激光选区烧结成形
激光选区烧结
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。
激光选区熔化成形技术的发展现状及研究进展
一、激光选区熔化成形技术简介
激光选区熔化成形技术是一种将粉末材料逐层堆积成形的工艺方法。在加工 过程中，高能量密度的激光束对金属粉末进行扫描和熔化，并在短时间内快速冷 却凝固，逐层堆积成复杂的三维零件。该技术具有高精度、高速度和高效率等特 点，被广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域。
二、发展现状
3、铝合金选区激光熔化成形的 力学性能与显微组织
选区激光熔化成形的铝合金材料具有较高的强度和硬度，同时具有良好的耐 磨性和耐腐蚀性。研究者们通过研究不同工艺参数对铝合金显微组织和力学性能 的影响，揭示了显微组织和力学性能之间的内在。例如，通过优化工艺参数，可 以得到细小的晶粒和均匀的相分布，从而提高材料的力学性能。
1、铝合金粉末制备与特性
选区激光熔化成形铝合金的关键之一是制备高质量的铝合金粉末。目前，铝 合金粉末的制备方法主要包括雾化法、机械合金化法、化学法等。其中，雾化法 作为一种常用的制备方法，得到的粉末具有球形度高、粒径分布窄、成分均匀等 优点。然而，雾化法也存在一定的局限性，如设备成本高、生产效率低等。因此， 研究不同制备方法对铝合金粉末特性的影响，有助于优化选区激光熔化成形的材 料体系。
激光选区熔化成形技术的发展现状 及研究进展
目录
01 一、激光选区熔化成 形技术简介
02 二、发展现状
03 三、研究进展
04 四、结论
05 参考内容
激光选区熔化成形技术（Selective Laser Melting，SLM）是一种重要的 金属加工和增材制造技术。自20世纪90年代初问世以来，该技术在全球范围内得 到了广泛和研究。本次演示将介绍激光选区熔化成形技术的发展现状及研究进展。
参考内容
随着制造业的快速发展，选区激光熔化成形（Selective Laser Melting, SLM）技术作为一种先进的金属成形方法，在近年来得到了广泛和应用。该技术 主要利用高能量激光束对金属粉末进行逐层选择性熔化，实现复杂形状零件的近 净成形。铝合金作为一种轻质、高强、耐腐蚀的材料，在航空、航天、汽车等领 域具有广泛的应用前景。本次演示将综述近年来选区激光熔化成形铝合金材料体 系的研究进展，主要包括以下几个方面：
激光选区烧结成形
另外，由于SLS粉末材料的粉体形状都很不规则，这就 造成了粉末颗粒间存在有一定的间隙空间。例如，若粉 末全为均匀的球体，在压实状态下粉末的间隙空间会占 总体积的50%左右，只有当粉末全为方体时才可能达到 全密度（无间隙空间），但是在实际中这是不可能的， 而由烧结层叠加起来的成型件的密度却高达全密度的 95%以上，所以，在SLS烧结过程中，由于密度的增加， 成型件必然会产生收缩。这种由粉末密度的变化导致的 制件收缩可称为密度收缩。
3．SLS翘曲变形的发展规律
由于SLS翘曲变形是由烧结层各部分不均匀收缩造成的，所以烧 结层的不均匀收缩的变化规律就反映了其翘曲变形的变化规律。 由于SLS加工过程是层片叠加成型过程，所以各烧结层的收缩在 很大程度上要受前面已烧结层的影响与制约。当一层烧结完毕并 产生翘曲变形后，在其表面上新铺的一层粉末的厚度就很不均匀， 中间凹陷部分的粉末厚度大，四周翘曲部分所铺设的粉层厚度小。 但是，在烧结这一层并粘结到前一层上时，前一层的收缩变形已 固定下来，而当前层却仍然处于较松软的状态，于是当前层就有 向前一层铺展的趋势，这样，当前层的收缩受到前一层的制约而 减小，于是产生的翘曲变形也减小。这样层层叠加后烧结层的收 缩变形自然逐层变小，于是随着加工的进行制件的翘曲变形也就 逐渐减小。除了前一层的制约作用以外，当前层本身的翘曲变形 也是呈逐渐减小趋势的。这是由于随着烧结的进行，制件内存储 的能量逐渐增加，于是在烧结当前层时，前一层的温度也逐渐变 高，这样当前层上、下部分的温差逐渐变小，从而减小了烧结层 不均匀收缩的趋势，翘曲变形减小。
4.有效导热系数k
