选择性激光烧结快速成形技术
选择性激光烧结原理
选择性激光烧结原理
选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，SLS）是一种常用于快速成型的增材制造技术，它通过激光照射粉末材料来实现三维物体的逐层烧结，是一种非常重要的制造技术。
本文将对选择性激光烧结的原理进行详细介绍，包括激光烧结的基本过程、原理及其应用。
激光烧结的基本过程是将一层薄薄的粉末材料铺在工作台上，然后利用激光束逐层扫描并照射在粉末层上，粉末被局部熔化并与下一层粉末烧结在一起，从而形成一个完整的三维物体。
这个过程需要精确控制激光束的位置和功率，以确保粉末能够被正确烧结，同时又不会造成过度烧结或烧结不足的情况。
激光烧结的原理主要是利用激光的高能量来熔化粉末材料，并且在瞬间冷却后形成固态结构。
激光束的能量密度和照射时间是影响烧结质量的关键参数，需要根据材料的特性和所需的物体结构来进行合理的选择。
此外，粉末材料的颗粒大小和分布也会对烧结质量产生影响，因此需要在制备粉末材料时进行精确的控制。
选择性激光烧结技术在实际应用中具有广泛的用途，特别是在制造复杂形状和小批量产品时具有独特的优势。
例如，在航空航天、医疗器械、汽车制造等领域，激光烧结技术都得到了广泛的应用。
由于激光烧结技术可以直接从数字模型中制造出实物，因此在定制化产品的制造中具有很大的潜力。
总的来说，选择性激光烧结技术是一种非常重要的增材制造技术，它通过激光照射粉末材料来实现三维物体的逐层烧结。
激光烧结的原理主要是利用激光的高能量来熔化粉末材料，并且在瞬间冷却后形成固态结构。
这种技术在航空航天、医疗器械、汽车制造等领域具有广泛的应用前景，是一种非常有前景的制造技术。
选择性激光烧结技术的起源及现状
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。
快速成型技术-第二章粉末材料选择性激光烧结
本次课内容总结：
1、SLS原理；
2、
SLS设备组成和个组成的作用； 3、 SLS成型过程； 4、 SLS成型精度及控制方法； 5、 SLS原材料有哪些及对其要求； 6、 SLS成型特点。
（2）矢量式扫描
扫描沿着一定的方向和大小来进行，适合 于边界的扫描。 （3）混合式扫描 扫描内部时采用光栅式扫描，扫描外部边 界时按矢量式扫描。
SLS成形用材料及其特点
可用于SLS技术的材料包括：尼龙粉、覆 裹尼龙的玻璃粉、聚碳酸脂粉、聚酰胺粉、 蜡粉、金属粉（成型后常须进行再烧结及渗 铜处理）、覆裹热凝树脂的细沙、覆蜡陶瓷 粉和复蜡金属粉等。 要求：容易制备成粉末；熔点低。
影响SLS成形质量的因素
4 激光扫描方式 激光的扫描方式有光栅式、矢量式以及两种 方式的混合式。 （1）光栅式扫描 光栅式扫描如同锯齿，光栅扫描的优点： ①只需快速成形机的一个轴运动，因此扫描 速度快； ②扫描算法简单，所以程序也简单，容易实 现。 所以光栅式扫描在激光扫描中用的最多。
影响SLS成形质量的因素
快速成型技术及应用
张汪年 zwn2003@
金属粉末烧结：
分为间接金属烧结和直接金属烧结。 间接烧结原理：先用金属粉末和树脂粉末混合制得 工件烧结，将其中的树脂粉末烧熔，同时得到工件 的原形，这一过程一般称RP原形，为了提高强度， 再次进行二次和三次烧结，再进行金属的溶渗，得 到金属工件。 金属直接烧结法：将金属粉末直接高温烧结，烧结 温度达到金属的熔点，得到工件过程。
RP技术经过十几年的发展，设备与材料两 方面都有了长足进步。 目前由于该技术的成本较高，加以制件的精 度、强度和耐久性还不能完全满足用户的要 求，而且原材料的性能也阻碍了RP技术的推 广普及。
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。
（2）堆积过程。
