选择性激光烧结技术的起源及现状
陶瓷材料选择性激光烧结熔融技术研究与应用现状
陶瓷材料选择性激光烧结熔融技术研究与应用现状一、本文概述陶瓷材料以其独特的高硬度、高耐磨性、高化学稳定性以及良好的热学、电学性能，在众多工程领域中发挥着不可替代的作用。
然而，传统的陶瓷成型工艺如压制、注浆等静压等，都存在工艺复杂、能耗高、生产周期长等问题，这在一定程度上限制了陶瓷材料的大规模应用。
近年来，随着增材制造技术的发展，选择性激光烧结熔融技术（Selective Laser Sintering/Melting，简称SLS/SLM）作为一种先进的陶瓷材料成型工艺，逐渐展现出其独特的优势和应用潜力。
本文旨在全面综述陶瓷材料选择性激光烧结熔融技术的研究现状和应用进展。
文章将简要介绍选择性激光烧结熔融技术的基本原理和特点，并重点分析其在陶瓷材料成型中的应用优势。
随后，文章将详细探讨陶瓷材料选择性激光烧结熔融技术的研究现状，包括材料体系、工艺参数、设备发展等方面。
文章还将对陶瓷材料选择性激光烧结熔融技术的应用现状进行梳理，涉及航空航天、生物医学、汽车制造、电子封装等领域。
文章将展望陶瓷材料选择性激光烧结熔融技术的发展趋势和未来挑战，以期为相关领域的研究和应用提供有益的参考和借鉴。
二、陶瓷材料选择性激光烧结熔融技术原理选择性激光烧结熔融（Selective Laser Sintering, SLS）是一种增材制造技术，特别适用于陶瓷材料的加工。
该技术的核心原理是通过激光束在计算机控制下，选择性地熔化或烧结粉末材料，层层堆积形成三维实体。
在陶瓷材料的选择性激光烧结熔融过程中，首先需要将陶瓷粉末均匀铺设在打印平台上。
然后，激光束根据预先设定的三维模型数据，在计算机的控制下，对陶瓷粉末进行选择性加热。
激光束的能量使粉末颗粒间的接触点发生熔化或烧结，形成牢固的结合。
随着打印层的逐渐累加，最终形成完整的陶瓷部件。
陶瓷材料的选择性激光烧结熔融技术具有高精度、高效率和高材料利用率等优点。
同时，该技术还可以通过调整激光参数、粉末材料性能等因素，实现陶瓷部件的微观结构和性能的调控，以满足不同应用场景的需求。
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。
选择性激光烧结成型技术的工艺与应用
选择性激光烧结成型技术的工艺与应用第一篇：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。
SLS选择性激光烧结.pptx
AFS－300型选择性激光烧结主机结构示意图
1-激光室； 2-铺粉机构； 3-供料缸； 4-加热灯； 5-成形料缸； 6-排尘装置； 7-滚珠丝杆螺母机构； 8-料粉回收箱
选择性激光烧结机光路系统
1-指示器； 2-光束合成器； 3、4-反射镜； 5-扩束镜； 6-聚焦镜； 7-扫描器
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四、SLS工艺优点
选择性激光烧结技术
成型0701 第八小组 小组成员：鲁建飞 王旭松 肖娟 李慧 邓富敏 主 讲 人：王旭松
快速原型制造技术简介
快速原型制造技术（Rapid Prototype Manufacturing， 简称RP）是综合利用CAD技术、数控技术、材料科学、 机械工程、电子技术及激光技术的技术集成以实现从 零件设计到三维实体原型制造一体化的系统技术。它 是一种基于离散堆积成形思想的新型成形技术，是由 CAD模型直接驱动的快速完成任意复杂形状三维实体 零件制造的技术的总称。
四、SLS工艺优点
四、SLS工艺优点
材料利用率高：未烧结的粉末可以重复利用。 制件具有较好的力学性能：成品可直接用作功能测试或
小批量使用。 实现设计制造一体化：配套软件可自动将CAD数据转化
为分层STL数据，根据层面信息自动生成数控代码，驱 动成形机完成材料的逐层加工和堆积，不需人为干预。
它利用粉末状材料（主要有塑料粉、蜡粉、金属粉、表 面附有粘结剂的覆膜陶瓷粉、覆膜金属粉及覆膜砂等） 在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下按照界面轮 廓信息进行有选择的烧结，层层堆积成形。
一、SLS技术概述
SLS技术使用的是粉状材料，从理论上讲，任何可熔的粉 末都可以用作制造模型。而且制造出的模型可以用作真 实的原型元件。