采用的烧结材料都是高分子聚合物。这些材料 对激光的反射与吸收与金属以及某些非金属有 较大的区别。它们对激光的反射比较低，对应 的吸收比较高。而且其结构特征决定了它对激 光波长有强烈的选择性。这些材料在红外区波
选区激光烧结技术的成形空间稳定性研究
形尺寸( 宽×深×高)２００ ｍｍ×２５０ ｍｍ×３００ ｍｍꎬ３０ Ｗ 二氧化
碳激光器ꎬ如图 １ 所示ꎮ
件精度的影响ꎮ 由于温度不均匀导致不同位置收缩的顺
序和收缩量不同而造成成形件的畸变或翘曲 [８－９] ꎮ 通过
研究因温度不均匀导致不同空间位置力学性能的影响规
&!
律ꎬ开展空间稳定性试验ꎬ研究试样在二维空间位置、三维
第一作者简介:黄洁(１９８８—) ꎬ女ꎬ江苏江阴人ꎬ工程师ꎬ硕士ꎬ研究方向为金属、非金属增材制造工艺研发、民机增材制造适航符合性研
究与验证等ꎮ
８１
机械制造
黄洁ꎬ等选区激光烧结技术的成形空间稳定性研究
形件强度优于四周成形件强度ꎮ
选择拉伸试样模型如图 ２ 所示ꎮ
300
B
39.00
40.00
强度平均值、标准偏差及 ＣＶ 值性能计算
floor1 xy
floor1 xz
floor1 yz
48
40
0
5
4
Tensile strength/MPa
UaUxyxzyz A
Tensile strength/MPa
50
表 ２ 区域试验数据
区域
１
２
３
４
５
平均值 / ＭＰａ 标准偏差值 / ＭＰａ
ｓｔｕｄｉｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｌｙｎｏｎ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｃｈ ｓｕｂｊｅｃｔ. ４０５ ｓａｍｐｌｅｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｐａｔｉａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ. Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｐｅｃｉｍｅｎ
ｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ( ｘｙꎬ ｘｚ ａｎｄ ｙｚ) ｏｎ ｔｈｅ ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ. Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｔｅｓｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ
激光选区烧结快速成形机床 技术条件
激光选区烧结快速成形机床技术条件激光选区烧结快速成形机床是一种先进的制造设备，它通过激光束烧结金属粉末，实现快速制造复杂形状的零件。
下面将对激光选区烧结快速成形机床的技术条件进行详细介绍。
一、激光选区烧结快速成形机床的工作原理激光选区烧结快速成形机床采用激光束烧结金属粉末的方式进行制造。
其工作原理是：首先，通过计算机辅助设计软件将待制造的零件进行建模，并生成相应的制造路径。
然后，将金属粉末均匀喷射到工作台上的制造区域。
接下来，激光束被聚焦在制造区域上，通过高温熔融金属粉末，形成一层固态金属。
随着工作台的移动，不断叠加新的金属粉末，并通过激光烧结形成固态金属结构。
最后，经过后续的加工和处理，得到最终的零件。
二、激光选区烧结快速成形机床的关键技术条件1. 激光源：激光选区烧结快速成形机床需要高能量密度的激光束来熔融金属粉末。
常用的激光源包括二氧化碳激光器、光纤激光器等。
2. 粉末喷射系统：粉末喷射系统用于将金属粉末均匀喷射到制造区域。
它包括粉末供给装置、喷嘴和气体控制系统等。
3. 制造路径规划：制造路径规划是激光选区烧结快速成形的关键技术之一。
通过计算机辅助设计软件生成的制造路径，可以确保零件的几何形状和精度要求。
4. 烧结控制系统：烧结控制系统用于控制激光束的功率、扫描速度等参数，以及对制造过程中的温度、压力等进行监测和控制。