首先，铺粉滚筒移至最左边，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。
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
3
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
SLS技术的成形工艺原理(知识参考)
一、实验名称：选择性激光烧结快速成型工艺实验SLS成型技术开辟了不用任何刀具而迅速制作各类零件的途径，并为用传统方法不能或难于制造的零件或模型提供了一种崭新的制造手段，SLS技术的特点归纳起来主要有以下几点：（1）过程与零件复杂程度无关，是真正的自由制造，这是传统方法无法比拟的。
SLS 与其它RP不同，不需要预先制作支架，未烧结的松敞粉末作为自然支架，SLS可以成型几乎任意几何形状的零件，对具有复杂内部结构的零件特别有效。
（2）技术的高度集成，它是计算机技术、数控技术、激光技术与材料技术的综合集成。
（3）生产周期短，由于该技术是建立在高度集成的基础上，从CAD设计到零件的加工完成只需几小时到几十小时，这一特点使其特别适合于新产品的开发。
（4）与传统工艺方法相结合，可实现快速铸造、快速模具制造、小批量零件输出等功能，为传统制造方法注入新的活力。
（5）产品的单价几乎与批量无关，特别适合于新产品的开发或单件、小量零件的生产。
（6）材料适应面广，不仅能制造塑料零件，还能制造陶瓷、蜡等材料的零件。
特别是可以制造金属零件。
这使SLS工艺颇具吸引力。
成型材料是SLS 技术发展和烧结成功的一个关键环节,它直接影响成型件的成型速度、精度和物理、化学性能，影响成型工艺和设备的选择以及成型件的综合性能。
因此，国内外有许多公司和研究单位加强了这一领域的研究工作,并且取得了重大进步。
从理论上讲任何受热粘结的粉末都有被用作 SLS 原材料的可能性。
原则上这包括了塑料、陶瓷、金属粉末及它们的复合材料。
目前SLS材料主要有塑料粉（PC、PS、ABS）、蜡粉、金属粉、表面覆有粘结剂的覆膜陶瓷粉、覆膜金属粉及覆膜砂等。
（7）应用面广，由于成型材料的多样化，使得SLS 适合于多种应用领域，如原型设计验证、模具母模、精铸熔模、铸造型壳和型芯等。
（8）高精度，依赖于使用的材料种类和粒径、产品的几何形状和复杂程度，该工艺一般能够达到工件整体范围内±（0.05-2.5）mm 的公差。
选择性激光烧结成型设备铺粉装置的设计说明
1 绪论1.1 激光选区烧结快速成型原理与应用选择性激光烧结(Selective lasers sintering，简称SLS)技术是九十年代初RP技术中发展起来的又一种全新的原型制作方法，它以各种粉末材料(如石蜡、聚碳酸脂、石英砂、瓷以与金属等粉材)为加工对象。
SLS烧结设备，主要由扫描器、铺粉机构、激光源、预热装置和计算机控制系统等部分组成。
它采用具有动态聚焦功能的振镜扫描结构，因此，其扫描速度较其它种类的快速成形系统有相当程度的提高，最高扫描速度由具体的动态扫描系统确定，一般烧结速度可达2m/s，故成形效率更高。
SLS系统基本上采用开环的Z轴位置控制结构，即不必实时测量零件的实际高度；与LOM（分层物体制造—LaminatedObjectManufacturing）中的送纸、收纸结构功能类似，SLS系统采用了自动铺粉机构完成材料准备。
另外，由于加工材料的要求，系统应具有对材料的预热功能，非接触式测量环境温度，通过温度传感器或者专门的测温仪检测温度。
激光烧结成形过程为：首先在工作台面上均匀地铺上一层很薄（0.08mm~0.3mm)的热敏粉末，辅助加热装置将其预热到粉末材料熔点(粘结剂的软化温度)以下的温度，在这个均匀的粉末层面上，计算机在经过数据处理得到零件的CAD实体模型的二维剖面后，再控制激光按照设计零件的当前层截面信息进行选择性烧结，被烧结粉末固化在一起形成零件的实体部分。
