SLS选择性激光烧结

二、SLS工艺原理
工作时粉末缸活塞上升，由铺粉辊将粉末在成型缸活塞（工
作活塞）上均匀铺上一层，计算机根据原型的切片模型控制
光束的二维扫描轨迹，有选择地烧结固体粉末材料以形成零 件的一个层面。
在烧结前，整个工作台被加热至稍低于粉末融化温度，以减
少热变形，并利于与前一层的结合。粉末完成一层后，工作
选择性激光烧结技术
成型0701 第八小组
小组成员：鲁建飞
主 讲 人：王旭松
王旭松
肖娟
李慧
邓富敏
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
SLS工艺特点
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SLS应用示例
一、SLS技术概述
选择性激光烧结工艺（Selected Laser Sintering，SLS）最
早由美国人Carl Deckard于1989年提出，后美国DTM公司于
1992年推出了该工艺的商业化生产设备。
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。
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五、SLS已应用领域
五、SLS应用示例
快速原型制造：SLS工艺可快速制造所没计零件的原形，并
对产品及时进行评价、修正以提高设计质量；可使客户获得
直观的零件模型；能制造教学、试验用复杂模型。
新型材料的制备及研发：利用SLS工艺可以开发一些新型的
颗粒以增强复合材料和硬质合金。
快速模具和工具制造：SLS制造的零件可直接作为模具使用，
活塞下降一个层厚，铺粉系统铺设新粉，控制激光束扫描烧
结新曾。如此循环往复，层层叠加，就得到三维零件。
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三、SLS工艺流程
三维建模& 反求工程 生成STL 文件
成型
产品
后处理
三、成型及后处理阶段
分层参数如分层 厚度，零件加工 方向，扫描间距 等。 成型烧结参数包 括扫描速度，激 光功率，粉末类 型，铺粉厚度…
如熔模铸造、砂型铸造、注塑模型、高精度形状复杂的金属 模型等；也可以将成形件经后处理后作为功能零件使用。
五、SLS应用示例
在医学上的应用：SLS工艺烧结的零件由于具有很高的孔隙
率，可用于人工骨的制造。根据国外对于用SLS技术制备的
人工骨进行的临床研究表明，人工骨的生物相容性良好。
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。
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二、SLS工艺原理
SLS原型的制作 中无需加额外支 撑，因为没有烧 结的粉末起到了 支撑的作用。
从成形室取出后 ，用毛刷和专用 工具将制件上多 余的粉末去掉， 进一步清理打磨 之后，还需针对 原型材料作进一 步处理。
三、原料分类
塑料粉末SLS：尼龙、聚苯乙烯、聚碳酸酯等均可作为塑料粉
末的原料。一般直接用激光烧结，不做后续处理。
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。
RP制造技术四大分支
SLA LOM FDM SLS
光 固 化 成 型 技 术
叠 层 实 体 制 造 技 术
熔 融 沉 积 造 型 工 艺
选 择 性 激 光 烧 结 技 术
目录
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SLS技术概述
SLS工艺原理
工艺流程及设备
对制件形状几乎没有要求：由于下层的粉末自然成为上
层的支撑，故SLS具有自支撑性，可制造任意复杂的形 体，这是许多RP技术所不具备的。成型不受传统机械加 工中刀具无法到达某些型面的限制。
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wenku.baidu.com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。
四、SLS工艺缺点
设备成本高昂。 制件内部疏松多孔、表面粗糙度较大、机械性能不高。 制件质量很大程度上受粉末的影响，提升不易。 可制造零件的最大尺寸受到限制。 成型过程消耗能量大，后处理工序复杂。
金属粉末SLS：
原材料为各种金属粉末。 按烧结工艺不同又可分为直接法、间接法、双组元法。 注：由于金属粉末SLS时温度很高，为防止金属氧化，烧结时
必须将金属粉末密闭在充有保护气体（氮气、氩气、氢气等）
的容器中。
三、原料分类
陶瓷粉末SLS：陶瓷粉末在烧结时要在粉末中加入粘结剂。
粘结剂有无机粘结剂、有机粘结剂和金属粘结剂三类。
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
成形材料多样性，价格低廉：这是SLS最显著的特点。
理论上凡经激光加热后能在粉末间形成原子联接的材料
都可作为SLS成形材料。目前已商业化的材料主要有塑 料粉、蜡粉、覆膜金属粉、表面涂有粘结剂的陶瓷粉、 覆膜沙等。
三、典型SLS设备
由机械系统、光学系统和计算
机控制系统组成。机械系统和 光学系统在计算机控制系统的 控制下协调工作，自动完成制 件的加工成形。 机械结构主要由机架、工作平 台、铺粉机构、两个活塞缸、 集料箱、加热灯和通风除尘装 置组成。
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