5. 工作台：工作台是支撑和移动零件的平台，具有高精度和高稳定性的要求。
常用的工作台形式有平面工作台和旋转工作台等。
6. 材料选择：激光选区烧结快速成形可以适用于多种金属材料，如钛合金、铝合金、不锈钢等。
对于不同材料，需要调整激光功率、扫描速度和工作台温度等参数。
7. 后续处理：激光选区烧结快速成形得到的零件通常需要进行后续处理，包括去除支撑结构、热处理、表面处理等，以满足零件的使用要求。
三、激光选区烧结快速成形机床的应用领域激光选区烧结快速成形机床具有制造复杂形状零件的优势，广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械等领域。
激光选区烧结快速成型在熔模铸造中的应用
激光选区烧结快速成型在熔模铸造中的应用采用激光选区烧结(SLS)技术烧结耐碱腐蚀阀门PS基粉料原型件，并结合熔模铸造技术生产出铸件。
研究了SLS快速成型和熔模铸造一体化技术，从而实现了从计算机三维模型到金属零件的快速铸造工艺。
激光选区烧结(SLS)快速成型技术采用离散／堆积成型的原理，就是将在计算机上建模的CAD三维立体造型零件，转换成STL文件格式，再用一离散软件从STL文件离散出一系列给定厚度的有序片层，然后，将上述的离散数据传递到成型机中去。
成型机中的扫描器在计算机信息的控制下逐层进行扫描烧结。
通过层层堆积生成实物样件。
由于它把复杂的三维制造转化为一系列简单的二维制造的叠加.因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零件，极大地提高了生产效率和制造的灵活性。
它与多领域制造工艺相结合，可实现快速模具、快速铸造、快速产品制造。
1 基于SLS原型件的熔模铸造工艺快速成型技术与铸造工艺相结合的产物是快速铸造技术(Quick Casting，简称QC)，与传统熔模铸造相比，直接由快速成型系统制造出铸造熔模，省去了蜡模压型设计、压型制造等环节，大大地提高了企业的竞争力。
下面介绍利用SLS 快速成型技术提供的PS原型件为“蜡模”，进行熔模铸造工艺研究。
基于SLS 的熔模铸造工艺流程如图l所示。
图1 基于SLS的熔模铸造工艺流程1.1 “蜡模”的制作采用SLS专用聚苯乙烯（PS）粉末材料，在AFS快速成型机上烧结出阀体和阀芯的PS原型件。
经过蜡化、精整处理后，称为“蜡模”，如图2所示。
1.2 浇注系统的确定图2 阀体和阀芯的蜡模浇注系统是铸型中引导液态金属进入型腔的通道，合理的浇注系统设计。
应该根据铸件的结构特点、技术条件、合金种类.选择浇注系统的结构类型、确定浇口位置。
浇注系统设计是否合理.直接影响着铸件的质量。
采用韩国出品的铸造模拟分析软件Anycasting对铸造充型和凝同过程进行数值模拟，对铸件可能产生的缺陷进行事前预测，通过模拟结果判断浇注系统是否合理，是否需要进行调整。
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。
激光选区烧结快速成形机床 技术条件
激光选区烧结快速成形机床技术条件激光选区烧结快速成形机床是一种通过激光烧结技术实现快速成形的高精度制造设备。
它具备一系列独特的技术条件和特点，能够满足各种复杂零件的制造需求。
在激光选区烧结快速成形过程中，利用激光束对粉末材料进行选区烧结，实现零件的逐层堆叠和成形。
这种制造方式能够在不需要任何模具的情况下，直接将设计好的CAD模型转化为实体零件，大大缩短了零件制造的周期。
激光选区烧结快速成形机床具备高精度的加工能力。
激光束的直径可以控制在几十微米至几百微米范围内，因此可以实现对微小结构的制造。
同时，激光选区烧结快速成形机床还具备非常高的加工精度和表面质量，能够满足高精度零件的制造需求。
第三，激光选区烧结快速成形机床具备广泛的适用材料范围。
无论是金属材料、陶瓷材料还是复合材料，都可以通过激光选区烧结技术进行快速成形。
这使得该技术在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域具备广阔的应用前景。
激光选区烧结快速成形机床还具备高效率的制造能力。