然后，在计算机的控制下，工作平台降低一定的高度，铺粉机构铺设一层很薄的粉末，激光束开始新一层的扫描烧结，层厚一般控制在0.08~0.30mm围。
系统不断重复这一过程，直到层加堆积成三维实体零件。
烧结过程结束后，去除未被烧结的松散粉末，就得到了坯件，将此坯件进行二次烧结或浸渍等后处理，便可得到最终所需零件。
原理如图1-1：图1-1 SLS技术快速成型系统的工作原理选择性激光烧结技术具有以下特点:(1) 材料选择广泛。
其工艺材料选择广泛，如尼龙、塑料、金属、瓷的包衣粉末或粉末的混合物均可作为加工材料。
选择性激光烧结快速成型机铺粉系统的研究
选择性激光烧结快速成型机铺粉系统的研究选择性激光烧结快速成型（Selective Laser Sintering, SLS）技术是一种先进的制造技术，能够实现快速、精确的三维打印。
它通过使用激光束将粉末材料逐层烧结，从而实现零件的快速制造。
铺粉系统是SLS快速成型机中至关重要的组成部分，因为它直接影响着零件的质量和精度。
铺粉系统的主要功能是将粉末均匀地铺设在工作台上，以便激光束可以准确地烧结。
在实际操作中，铺粉系统必须满足以下几个方面的要求：粉末均匀性、粉末厚度的控制、粉末对流的消除、铺粉速度的快慢和铺粉的稳定性。
首先，粉末均匀性是铺粉系统必须解决的首要问题。
粉末的均匀性直接影响着零件的表面质量和尺寸精度。
如果粉末铺设不均匀，烧结过程中就会出现不均匀的热点和冷点，从而导致零件的形状偏差和质量问题。
因此，铺粉系统需要设计合理的铺粉机构，以确保粉末能够均匀地分布在工作台上。
其次，铺粉系统需要能够精确地控制粉末的厚度。
粉末的厚度直接决定着成品零件的尺寸和形状。
如果粉末厚度过小，烧结过程中就会出现不完整烧结的问题；如果粉末厚度过大，烧结过程中就会出现过烧结的问题，导致零件表面粗糙。
因此，铺粉系统需要有一套精确的控制机制，以实现粉末厚度的准确控制。
另外，粉末对流是一个需要被注意的问题。
在铺粉的过程中，粉末往往会出现对流现象，导致粉末在工作台上的分布不均匀。
这种不均匀分布会影响零件的质量和精度。
因此，铺粉系统需要设计合理的铺粉机构，并采取适当的手段来消除对流现象。
铺粉速度是铺粉系统的另一个重要指标。
快速成型技术的优势在于其快速性，因此铺粉系统的铺粉速度要求较高。
如果铺粉速度太慢，将会大大延长成品制造的时间；如果铺粉速度太快，会导致粉末无法均匀铺设，从而影响零件的质量。
铺粉系统需要根据工艺要求，设计合适的铺粉速度。
最后，铺粉系统的稳定性也是一个需要关注的问题。
在SLS快速成型过程中，铺粉系统需要保持稳定的工作状态，以确保粉末能够均匀地铺设在工作台上。
选择性激光烧结原理
选择性激光烧结原理选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，简称SLS）是一种先进的增材制造技术，它通过激光束将粉末材料逐层烧结成三维实体。
这种技术在快速成型、快速原型制造和定制化生产领域有着广泛的应用。
本文将介绍选择性激光烧结的原理及其工作过程。
首先，选择性激光烧结的原理是基于激光束的热作用和粉末材料的烧结特性。
在SLS过程中，激光束被控制在粉末层的特定区域内，粉末吸收激光能量后升温到熔点以上，然后迅速冷却成型。
这一过程使得粉末颗粒之间发生结合，逐渐形成了所需的零件结构。
其次，SLS的工作过程包括几个关键步骤，首先是床上铺设一层粉末材料，然后激光束根据零件的截面轮廓在粉末层上进行扫描，粉末被烧结成固体层，接着床上降下一层新的粉末，重复上述步骤直到零件成型。
最后，成型完成后，需要进行后处理工艺，包括去除未烧结的粉末、表面处理和热处理等。
选择性激光烧结技术的特点是可以处理多种类型的粉末材料，包括聚合物、金属和陶瓷等。
这使得SLS技术在制造复杂结构和多材料组合的零件时具有独特的优势。
