选择性激光烧结技术的工艺流程

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

简述选区激光烧结工艺的原理及其特点

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选区激光烧结工艺的原理及其特点

选择性激光烧结技术

佚名

【期刊名称】《军民两用技术与产品》

【年(卷),期】2014(0)5

【摘要】一、项目概述湖南华曙高科技有限责任公司（简称＂华曙高科＂）开发的选择性激光烧结（SLS）工艺成型过程是：将材料粉末铺洒在已成型零件的上表面,并刮平;用高强度CO2激光器在铺洒的新层上扫描出零件截面;材料粉末在高强度激光照射下烧结在一起,得到零件的截面,并与下面已成型部分粘接;当一层截面烧结完成后,再铺上新的一层材料粉末,选择性地烧结下层截面。其原理是预先在工作台上铺洒粉末材料,激光在计算机控制下,按照界面轮廓信息,对粉末进行选择性烧结,然后不断循环,层层堆积成型。

【总页数】1页(P26-26)

【关键词】选择性激光烧结技术;粉末材料;成型零件;CO2激光器;计算机控制;选择性烧结;成型过程;激光照射

【正文语种】中文

【中图分类】TS65

【相关文献】

1.选择性激光烧结技术原材料及技术发展研究 [J], 杨洁;王庆顺;关鹤

2.选择性激光烧结技术在汽车空调试验领域的应用 [J], 周旭;岳双成

3.问：激光选择性烧结的特点是什么？应用激光选择性烧结技术对纳米粉末进行烧结其效果如何？ [J], 艾华 4.选择性激光烧结技术的应用及其烧结件后处理研究进展 [J], 吴芬;邹义冬;林文松

5.间接选择性激光烧结与选择性激光熔化对比研究 [J], 鲁中良;史玉升;刘锦辉;陈英;黄树槐

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综述SLS工艺

【摘要】：介绍了选择性激光烧结技术的原理、特点及其研究发展状况 ,简述了选择性激光烧结的工艺过程、应用、发展和研究现况。最后 ,总结了选择性激光烧结技术的发展前景

【关键词】：快速成形选择性激光烧结烧结粉末

1.SLS简介

20世纪90年代开始，随着世界经济竞争的日益激烈化和全球化，产品制造商们越来越需要以最短的时间制造出符合人们消费需求的新产品来抢占市场。20世纪80年代末出现的快速成型(Rapid Prototyping，简称RP)就是在这样的背景下提出并逐步得以发展的。RP技术是一种逐层零件制造上艺，它突破传统的材料变形成型和去除材料成型的工艺方法，使用近乎全自动化的工艺从CAD文件直接生产所需要的模型或模具，可以显著减少产品原型的开发时间和成本，极大的提高产品的质量；另外，RP制造过程中不需要任何传统意义上的工装夹具、刀具或模具即可制造出任何复杂形状的零部件。因此。RP技术在现代制造业中越来越具有竞争力，有望成为21世纪的的主流制造技术。

目前典型的快速成型的方法有：光固化立体造型SLA(StereoLithography Apparatus)、分层物件制作LOM(Laminated Object Manufacturing)、选择性激光烧结SLS(Selective

Laser Sintering)和熔融沉积造型FDM(Fused Deposition Modeling)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。主要综述SLS技术的工艺原理、实际应用、发展历程和现状。

2.SLS工艺的基本原理

SLS工艺又称为选择性激光烧结，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。选择性激光烧结加工过程是采用铺粉棍将一层粉末材料平铺在已成型零件的上表面，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末上扫描，使粉末的温度升至熔化点，进行烧结，并与下面已成型的部分实现粘结。当一层截面烧结完成后，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，直至完成整个模型。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，不必像SLA工艺那样另行生成支撑工艺结构。SLS使用的激光器是二氧化碳激光器，使用的原料有蜡、聚碳酸酯、尼龙、纤细尼龙、合成尼龙、金属，以及一些发展中的材料等。

选择性激光烧结中铺粉过程离散元模拟

第１期郑洪连ꎬ等:几种地板产品表面耐磨性能测试方法的比较分析

研究与设计

选择性激光烧结中铺粉过程离散元模拟

杨　来(东北林业大学机电工程学院ꎬ黑龙江哈尔滨１５００４０)