通过激光束的快速扫描和选区烧结技术，可以实现较高的制造速度。
相比传统的加工方式，激光选区烧结技术能够大幅缩短制造周期，提高生产效率。
激光选区烧结快速成形机床技术的应用也带来了一些挑战。
首先，激光选区烧结过程中会产生大量的热量，需要采取合适的冷却措施，以保证零件的质量和形状稳定性。
其次，激光选区烧结技术对材料的要求较高，需要选择适合的粉末材料和合适的加工参数。
此外，激光选区烧结快速成形机床的设备成本较高，需要进行合理的投资规划和成本控制。
激光选区烧结快速成形机床是一种具备高精度、高效率和广泛适用材料的制造设备。
它为各种复杂零件的制造提供了一种新的解决方案，具有广阔的应用前景。
随着技术的不断发展，相信激光选区烧结快速成形机床将在制造领域发挥越来越重要的作用。
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
关于激光选区烧结成型精度影响因素的研究-
关于激光选区烧结成型精度影响因素的研究*激光选区烧结（SLS）是一种重要的快速成型技术，利用激光照射粉末实现工件的加工固化。
文章对激光选区烧结成型精度的影响因素进行了介绍，主要包括粉末颗粒形状、成型缸结构和扫描方式等因素。
通过对比分析，给出了各个因素的优缺点和适用情况。
标签：激光选区烧结；成型精度；粉末形状；成型缸；扫描方式快速原型（也称快速成型）技术是近些年发展起来的一种新型快速制造技术，它借助计算机、激光、精密传动和数控等现代化手段，将计算机辅助设计制造相互结合，达到迅速生产产品模型或样件的目的。
其中，粉末激光烧结快速成型SLS（Selected Laser Sintering）是快速原型制造技术一种重要的变现形式。
通过激光照射，有选择的将可溶化粘结的固体粉末烧结成型并层层叠加，最终形成工件实体。
其主要工艺过程分为前处理，叠层制造以及后处理三个阶段，由于前处理阶段主要由CAD建模、模型切片等部分组成，不同工艺方法大同小异，故本部分将主要集中于叠层制造与后处理阶段的对比分析，来研究影响成型精度的因素。
1 粉末颗粒对铺粉效果的影响粉末颗粒的粒径大小和颗粒形状是决定最小铺粉厚度的主要因素，而铺粉厚度对原型制件精度有很大影响，目前常见的颗粒形状主要有球形细颗粒，球形粗颗粒和角形颗粒三种。
经研究对比发现球形颗粒比角形颗粒流动性好，球形细颗粒比球形粗颗粒流动性好。
角形颗粒铺粉后的均匀性从宏观上看明显比球形颗粒的均匀性差，这是由于角形颗粒内摩擦角较大，颗粒与颗粒之间的相互作用力大，容易产生整体推动现象，铺粉时在平面上发生滑动；而圆形颗粒之间相互作用力小，铺粉相对较均匀[1]。
2 成型缸结构对比分析2.1 双缸铺粉双缸铺粉方式采用的是一个供料缸和一个成型缸，当激光器根据模型截面信息扫描烧结完一层之后，成型缸下降一个层厚，供料缸上升一个层厚，铺粉辊将粉末材料从供料缸里推向成型缸，铺粉完毕后返回到零位，完成一次铺粉需一个来回。
第5章 选择性激光烧结成形技术
Selective Laser Sintering 方法介绍
天津科精技选大可编学辑Tppiat njin University of Science & Techn5ology
Selective Laser Sintering (SLS®, registered trademark by DTM™ of Austin, Texas, USA) is a process that was patented in 1989 by Carl Deckard, a University of Texas graduate student. Its chief advantages over Stereolithography (SLA) revolve around material properties. Many varying materials are possible and these materials can approximate the properties of thermoplastics such as polycarbonate [化]聚碳酸酯, nylon, or glass-filled nylon.
