如插座与连接器。
这些问题将不会消失，因为通孔元件将仍然保留在SMT工业许多年。
这方面有许多的原因，但这已经是本文的题外内容了。
在混合装配中，通孔元件是通过三种方法选择性的焊接的：
使用专门设计夹具的波峰焊接
通孔内锡膏(paste-in-hole)工艺
手工焊接。
当选择性波峰焊接和通孔内锡膏工艺在技术上不可行时，通常就是这种情况，手工焊接只好作为“最后一着”的工艺了。
手工焊接不仅速度慢和昂贵，而且是依赖操作员的，造成不持续的焊接点质量。
例外，手工的焊接点容易受到外部和内部损伤。
内部损伤是一个严重的关注，因为焊接点在板的表面看上去很好，但是即使它通过了电气测试也很不可靠。
通孔元件不是选择性焊接的唯一动力。
随着蜂窝电话的使用增加，选择性RF屏蔽焊接正变得很普遍。
虽然一些RF屏蔽可以在对流式炉中回流焊接，还有许多需要通过手工焊接。
甚至可以在对流式
炉中焊接的屏蔽还要求手工焊接，取下来允许受屏蔽元件的返工。
另外，有许多表明贴装连接器，特别是那些在板的每一面有引脚的，需要选择性焊接。
此外，潮湿敏感的元件必须在焊接之前烘焙，以防止包装裂开，通常叫做爆米花(popcorning)。
返工一个必须挽救的昂贵元件是特别痛苦的。
为了挽救一个别元件，整个装配必须24小时地烘烤七天。
在取掉大元件如密间接元件(fine pitch)，塑料引脚芯片载体(PLCC, plastic leaded chip carrier)，球栅阵列(BGA, ball grid array)、元件小元件如芯片规模包装(CSP, chip scale package)的时候，板的局部损坏的可能性大大增加。
问题将变得更糟，当(和如果)必须使用免洗焊锡时，因为大多数都具有很高的熔点。
激光装配机器
在今天电子装配中的主要关注是通孔元件、丢失和潮湿敏感性表面贴装元件、无铅和RF屏蔽焊接的选择性装配。
BeamWorks公司的激光装配机器的选择性装配任何元件的能力解决了这些技术问题。
它不仅是一台激光焊接机器，而且是一台装配机器，完成从锡膏分配到检查与返工的所有装配功能。
该机器分配锡膏是通过正向压力位移精确控制锡膏量。
然后各种吸取头吸取元件，从小至0402到大至BGA 和密脚元件。
复式二极管激光选择性或同时焊接，在几毫秒时间内。
因为激光不能看到BGA、CSP和倒装芯片的球，激光束的宽度增加以模拟炉的温度曲线来回流隐藏的锡球。
该系统也能完成返工与检查功能。
因为计算机辅助设计(CAD)数据用于所有的装配功能- 锡膏分
配、贴装、焊接和返工，所以免去了编程的必要。
诸如密间距这样的元件不必烘烤，因为包装不受热，只是引脚受热。
该机器可用于大批量和低产量的两种应用。
例如，如果只用作一台焊接机，多个激光可以跟上装配线中的高产量贴片机。
还有，它也可用于高产量装配线的选择性装配元件。
例子包括在高产量装配线中元件装配板上丢失的元件或RF屏蔽。
在低产量应用中，它可装配所有的元件，转产迅速。
当然，如果该机器用于每个装配过程，它自然是较慢的。
在原型和试产制造中，产量不是所关注的，快速转换才是。
虽然这种机器可用于低产量、快速转换的应用，它也很适合于传统工艺或者技术上不可行或者成本太贵的单独应用。
另外，因为每个焊点的回流时间可以个别编程，每个焊点的热输入可以精确地设定，以满足连接于电源和地线或散热器的焊点要求。
因为这种机器是以毫秒测量焊接时间的(而不是秒)，金属间(jintermetallic)的厚度在1µm以下(或者小于40µ"，与其它焊接方法的500µ"或更多进行比较)，大大地改进了焊接点的可靠性。
该机器不是能医百病的灵丹妙药。
可是，它满足一些独特的需求，虽然它不能用于取得现存的设备，但它可用作一个补充。