SLS工艺研究现状：美国的DTM公司、3D Systems公司， 德国的EOS公司；国内的北京隆源自动成型系统有限公司 和华中科技大学等。
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。
激光选区烧结(sls)成形的后处理工艺及方法
激光选区烧结(sls)成形的后处理工艺及方法【激光选区烧结(sls)成形的后处理工艺及方法】一、引言其实啊，在当今这个科技飞速发展的时代，各种新奇的技术层出不穷。
今天咱们就来聊聊激光选区烧结（SLS）成形这一神奇的工艺，看看它到底是怎么一回事，又有着怎样的魅力。
二、SLS 工艺的历史1. 起源与发展说起激光选区烧结（SLS）的历史，那得追溯到上个世纪 80 年代。
说白了就是科学家们脑洞大开，想着能不能用激光和粉末材料来创造出各种形状的物件。
最开始的时候，这技术还很粗糙，能做的东西也有限。
但随着时间的推移，不断地有科研人员投入研究，技术也就越来越成熟啦。
比如说，最开始 SLS 只能做出一些简单的模型，而且精度不高。
但经过多年的改进，现在已经可以制造出复杂的、高精度的零部件，甚至可以应用于航空航天、医疗等高端领域。
三、SLS 工艺的制作过程1. 材料准备首先得准备好材料，通常是各种粉末，比如尼龙、聚苯乙烯、金属粉末等。
这些粉末就像是我们做蛋糕用的面粉，是基础原料。
2. 激光烧结然后就是关键的一步啦，激光登场！激光按照预先设计好的路径，有选择地对粉末进行烧结。
这就好比我们用手电筒照着纸上的图案，有光照到的地方就会发生变化。
在这里，激光照到的粉末就会融合在一起，形成一个层面。
3. 层层叠加一层烧结完成后，工作台会下降一层的高度，再铺上一层新的粉末，然后激光继续烧结。
就这样一层一层地堆积，最终形成一个三维的物体。
打个比方，这就像是在盖房子，一层一层地往上砌砖，只不过这里的“砖”是粉末，“砌砖”的工具是激光。
四、SLS 工艺的特点1. 材料多样性SLS 工艺最大的特点之一就是能使用各种各样的材料。
不管是塑料、金属，还是陶瓷，它都能搞定。
这就好比一个超级大厨，不管是蔬菜、肉类还是海鲜，都能烹饪出美味佳肴。
2. 复杂形状制造能力它还特别擅长制造那些形状复杂的物件。
比如说一些内部有复杂结构的零件，用传统方法很难做出来，但 SLS 却能轻松应对。
选择性激光烧结技术的研究现状与展望
选择性激光烧结技术的研究现状与展望【摘要】选择『生激光加工是20世纪80年代末出现的一种新的快速成型工艺，它利用激光束烧结粉末材料制造原型，具有原料广泛、制作工艺简单、周期短等特点，在诸多领域得到了广泛的应用。
介绍了选择性激光烧结技术的原理、特点及实际应用，综述了选择}生激光烧结技术发展状况、存在的问题及研究热点。
键词：快速成形；选择性激光烧结；综述1引言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工艺，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技术在现代制造业巾越来越具有竞争力，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 ObjectManufacturing)、选择性激光烧结SIS(Selective LArSintering)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SIS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，在现代制造业得到越来越广泛的重视。
主要综述SIS技术的工艺原理、实际应用、发展历程和现状。
2 SLS技术的原理选择性激光加工(SLS)又称选区激光烧结是以C02激光器为能源，利用计算机控制红外激光束对非金属粉末、金属粉末或复合物的粉末薄层，以一定的速度和能龟密度按分层面的二维数据进行扣描烧结，层层堆积，最后形成成形件。
选择性激光烧结技术(一)
选择性激光烧结技术的打印工作过程
激光束沿 轮廓烧结
平台下移 一层高度
一、 选择性激光烧结工艺的基本原理
当实体构建完成并在原型部分充分冷却后，粉末块会上升到 初始的位置，将其拿出并放置到后处理工作台上，用刷子小心刷去 表面粉末露出加工件部分，其余残留的粉末可用压缩空气除去。
选择性激光烧结系统的基本组成
第四选章择性选激择光性烧激结光（烧SL结S）成型工艺