天津科精技选大可编学辑Tppiat njin University of Science & Techn11ology
Copper Pellets
Part
Ramp
Ceramic plPlate
模具制造过程原理
天津科技大精学选可T编i辑anppjitn University of Science & Technolo1g2y
天津科精技选大可编学辑Tppiat njin University of Science & Techn10ology
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。
(精选)激光选区烧结成形
从以上的分析中可知，Ec代表了材料的特征参 数，它们与粉体材料的孔隙率、吸收率、熔点、 粉末密度、颗粒尺寸以及形态有直接的关系。 而EMAX取决于激光功率和扫描速度。烧结宽度 和烧结深度随着激光功率的增强而增大，随着 扫描速度的增加而减小。
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成型件的翘曲变形分析
在SLS加工中，翘曲现象经常发生,如图2-5所 示。翘曲变形对成型精度影很大，造成很大的 尺寸、形位误差，甚至导致加工无法进行。
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最大辐照能量与激光功率成正比，与光束半径 和扫描速度成反比。在粉末烧结成型过程中， 当激光辐照能量低于某一临界能量值Ec时，粉 末虽然受热但仍保持原始粉末状态。当E>Ec 时，粉末颗粒的温度高于熔点，粉末熔化烧结， 当E=Ec时，上式为
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临界烧结点呈二次抛物线，因此，当激光沿X 方向以恒定速度扫描时，粉末烧结而形成的实 体形状近似图2-4中所示的黑色部分。对于一 种给定的材料，其具体的取值范围由激光功率 和扫描速度决定。
6
SLS技术的研究现状
从SLS技术诞生到广泛应用于各个领域，二十 多年来，各国的SLS学者对SLS技术的成型工 艺、方法、材料、成型效率以及成型精度展开 了大量的理论和试验研究。
目前，这些研究主要集中在：3D systems公 司、DTM公司、EOS公司、东京大学、Sony 公司、香港理工大学以及国内的清华大学、西 安交通大学、南京航空航天大学、华中科技大 学、浙江大学和北京隆源自动成型系统有限公 司等。
18Biblioteka 激光器的激光束 采用的CO2气体激光器的激光束呈高斯分布， 如图2-2所示，激光束在材料表面的强度分布 表示为
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体现在截面位置的激光烧结示意图如图2-3所 示，深颜色部分表示激光强度光斑范围内粉末 表面和深度上的分布，同时也是熔化粉末的宽 度和深度。
激光选区熔化成型工作原理
激光选区熔化成型工作原理激光选区熔化成型（Selective Laser Melting，简称SLM）是一种先进的三维打印技术，它基于激光束对金属粉末进行定向熔化，逐层堆积构建出复杂的零件结构。
这种工艺具有高精度、高质量和高灵活性的特点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械等领域。
1. 激光选区熔化成型的基本原理激光选区熔化成型的基本原理是利用激光束将金属粉末进行局部熔化，并在固化后逐层堆积形成零件。
具体步骤如下：第一步，通过计算机辅助设计（Computer Aided Design，简称CAD）软件将待打印的零件进行三维建模。
