成型技術(shù)：SLS

打印材料：塑料、金屬、蠟、陶瓷等

特點(diǎn)：

(1)可采用多種材料;

(2)制造工藝比較簡(jiǎn)單;

(3)高精度;

(4)成本較低。

SLS工藝又稱為選擇性激光燒結(jié)，起源于美國(guó)德克薩斯大學(xué)澳斯汀分校。1986 年，該校學(xué)者Carl Deckard 在其碩士論文中首次提出了 SLS 工藝原理，于1988年研制成功了第一臺(tái)SLS成形機(jī)。

隨后，由美國(guó)的DTM公司將其商業(yè)化，于1992年推出了該工藝的商業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備Sinter Station 2000成形機(jī)。在過(guò)去的20多年里，SLS技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，各國(guó)研究人員對(duì) SLS技術(shù)從基本形成原理、加工工藝、新材料、精度控制、數(shù)值仿真等方面進(jìn)行了廣泛而深入的研究，有力地推動(dòng)了SLS工藝的發(fā)展。由于SLS工藝可以直接制造金屬零件，近年來(lái)受到各國(guó)高校以及 R&D 機(jī)構(gòu)的普遍重視。

SLS工藝使用的是粉末狀材料，激光器在計(jì)算機(jī)的操控下對(duì)粉末進(jìn)行選擇性掃描使其熔融，然后冷卻固化而實(shí)現(xiàn)材料的燒結(jié)粘合，就這樣材料層層堆積實(shí)現(xiàn)成型。如下圖所示：

選擇性激光燒結(jié)加工的過(guò)程先采用壓輥將一層粉末平鋪到已成型工件的上表面，數(shù)控系統(tǒng)操控激光束按照該層截面輪廓在粉層上進(jìn)行掃描照射而使粉末的溫度升至熔化點(diǎn)，從而進(jìn)行燒結(jié)并于下面已成型的部分實(shí)現(xiàn)粘合。當(dāng)一層截面燒結(jié)完后工作臺(tái)將下降一個(gè)層厚，這時(shí)壓輥又會(huì)均勻地在上面鋪上一層粉末并開始新一層截面的燒結(jié)，如此反復(fù)操作直接工件完全成型。當(dāng)工件完全成型并完全冷卻后，工作臺(tái)將上升至原來(lái)的高度，此時(shí)需要把工件取出使用刷子或壓縮空氣把模型表層的粉末去掉。

在成型的過(guò)程中，未經(jīng)燒結(jié)的粉末對(duì)模型的空腔和懸臂起著支撐的作用，因此SLS成型的工件不需要像SLA成型的工件那樣需要支撐結(jié)構(gòu)。SLS工藝使用的材料與SLA相比相對(duì)豐富些，主要有石蠟、聚碳酸酯、尼龍、纖細(xì)尼龍、合成尼龍、陶瓷甚至還可以是金屬。SLS工藝支持多種材料，成型工件無(wú)需支撐結(jié)構(gòu)，而且材料利用率較高。盡管這樣SLS設(shè)備的價(jià)格和材料價(jià)格仍然十分昂貴，燒結(jié)前材料需要預(yù)熱，燒結(jié)過(guò)程中材料會(huì)揮發(fā)出異味，設(shè)備工作環(huán)境要求相對(duì)苛刻。