选择性激光烧结工艺(Selective Laser Sintering，SLS)又称为选区激光烧 结技术，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。
（4）成型腔
激光进行粉末、成 形的封闭腔体，要由工 作缸和送粉缸等组成。 缸体可以沿Z轴上下移动。
成型腔结构
（3）粉末传送系统 SLS设备中，送粉通常采用两种方式， 一种是粉缸送粉方式，即通过送粉缸的升降完成粉末
的供给； 另一种是上落粉方式，即将粉末置于机器上方的容器
内，通过物末的自由下落完成粉末的供给 。 铺粉系统也有铺粉辊和刮刀两种方式。
HRPM-II金属粉末熔化快速成型机
国内外部分选择性激光烧结快速成型设备一览表
三、选择性激光烧结技术的工艺流程
三维建模& 逆向工程
生成STL文 件
成型
产品
后处理
选择性激光烧结技术成形全过程可 以归纳为前处理、激光烧结成型、后处 理3个主要步骤。
(3D打印技术课件)项目四-任务五-选择性激光烧结技术的起源及现状
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 此外，除了上述国家外，瑞士、俄罗斯、德国、韩国、南非、
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
1.国外研究状况 此外，除了上述国家外，瑞士、俄罗斯、德国、韩国、南非、
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 美国的Texas大学Austin学院自由成形实验室对选择性激光烧
结技术的SLS技术和后处理工艺长期进行研究，其钢铁及合金粉末 材料的烧结件的致密度达到80%以上，并进一步研究了SLS金属热渗 透、 热等静压等后处理工艺。Michigan大学的学者们主要从事用 SLS技术制作医用人工骨骼材料研究。
3D打印技术
选择性激光烧结技术的 起源及现状
学习目标
1. 了解选择性激光烧结技术的起源； 2. 了解选择性激光烧结技术的研究现状。
知识要点
一、择性激光烧结技术的起源
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 （RapidPrototyping，简称RP）就是在这样的背景下提出并逐步得 以发展的。
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。
选择性激光烧结技术最新研究进展
快速成型技术论文作业题目:选择性激光烧结技术最新研究进展姓名：山海明学号：1000404042专业：材料成型与控制工程院系：机械工程学院2013年10月25日摘要选择性激光加工是一种新的快速成型工艺, 使用的造型材料多为粉末材料。
加工时，首先将粉末预热到稍低于其熔点的温度，然后在刮平棍子的作用下将粉末铺平；激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择地烧结，一层完成后再进行下一层烧结，全部烧结完后去掉多余的粉末，则就可以得到一烧结好的零件。
目前成熟的工艺材料为蜡粉及塑料粉，用金属粉或陶瓷粉进行烧结的工艺还在研究之中。
它利用激光束烧结粉末材料制造原型,具有原料广泛、制作工艺简单、周期短等特点,在诸多领域得到了广泛的应用。
介绍了选择性激光烧结技术的原理、特点及实际应用,综述了选择性激光烧结技术发展状况、存在的问题及研究热点。
关键词快速成型粉末激光束烧结SLS法采用红外激光器作能源，使用的造型材料多为粉末材料。
加工时，首先将粉末预热到稍低于其熔点的温度，然后在刮平棍子的作用下将粉末铺平；激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择地烧结，一层完成后再进行下一层烧结，全部烧结完后去掉多余的粉末，则就可以得到一烧结好的零件。
目前成熟的工艺材料为蜡塑料粉，用金属粉或陶瓷粉进行烧结的工艺还在研究之中。
在成型的过程中因为是把粉末烧结，所以工作中会有很多的粉状物体污染办公空间，一般设备要有单独的办公室放置。
另外成型后的产品是一个实体，一般不能直接装配进行性能验证。
另外产品存储时间过长后会因为内应力释放而变形。
对容易发生变形的地方设计支撑，表面质量一般。
生产效率较高，运营成本较高，设备费用较贵。
能耗通常在8000瓦以上。
材料利用率约100%。