摘　要:铺粉过程是选择性面激光烧结中重要的工艺过程之一ꎬ为研究铺粉过程中不同工艺参数对粉末

床铺粉质量的影响ꎬ研究并设计了一种辊子－刮板式的铺粉结构ꎬ以ＰＥＳ为烧结粉末材料ꎬ通过ＥＤＥＭ软件对

铺粉过程进行离散元仿真ꎮ模拟分析了辊子－刮板的移动速度Ｖ和刮板端部倾斜角度α对粉末床铺粉质量

的影响ꎮ结果表明:辊子－刮板的移动速度Ｖ越大ꎬ铺粉质量越差ꎻ刮板端部倾斜角度α对粉末床铺粉质量影

响很小ꎮ关键词:选择性激光烧结ꎻ离散元模拟ꎻ粉末床质量ꎻＰＥＳ

中图分类号:ＴＰ３３４.８文献标识码:Ａ文章编号:２０９５－２９５３(２０２４)０１－００３３－０６

Ｄｉｓｃｒｅｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｐｏｗｄｅｒｌａｙｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｓｅｌｅｃｔｉｖｅ

ｓｕｒｆａｃｅｌａｓｅｒｓｉｎｔｅｒｉｎｇ

ＹＡＮＧＬａｉ

(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＨａｒｂｉｎＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ１５００４０ꎬＣｈｉｎａ)

Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｐｏｗｄｅｒｌａｙｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓｉｎｓｅｌｅｃｔｉｖｅｓｕｒｆａｃｅｌａｓｅｒｓｉｎｔｅｒｉｎｇ.Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｐｏｗｄｅｒｂｅｄｐｏｗｄｅｒｄｕｒｉｎｇｐｏｗｄｅｒ

ｌａｙｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓꎬａｒｏｌｌｅｒａｎｄｓｃｒａｐｉｎｇｐｏｗｄｅｒｌａｙｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓｓｔｕｄｉｅｄａｎｄｄｅｓｉｇｎｅｄ.ＰＥＳｗａｓｕｓｅｄａｓｓｉｎｔｅｒｅｄ

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。

激光选区烧结

1 .工艺过程原理

激光选区烧结(Selected Laser Sintering , SLS )采用CO ：激光器对粉末材料(塑料粉、陶瓷与粘结剂的混合粉、金属与粘结剂的混合粉等)进行选择性烧结，是一种由离散点一层层堆积成三维实体的工艺方法，其工艺过程原理如图8 一7 所示，典型设备如美国DTM 公司的Sinterstation

一2500 型粉末材料激光烧结站。

激光选区烧结在开始加工之前，先将充有氮气的工作室升温，并保持在粉末的熔点以下。成形时，送料筒上升，铺粉滚筒移动，先在工作平台上铺一层粉末材料，然后激光束在计算机控制下按照截面轮廓对实心部分所在的粉末进行烧结，使粉末熔化继而形成一层固体轮廓。第一层烧结完成后，工作台下降一截面层的高度，再铺上一层粉末，进行下一层的烧结，如此循环，形成三维的原型零件。最后经过5 ? 10h 冷却，即可从粉末缸中取出零件。未经烧结的粉末能承托正在烧结的工件，当烧结工序完成后，取出零件，未经烧结的粉末基本可自动脱掉，并重复利用。因此，SLS 工艺不需要建造支撑，事后也不要为清除支撑而烦恼。

2 . SLS 优缺点和应用范围

SLS 快速原型技术的优点是：

l )与其他工艺相比，能生产最硬的模具。

2 )可以采用多种原料，例如绝大多数工程用塑料、蜡、金属、陶瓷等。 3 )零件构建时间短，每小时高度可达到lin 。

4 )无需对零件进行后矫正。

5 )无需设计和构造支撑。

SLS 快速原型技术的缺点是：

l )在加工前，这种工艺仍须对整个截面进行扫描和烧结，加上要花近2h 的时间将粉末加热到熔点以下，当零件构建之后，还要用5 ? 10h 冷却，然后才能将零件从粉末缸中取出，成形时间较长。

2 )表面粗糙度受粉末颗粒大小及激光点的限制。

3 )零件的表面一般是多孔性的，在烧结陶瓷、金属与枯结剂的混合粉并得到原型零件后，为了使表面光滑，必须将它置于加热炉中，烧掉其中的枯结剂，并在孔隙中渗人填充物，其后处理较为复杂。

