什么是选择性激光烧结3D打印?

什么是选择性激光烧结?SLS印刷吗?

选择性激光烧结(SLS)是一种增材制造(AM)技术。选择性激光烧结工艺使用激光作为能量，通过红外激光束制造塑料、蜡、陶瓷、金属或其他复合粉末。在加工平台上，计算机根据设计的三维模型图对切片层进行分析，用点、线、面坐标路径数据，对需要成形的零件进行逐层扫描。

SLS 3D打印具有成本低、生产率高、材料生产成熟稳定等优点。广泛用于快速打样和定制小批量生产。SLS 3D打印机械、材料和软件正在快速进步和发展。

SLS印刷技术原理

选择性激光烧结(SLS)技术主要利用粉末材料在激光照射下高温烧结的基本原理。它采用计算机控制光源定位装置，实现精确定位，然后逐层烧结构建。

SLS的工作过程类似于基于粉末床的3d打印。区别在于3d打印使用粘合剂粘合粉末，而SLS使用红外激光烧结粉末。首先，用粉末辊铺一层粉末材料，通过印刷设备中的恒温设施将其加热到刚好低于粉末烧结点的温度，然后将激光束照射在粉末层上，制成被照射的粉末。温度上升到熔点以上，与下面的成形部分烧结并结合。当一层烧结时，将打印平台按层厚的高度降低，铺粉系统将新的粉末材料铺在打印平台上，然后控制激光束再次照射进行烧结，以此类推。层层堆叠，直到整个三维物体的打印完成。

SLS技术的优势

• 可使用的材料范围很广。可使用的材料包括聚合物，如尼龙和聚苯乙烯，金属，如铁，钛，合金，陶瓷，涂层砂等。
• 成型效率高。由于SLS技术不完全熔化粉末，而只是烧结粉末，因此制造速度很快。
• 材料利用率高。未烧结材料可重复利用，材料浪费少，成本低。
• 不需要任何支持。由于未烧结粉末可以支撑模型的腔体和悬臂，因此不需要像FDM和SLA工艺那样设计额外的支撑结构，可以直接生产形状复杂的原型和部件。
• 广泛的应用。由于成型材料的多样化，可采用不同的成型材料制作不同用途的烧结件，可用于制造原型设计模型、模具母模、精密铸造熔模、铸造壳体、芯件等。

SLS打印操作

• 印刷:粉末会在粉末罐顶部的平台上形成一层薄薄的粉末。打印机将粉末预热到略低于原材料熔点的温度，使激光在跟踪模型以固化零件时更容易瞄准特定区域。激光扫描3D模型的横截面，将粉末加热到刚好低于熔点或正好等于熔点。颗粒被烧结和熔合进一步形成固体部分。未烧结的粉末可以在打印过程中作为物体的支撑，因此不需要特殊的支撑结构。然后，平台将一层滴入成型粉槽中，约50-200微米，然后继续重复此过程，直到物体完成。
• 冷却:打印后，成型粉槽需要在打印机内外稍微冷却，以保证最佳的机械性能，避免零件翘曲。
• 后处理:将成品从成型粉槽中取出，进行分离，去除多余的粉料。粉末可以回收，物体可以通过喷砂机等设备进行进一步的后处理。

SLS印刷材料:

选择性激光烧结最常用的材料是尼龙。尼龙是一种流行的工程热塑性塑料，因为它的重量轻，强度和灵活性。尼龙对冲击、化学品、热、紫外线、水和污垢相对稳定，因此非常适合快速成型和生产。

尼龙是一种合成的热塑性聚合物，属于聚酰胺家族。SLS中常用的尼龙是尼龙11和尼龙12，或PA11和PA12。PA是聚酰胺的缩写，数字代表材料中碳原子的数量。两者的材料性质相似。PA11的柔韧性和抗冲击性稍强，而PA12则更强，更耐磨，具有生物相容性。

SLS打印的特点

典型SLS打印件的孔隙率约为30%。多孔性使SLS零件具有独特的颗粒状表面光洁度。这也意味着SLS零件可以吸水，因此在热水浴中很容易被染成各种颜色，如果要在潮湿的环境中使用，则需要进行特殊的后处理。

SLS打印的应用

• 快速成型:SLS流程可以快速制造模型，从而缩短从设计到看到成品的时间，让客户更快速直观地看到最终产品的原型。
• 新材料的制备和研发:利用SLS技术可以开发一些新兴的粉末颗粒，以增强复合材料的强度。
• 小批量和特殊零件的制造加工:在满足一些小批量和特殊零件的制造要求时，采用传统方法制造的成本往往较高，而采用SLS技术快速有效地解决了这一问题，从而降低了成本。
• 快速模具和工具制造:随着技术水平的提高，SLS 3D打印制造的一些零件可以直接作为模具使用。
• 逆向工程:利用三维扫描技术等技术，SLS 3D打印可以在没有图纸和CAD模型的情况下加工原始零件，并根据最终零件构建原型CAD模型，从而实现逆向工程应用。
• 医疗应用:采用SLS工艺制造的零件具有一定的孔隙度，可用于人工骨制造。临床研究证明该人工骨具有较好的生物相容性。