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。
SLS工艺是利用粉末状材料成形的。
将材料粉末铺洒在已成形零件的上表面，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，并与下面已成形的部分粘接；当一层截面烧结完后，铺上新的一层材料粉末，选择地烧结下层截面。
激光选区烧结成型材料的研究和应用现状
激光选区烧结成型材料的研究和应用现状激光选区烧结（LaserSelectiveSoldering，简称LSS）是一种新型的焊接技术，它可以快速准确烧结微型电子元件，具有一个精度高、操作简单和控制柔性强的优点。
随着科技的发展，激光选区烧结技术在电子产品中的应用也越来越广泛。
本文将分析激光选区烧结电子材料的发展和研究状况，并就其在实际应用中的优缺点作出介绍。
第一部分介绍了激光选区烧结电子材料的发展历程及研究现状。
激光选区烧结是由一个可控制的激光源和热传导装置一起使用的一种新型的焊接技术。
它的工作原理是，在被烧结的电子元件表面，激光束会将部分区域迅速加热，使其熔化，形成一个可控制的熔接池，而另一部分区域则不会受到激光的影响，因此可以防止熔接区域的损伤。
自从三十年前被发明以来，激光选区烧结技术不断发展，现在已经成为一种实用、有效的焊接技术。
第二部分介绍了激光选区烧结电子材料在实际应用中的优势和局限。
相比传统的焊接技术，激光选区烧结技术具有以下优势：（1）烧结速度快，烧结更加准确；（2）焊点大小可控制，可以满足不同应用要求；（3）对电子元件的热损伤更小，能够保证元件的可靠性；（4）烧结时不会出现外焊，降低了焊接失败率；（5）操作简单，减少了操作人员的技术要求。
但是，该技术也存在一些不足，如：（1）其精度要求较高，不适合大型电子元件的焊接；（2）成本较高，不适合大规模生产；（3）对灰尘和气体的污染较大，不利于环保。
综上所述，激光选区烧结是一种新型的焊接技术，它可以实现快速、准确的烧结，具有精度高，操作简单，控制柔性强的优点，但也有一些不足。
未来将进一步提高技术精度，缩短烧结时间，减少污染，并把成本降至最低等方面进行研究，以更好地运用激光选区烧结技术，实现高效、质量更优的烧结制品。
选择性激光烧结技术的研究现状与展望
选择性激光烧结技术的研究现状与展望*任继文彭蓓（华东交通大学载运工具与装备省部共建教育部重点实验室，南昌330013）Reviews and prospects for Selective Laser Sintering （SLS ）REN Ji-wen ，PENG Bei（East China Jiaotong University ，Nanchang 330013，China ）文章编号：1001-3997（2009）10-0266-03【摘要】选择性激光加工是20世纪80年代末出现的一种新的快速成型工艺，它利用激光束烧结粉末材料制造原型，具有原料广泛、制作工艺简单、周期短等特点，在诸多领域得到了广泛的应用。
介绍了选择性激光烧结技术的原理、特点及实际应用，综述了选择性激光烧结技术发展状况、存在的问题及研究热点。
关键词：快速成形；选择性激光烧结；综述【Abstract 】Selective Laser Sintering is a new rapid prototyping technology invented in the 1980s.SLS uses fine powder heated with CO 2laser to fabricate modules ，has the merits of broad raw materials ，simply process of making ，short production periods and so on ，and has applied widely in many fields.The principle ，characteristics and applications of Selective Laser Sintering （SLS ）are introduced.The develop －ment ，the key problems and the hotspot of research of SLS are reviewed.Key words ：Rapid prototyping ；Selective laser sintering ；Reviews中图分类号：TH16，TP12文献标识码：A＊来稿日期：2008-12-05＊基金项目：江西省自然科学基金项目（2008GZC0055），江西省教育厅科技项目（GJJ09209），华东交通大学基金（07JD05），载运工具与装备省部共建教育部重点实验室开放基金资助项目1引言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。