第二步，将建模数据转换为切片数据，并通过切片软件生成激光扫描路径。
第三步，将金属粉末均匀地铺在打印台上。
第四步，激光束根据预设的路径控制扫描，在每个扫描点上将金属粉末熔化成液态，形成一个很小的熔池。
第五步，激光束移动到下一个扫描点，重复第四步的熔化过程，直到一层完成。
第六步，被熔化的金属粉末与底板相互粘接，形成一层固体。
第七步，打印台下降一层，重复第三步至第六步的过程，直到整个零件打印完成。
通过以上步骤，激光选区熔化成型技术能够实现高精度的零件制造。
激光束的高能量密度和狭窄的熔化区域，使得零件的熔化和凝固过程非常快速，可以避免材料的过热和过熔的问题。
SLM技术还可以根据需要调整激光功率、扫描速度和层厚等参数，实现对打印质量的控制。
2. 激光选区熔化成型的优势和应用激光选区熔化成型技术具有以下几个显著的优势：2.1 高度灵活性：激光选区熔化成型技术可以打印出复杂的零件结构，包括内部空洞、异形表面和薄壁结构等。
相比传统的加工方法，SLM技术不需要使用模具，可以大大缩短产品开发周期和降低成本。
2.2 高精度和精细性：激光束的直径非常细小，可以实现非常高的精度。
由于激光束的定向和熔化粉末的局部熔化，可以在零件表面形成非常光滑的层面和边缘。
这使得SLM技术在制造复杂、高精度的零部件和模具方面具有独特优势。
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。
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SLS技术的研究现状
Texas大学奥斯汀分校进行了没有聚合物粘结 剂的金属粉末(Cu-Sn,Ni-Sn或青铜一镍粉复合 粉末)的SLS成型研究，并成功制造了金属模 具。
SLS技术的研究现状
近年来，国内的北京隆源公司、华中科技大学 都开发出了低熔点高分子粉末材料，可用于原 型件的制作和替代蜡模进行熔模铸造。
最大辐照能量与激光功率成正比，与光束半径 和扫描速度成反比。在粉末烧结成型过程中， 当激光辐照能量低于某一临界能量值Ec时，粉 末虽然受热但仍保持原始粉末状态。当E>Ec 时，粉末颗粒的温度高于熔点，粉末熔化烧结， 当E=Ec时，上式为
临界烧结点呈二次抛物线，因此，当激光沿X 方向以恒定速度扫描时，粉末烧结而形成的实 体形状近似图2-4中所示的黑色部分。对于一 种给定的材料，其具体的取值范围由激光功率 和扫描速度决定。
激光器的激光束
采用的CO2气体激光器的激光束呈高斯分布， 如图2-2所示，激光束在材料表面的强度分布 表示为
体现在截面位置的激光烧结示意图如图2-3所 示，深颜色部分表示激光强度光斑范围内粉末 表面和深度上的分布，同时也是熔化粉末的宽 度和深度。
考虑到激光的运动方向，则高斯光束在粉体表 面运动示意图如图2-4所示。图中深颜色部分 表示激光强度在光斑范围内粉末表面和SLS加工中的一个普遍现象，通 过加工实践本文发现其根本成因就是烧结层上、 下部分的不均匀收缩，而后继铺粉过程所导致 的粉末钻到前一层烧结层下，更加剧了烧结层 的翘曲变形的程度，并且这在烧结的最初阶段 表现得最为突出。
SLS技术的研究现状
从SLS技术诞生到广泛应用于各个领域，二十 多年来，各国的SLS学者对SLS技术的成型工 艺、方法、材料、成型效率以及成型精度展开 了大量的理论和试验研究。
目前，这些研究主要集中在：3D systems公 司、DTM公司、EOS公司、东京大学、Sony 公司、香港理工大学以及国内的清华大学、西 安交通大学、南京航空航天大学、华中科技大 学、浙江大学和北京隆源自动成型系统有限公 司等。
4.有效导热系数k