选择性激光烧结成型技术的工艺与应用

选择性激光烧结成型技术的研究与应用

摘要：介绍了选择性激光烧结成型技术的基本原理、工艺过程和特点，阐述了激光烧结技术的材料和设备的选择，列举了激光烧结技术在各个领域特别是模具制造领域的应用，并且分析了现有技术中存在的问题以及前景的展望。

关键词：快速成型；选择型激光烧结（SLS）；模具制造

1. 引言

快速原型技术（Rapid Prototyping，PR）是一种涉及多学科的新型综合制造技术。它是借助计算机、激光、精密传动和数控技术等现代手段，根据在计算机上构造的三位模型，能在很短时间内直接制造产品模型或样品。快速原型技术改善了设计过程中的人机交流，缩短了产品开发的周期，加快了产品的更新换代速度，降低了企业投资新产品的成本和风险。

选择性激光烧结机技术（Selective Laser Sintering，SLS）作为快速原型技术的常用工艺，是利用粉末材料在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下层层堆积成型。与其他快速成型工艺相比，其最大的独特性是能够直接制作金属制品，而且其工艺比较简单、精度高、无需支撑结构、材料利用率高。本文主要介绍选择型激光烧结成型技术的基本原理、工艺特点、材料设备选择以及应用等内容。

2. 选择性激光烧结技术（SLS）

2.1 选择性激光烧机技术（SLS）的基本原理和工艺过程

选择性激光烧机技术（SLS）工艺是一种基于离散-堆积思想的加工过程，其成形过程可分为在计算机上的离散过程和在成形机上的堆积过程，简单描述如下：

（1）离散过程。首先用CAD软件，根据产品的要求设计出零件的三维模型，然后对三维模型进行表面网格处理，常用一系列相连三角形平面来逼近自由曲面，形成经过近似处理的三维CAD模型文件。然后根据工艺要求，按一定的规则和精度要求，将CAD模型离散为一系列的单元，通常是由Z向离散为一系列层面，称之为切片。然后将切片的轮廓线转化成激光的扫描轨迹。

（2）堆积过程。首先，铺粉滚筒移至最左边，在加工区域内用滚筒均匀地铺上一层热塑性粉状材料，然后根据扫描轨迹，用激光在粉末材料表面绘出所加工的截面形状，热量使粉末材料熔化并在接合处与旧层粘接。当一层扫描完成后，重新铺粉、烧结，这样逐层进行，直到模型形成。因而SLS工艺是一种基于离

SLS技术的成形工艺原理(知识参考)

知识学习# 1 一、实验名称：选择性激光烧结快速成型工艺实验

SLS成型技术开辟了不用任何刀具而迅速制作各类零件的途径，并为用传统方法不能或难于制造的零件或模型提供了一种崭新的制造手段，SLS技术的特点归纳起来主要有以下几点：

（1）过程与零件复杂程度无关，是真正的自由制造，这是传统方法无法比拟的。SLS 与其它RP不同，不需要预先制作支架，未烧结的松敞粉末作为自然支架，SLS可以成型几乎任意几何形状的零件，对具有复杂内部结构的零件特别有效。

（2）技术的高度集成，它是计算机技术、数控技术、激光技术与材料技术的综合集成。

（3）生产周期短，由于该技术是建立在高度集成的基础上，从CAD设计到零件的加工完成只需几小时到几十小时，这一特点使其特别适合于新产品的开发。

（4）与传统工艺方法相结合，可实现快速铸造、快速模具制造、小批量零件输出等功能，为传统制造方法注入新的活力。

（5）产品的单价几乎与批量无关，特别适合于新产品的开发或单件、小量零件的生产。

（6）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。成型材料是SLS 技术发展和烧结成功的一个关键环节,它直接影响成型件的成型速度、精度和物理、化学性能，影响成型工艺和设备的选择以及成型件的综合性能。因此，国内外有许多公司和研究单位加强了这一领域的研究工作,并且取得了重大进步。

从理论上讲任何受热粘结的粉末都有被用作 SLS 原材料的可能性。原则上这包括了塑料、陶瓷、金属粉末及它们的复合材料。目前SLS材料主要有塑料粉（PC、PS、ABS）、蜡粉、金属粉、表面覆有粘结剂的覆膜陶瓷粉、覆膜金属粉及覆膜砂等。

（7）应用面广，由于成型材料的多样化，使得SLS 适合于多种应用领域，如原型设计验证、模具母模、精铸熔模、铸造型壳和型芯等。

（8）高精度，依赖于使用的材料种类和粒径、产品的几何形状和复杂程度，