选择性激光烧结
选择性激光烧结是SLS法采用红外激光器作能源，使用的造型材料多为粉末 材料。加工时，首先将粉末预热到稍低于其熔点的温度，然后在刮平棍子的 作用下将粉末铺平；激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择地 烧结，一层完成后再进行下一层烧结，全部烧结完后去掉多余的粉末筒移至最左边，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工艺是一种基于离散堆积成形的数字化生产技术，通 过离散把复杂的三维制造转化为一系列的二维制造的叠加， 把零件的制造过程转化为有序的简单单元体的制造与结合 过程，其意义是十分深远的。
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。
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。SLS工艺是利用粉末状材料成形的。 将材料粉末铺洒在已成形零件的上表面，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，并与下面已成形的部分粘接;当一 层截面烧结完后，铺上新的一层材料粉末，选择地烧结下层截面。 SLS工艺最大的优点在于选材较为广泛，如尼龙、蜡、ABS、树脂裹覆 砂(覆膜砂)、聚碳酸脂(poly carbonates)、金属和陶瓷粉末等都可以作 为烧结对象。粉床上未被烧结部分成为烧结部分的支撑结构，因而无 需考虑支撑系统(硬件和软件)。SLS工艺与铸造工艺的关系极为密切， 如烧结的陶瓷型可作为铸造之型壳、型芯，蜡型可做蜡模，热塑性材 料烧结的模型可做消失模。3.3 选择性激光烧结法(SLS) 选择性激光烧 结法又称为选区激光烧结。它的原理是预先在工作台上铺一层粉末材 料(金属粉末或非金属粉末)，激光在计算机控制下，按照界面轮廓信 息，对实心部分粉末进行烧结，然后不断循环，层层堆积成型。
第四章_选择性激光烧结成型工艺介绍
第三节 选择性激光烧结工艺过程
（3）后处理
激光烧结后的PS原型件，强度
很弱，需要根据使用要求进行渗蜡 或渗树脂等进行补强处理。由于该 原型用于熔模铸造，所以进行渗蜡 处理。渗蜡后的该铸件原型如图所 示。
图4-9 某铸件经过渗蜡处理的SLS原型
第三节 选择性激光烧结工艺过程
优点：
◎可直接制作金属制品 ◎无需支撑结构 ◎可采用多种材料 ◎制造工艺比较简单
◎材料利用率高
缺点：
◎原型表面粗糙 ◎烧结过程挥发异味 ◎有时需要比较复杂的辅助工艺
第四章 选择性激光烧结成型工艺
1 2 3 4 5
选择性激光烧结工艺的基本原理和特点 选择性激光烧结快速成型材料及设备 选择性激光烧结工艺过程 高分子粉末烧结件的后处理 选择性激光烧结工艺参数
程上一般采用粒度的大小来 划分颗粒等级，如右表所示。 SLS 工艺采用的粉末粒度一 般在50～125µ m之间。
第二节 选择性激光烧结的材料及设备
间接SLS用的复合粉末通常有两种混合形式：
◎粘结剂粉末与金属或陶瓷粉末按一定比例机械混合； ◎把金属或陶瓷粉末放到粘结剂稀释液中，制取具有粘结剂包裹的金属或陶瓷粉末。 实践表明，采用粘结剂包裹的粉末的制备虽然复杂，但烧结效果较机械混合的粉末好。近 年来，已经开发并被应用于SLS粉末激光烧结快速原型制作的材料种类如表4-2所示。 表4-2 常用的SLS工艺的材料
数据处理
工艺规划
安全监控
第二节 选择性激光烧结的材料及设备
华中科技大学（武汉滨湖机电技术产业有限公司）开发了金属粉末熔化快速成 型系统，目前推出了HRPM-I和HRPM-II两种型号。该设备可直接制作各种复杂精 细结构的金属件及具有随形冷却水道的注塑模、压铸模等金属模具，材料利用率高。 图4-6为HRPM-II金属粉末熔化快速成型机。
激光选区烧结成型材料的研究和应用现状
