激光选区烧结

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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。

4 )需要对加工室不断充氮气以确保烧保结过程的安全性,加工的成本高。

5 )该工艺产生有毒气体,污染环境。

激光选区烧结工艺适合成形中小件,能直接得到塑料、陶瓷或金属零件,零件的翘曲变形比液态光固化成形工艺要小。激光选区烧结快速原型工艺适合于产品设计的可视化表现和制作功能测试零件。由于它可采用各种不同成分的金属粉末进行烧结,进行渗铜后置处理,因而其制成的产品可具有与金属零件相近的力学性能,故可用于制作EDM 电极、直接制造金属模以及进行小批量零件生产,激光选区烧结的最大优点是可选用多种材料.适合不同的用途。所制作的原型产品具有较高的硬度,可进行功能试验。

作者:环保空调

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