采用的烧结材料都是高分子聚合物。这些材料 对激光的反射与吸收与金属以及某些非金属有 较大的区别。它们对激光的反射比较低，对应 的吸收比较高。而且其结构特征决定了它对激 光波长有强烈的选择性。这些材料在红外区波
长较短的区域内对激光强烈吸收。这也是为什 么本系统采用CO2红外激光器的原因。同时， 这些材料的吸收系数与激光强度无关。
SLS材料
SLS材料的来源比较广泛，理论上讲受热后能 够相互粘结的粉末或表面裹覆有热固性粘结剂 的粉末都能作为SLS的材料。
目前SLS材料主要有：塑料粉、蜡粉、金属粉、 表面涂有粘结剂的陶瓷粉、覆膜砂等，它们被 加热到熔点后能熔合，冷却后迅速固化。
SLS材料要有良好的热固性、一定的导热性， 粉末经激光束烧结后要有足够的粘结强度，粉 末的直径不宜过大，一般要求小于0.2毫米， 否则会降低原型的精度
SLS烧结机理研究
烧结的连接机制 （1）固相烧结 （2）化学反应诱发连接成形 （3）液相烧结成形
1.粒度
3.吸收率αR
激光入射到材料表面时，一部分被材料表面反 射，一部分被材料吸收，另一部分通过材料透 射。在这一激光传播的过程中，显然应满足能 量守恒定律。对于不透明材料，透射光也被吸 收，其关系式如下：
SLS技术的研究现状
国外的DTM公司在SLS成型材料的开发上作了大量的工 作，其推出的RapidTool2.0系列材料的收缩率很小，只 有0.2%，而且粉末细小，层厚最小可到0.075mm，所 以可以达到很高的精度和表面光洁度，几乎不需要后续 抛光处理。
该公司最新研制的材料LaserForm ST-100的粉粒直径 为23~34μm，比RapidTool2.0的还小，这有利于成型件 的表面处理。同时，也有利于保证精度。该材料主要用 于制造注塑模，制成的注塑模生产了1万件产品还没有 磨损。
激光选区烧结成形机理
SLS
SLS（selective laser sintering）作为快速原 形制造技术的重要分支之一，是目前发展最快 和应用最广的技术之一。它和SLA、LOM构成 激光快速成形技术的核心。与其它快速成形技 术相比，SLS以选材广泛、无需设计和制造复 杂支撑并且可直接生产注塑模、电火花加工电 极以及可快速获得金属零件等功能性零件而受 到了越来越广泛的重视。
SLS技术的研究现状
ROCKWELL公司研制的CopperPolymide材料基体为铜 粉，粘结剂为聚酰胺(polyamide)，其特点是成型后不需 要入炉进行二次烧结，制造周期短，可在1天内完成模 具的制造加工。成型件的表面粗糙度可达到25μm，进 行很好的抛光后，粗糙度最低可达12μm。制成的模具 可广泛用于PE、PP、PS、ABS、PC/ABS、玻璃增强 的Polypropylene和其它常用塑料的注塑成型，但是模 具的寿命只有100~400件/副。
南京航空航天大学在覆膜砂材料方面也作了大 量的工作，选用250目在使用特性上与酚醛树 脂类似的环氧树脂粉末作为覆膜砂粘结剂，经 过合理的配比，获得了很好的烧结性能。
SLS烧结机理研究
1.材料特性 把固体材料粉碎成粉末，其表面积迅速增大，
颗粒直径越小，表面积增大幅度越大。在烧结 过程中表现出更大的活性，从而促进烧结过程 的完成。 与SLS工艺过程密切相关的粉末特性有：粒度、 密度、吸收率、有效导热系数等。
从以上的分析中可知，Ec代表了材料的特征参
数，它们与粉体材料的孔隙率、吸收率、熔点、
粉末密度、颗粒尺寸以及形态有直接的关系。 而EMAX取决于激光功率和扫描速度。烧结宽度 和烧结深度随着激光功率的增强而增大，随着 扫描速度的增加而减小。
成型件的翘曲变形分析
在SLS加工中，翘曲现象经常发生,如图2-5所 示。翘曲变形对成型精度影很大，造成很大的 尺寸、形位误差，甚至导致加工无法进行。