激光选区烧结成型材料的研究和应用现状激光选区烧结（LaserAssistedSelectiveSintering简称LASS是一种利用激光烧结粉末成形技术，它具有快速成形的优势，可以制造出精度高、表面光洁度好的形状复杂的三维零件。
激光选区烧结材料一般指通过激光烧结形成的金属、塑料和陶瓷等材料。
近年来，激光选区烧结技术在信息、电子、航空航天、机械、制药、化工、汽车、火力发电等领域发挥着重要作用。
它在航空航天、机械、电子制造领域应用最多。
首先，激光选区烧结在航空航天领域发挥着重要作用。
它可以用来制造航空航天发动机零件，如叶片、机壳、排气管等。
它的用途不仅限于制造发动机部件，还可以制造卫星的机壳、维修发动机和火箭发动机，以及电话卫星的控制装置。
另外，它还可以制造涡轮发动机的零件，如外壳、旋转部件和气动部件。
其次，激光选区烧结在机械制造领域也有重要应用。
它可以用来制造机械零件，如齿轮、轴承、螺丝和密封件等，以及汽车零部件，如发动机或变速器等。
此外，它还可以用来制造高精度的微型零件，如手表件、钟表件、汽车零部件等。
第三，激光选区烧结在电子制造领域也有重要应用。
它可以用来制造系统集成电路、半导体器件、多层电路板、复杂的晶体管和光电器件等。
此外，它还可以用来制造复杂的电子组件，如数据芯片和多层电路板等。
此外，激光选区烧结也在制药、化工、汽车、火力发电等领域发挥着重要作用。
它可以用来制造具有高精度的医疗仪器和药品零件，如注射器和药瓶等。
它还可以用来制造化工和汽车行业的零件，如塑料泵和汽车部件等。
从以上讨论可以看出，激光选区烧结技术已经发展成为一种被广泛应用的成形材料的制造技术，其应用面广泛，各行各业用上它，可以提高产品质量、降低成本。
然而，激光选区烧结技术也存在一些问题，比如烧结温度控制不是太精确、烧结过程中会产生烟尘等。
必须继续努力改进激光选区烧结技术，以满足不断发展的现代制造业的需要。
综上所述，激光选区烧结是一种有效且可靠的成形材料制造技术，它在航空航天、机械、电子制造和其他行业发挥着重要作用，在制造过程中能够提高效率，减少成本。
激光选区烧结成型材料的研究和应用现状
激光选区烧结成型材料的研究和应用现状随着科技的发展，激光被广泛应用于许多行业，其中之一是激光选区烧结成型材料。
激光选区烧结可以实现更精密和高效的成型，具有很强的可编程性和性能优越性。
激光选区烧结是利用激光束在材料表面引发热效应而产生的烧结现象。
激光辐照能量可以转化为热能，使表面材料超过区域熔点形成液态，并且形成均匀的表面液滴。
激光选区烧结的一个重要特点是它的可编程性，可以选择对一定区域的激光照射时间、光束强度和表面液滴的大小以及位置，从而实现多种形状的成型，包括改变厚度、形成凹槽和其他相关的形状，从而达到调制材料力学性能的目的。
激光选区烧结的另一个重要特点在于均熔点较低。
此外，较小尺寸的激光光斑可以为液滴再分割和增大控制，能快速实现3D形状。
相对于传统加工，激光选区烧结技术可以更快速、更有效地实现形状变化，不需要工件易损夹具和费时费力的模具更替，并且可以在几秒内实现形状变换。
此外，激光选区烧结还有一个重要的优势就是对环境的友好性。
这种技术能够避免传统烧结技术出现的烟尘、污染和伤害问题，它可以最大限度地减少无机物和有机物在烧结过程中释放出来的污染物，有效保护环境。
另外，激光选区烧结还可以改善材料的表面性能，因为它可以实现精确和局部的烧结，可以保持表面的光洁度和完整性，从而提升材料的性能。
激光选区烧结技术在近几年来得到了大量的应用，其中包括金属表面烧结、发射管的制作、硅的加工、塑料和橡胶的成型、金属塑料组合复合件的焊接以及精密件的加工等。
激光选区烧结技术可以满足更先进更精确的加工要求，不但可以改善材料的表面性能，而且可以改变材料的形状，从而满足特定的功能要求。
总的来说，激光选区烧结技术可以实现快速、简单、精确的加工，是一项具有很高科技含量的加工技术，可以满足传统加工技术无法实现的加工要求，而且可以改善加工过程对环境的污染。
因此，激光选区烧结技术是一种技术含量很高的成型技术，可以满足不同行业对精密和高效加工，具有广泛的应用前景。
选择性激光烧结成型
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选择性激光烧结（SLS）技术工艺原理示意图
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想一想
选择性激光烧结技术为什么要预热？又如何控制 预热温度呢？有时为什么还需要氩气保护?
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讨论：
与其他增材技术相比，选择性 激光烧结具有哪些特点？
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选择性激光烧结技术 的优点
（1）成形材料非常广泛 （2）材料利用率高 （3）柔性度高 （4）应用面广 （5）生产周期短
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选择性激光烧结技术 目前存在的问题
（1）表面光洁度不高 （2）大尺寸工件存在翘曲等缺陷 （3）需要复杂的辅助工艺
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& 课堂讨论与总结
请简述选择性激光烧结成型工艺的原理。
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微信公众号：华唐集团
1 选择性激光烧结成型技术概述
2 选择性激光烧结的工艺原理
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选择性激光烧结的工艺特点
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选择性激光烧结成型技术概述
1.简称 2.发展历史 3.成型原理 4.当前在我国的发展状况
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选择性激光烧结技术 工艺原理
首先由CAD软件绘制待制作物体的的三维模型，用分层切片 软件对其进行切片处理，获得各截面形状的信息参数，并生 成各截面的扫描轨迹参数。同时，将SLS成型机粉床上的粉 末材料预热至材料熔融温度以下2℃～3℃，然后根据制件几 何形体各层截面的扫描轨迹参数，在计算机的控制下，激光 以一定的扫描速度和能量密度有选择地对材料粉末分层扫描， 由于激光能量在选定的扫描轨迹上作用于粉末材料，使粉末 材料粘结固化。一层烧结完成后，电机驱动工作台下降一个 层厚高度，用铺粉辊将新粉末材料均匀地铺放在前一固化层 上，再进行下一层扫描烧结，新的一层和前一层烧结在一起， 如此层层叠加，最终生成所需要的三维实体制件。
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课堂导入
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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。
知识要点
一、择性激光烧结技术的起源
SLS技术起源于美国德克萨斯大学澳斯汀分校（University of TexasatAustin）。1986年，该校学者Carl Deckard在其硕士论文 中首次提出了SLS工艺原理， 于1988年研制成功了第一台SLS成形 机。随后，由美国的DTM公司将其商业化，于1992年推出了该工艺 的商业化生产设备SinterStation2000成形机。 在过去的20多年里， SLS技术在各个领域得到了广泛的应用，各国研究人员对SLS技术从 基本形成原理、加工工艺、新材料、精度控制、数值仿真等方面进 行了广泛而深入的研究，有力地推动了SLS工艺的发展。
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 英国Liverpool大学快速原型中心的学者K.K.B.Hon对SiC和聚
合物混合粉末进行了SLS试验，研究了各种工艺参数（激光功率、 扫描速度、间距、层厚等）对烧结件机械性能的影响。 Louthborough大学的学者使用脉冲Nd：YAG激光器烧结工具钢粉末， 主要研究了扫描方式和烧结线间距对烧结性能的影响。日本Osaka 大学的学者主要从事金属SLS过程的有限元仿真工作，从而推断出 烧结试样成形时最可能发生断裂的地方，该校的学者们还对烧结过 程中残余应力的产生和消除办法进行了研究。
选择性激光烧结技术的起源及现状
学习目标
1. 了解选择性激光烧结技术的起源； 2. 了解选择性激光烧结技术的研究现状。
知识要点
一、择性激光烧结技术的起源
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 （RapidPrototyping，简称RP）就是在这样的背景下提出并逐步得 以发展的。
知识要点
一、择性激光烧结技术的起源
RP技术是一种逐层零件制造工艺，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。
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 此外，除了上述国家外，瑞士、俄罗斯、德国、韩国、南非、
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
1.国外研究状况 此外，除了上述国家外，瑞士、俄罗斯、德国、韩国、南非、
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 美国的Texas大学Austin学院自由成形实验室对选择性激光烧
结技术的SLS技术和后处理工艺长期进行研究，其钢铁及合金粉末 材料的烧结件的致密度达到80%以上，并进一步研究了SLS金属热渗 透、 热等静压等后处理工艺。Michigan大学的学者们主要从事用 SLS技术制作医用人工骨骼材料研究。