同时，SLS还可以实现无需支撑结构的建造，因为粉末材料在烧结时可以相互支撑，从而可以制造出更为复杂的几何形状。
除此之外，选择性激光烧结技术还具有高度的自动化程度和制造效率。
由于激光束的控制和粉末层的铺设均由计算机程序控制，因此可以实现高度复杂的结构和精确度要求。
同时，SLS技术可以同时制造多个零件，提高了制造效率。
总的来说，选择性激光烧结技术是一种高效、灵活和精密的制造方法，具有广泛的应用前景。
随着材料科学和激光技术的不断发展，SLS技术将在制造业中扮演越来越重要的角色，为产品设计和制造带来新的可能性。
SLS技术的成形工艺原理(知识参考)
一、实验名称：选择性激光烧结快速成型工艺实验SLS成型技术开辟了不用任何刀具而迅速制作各类零件的途径，并为用传统方法不能或难于制造的零件或模型提供了一种崭新的制造手段，SLS技术的特点归纳起来主要有以下几点：（1）过程与零件复杂程度无关，是真正的自由制造，这是传统方法无法比拟的。
SLS 与其它RP不同，不需要预先制作支架，未烧结的松敞粉末作为自然支架，SLS可以成型几乎任意几何形状的零件，对具有复杂内部结构的零件特别有效。
（2）技术的高度集成，它是计算机技术、数控技术、激光技术与材料技术的综合集成。
（3）生产周期短，由于该技术是建立在高度集成的基础上，从CAD设计到零件的加工完成只需几小时到几十小时，这一特点使其特别适合于新产品的开发。
（4）与传统工艺方法相结合，可实现快速铸造、快速模具制造、小批量零件输出等功能，为传统制造方法注入新的活力。
（5）产品的单价几乎与批量无关，特别适合于新产品的开发或单件、小量零件的生产。
（6）材料适应面广，不仅能制造塑料零件，还能制造陶瓷、蜡等材料的零件。
特别是可以制造金属零件。
这使SLS工艺颇具吸引力。
成型材料是SLS 技术发展和烧结成功的一个关键环节,它直接影响成型件的成型速度、精度和物理、化学性能，影响成型工艺和设备的选择以及成型件的综合性能。
因此，国内外有许多公司和研究单位加强了这一领域的研究工作,并且取得了重大进步。
从理论上讲任何受热粘结的粉末都有被用作 SLS 原材料的可能性。
原则上这包括了塑料、陶瓷、金属粉末及它们的复合材料。
目前SLS材料主要有塑料粉（PC、PS、ABS）、蜡粉、金属粉、表面覆有粘结剂的覆膜陶瓷粉、覆膜金属粉及覆膜砂等。
（7）应用面广，由于成型材料的多样化，使得SLS 适合于多种应用领域，如原型设计验证、模具母模、精铸熔模、铸造型壳和型芯等。
（8）高精度，依赖于使用的材料种类和粒径、产品的几何形状和复杂程度，该工艺一般能够达到工件整体范围内±（0.05-2.5）mm 的公差。
四大快速成型工艺和优缺点
四大快速成型工艺和优缺点立体光刻是一种基于光敏物质对紫外线（UV）的敏感性实现的快速成型工艺。
它的工作原理是在涂盖物的表面照射紫外线来固化物质。
立体光刻的优点包括制造过程完全由计算机控制，高精度和高分辨率，可以制造复杂形状和结构，不受材料特性限制。
然而，立体光刻也有一些缺点，例如制造过程较为缓慢，制造尺寸有限，不能直接制造金属等材料。
选择性激光烧结是一种基于激光束的局部烧结过程实现的快速成型工艺。
它的工作原理是使用激光束照射粉末材料，瞬间加热并烧结粉末颗粒。
选择性激光烧结的优点包括高精度和高分辨率，制造速度较快，可以制造复杂形状和结构，可以使用多种材料。
然而，选择性激光烧结也有一些缺点，如制造尺寸有限，制造过程对材料要求较高，设备和材料成本较高。
喷墨打印是一种类似于常见的办公打印机的工作原理，通过控制喷头喷射液体材料的位置来逐层制造物体。
喷墨打印的优点包括制造速度快，可以制造较大尺寸的物体，可以使用多种材料。
然而，喷墨打印也有一些缺点，如分辨率和精度较低，难以制造具有复杂内部结构的物体，材料选择有限。
快速切割是一种使用高速运动的加工工具来从固态原材料中切割和剥离物质，以逐层制造物体的快速成型工艺。
快速切割的优点包括制造速度快，可以制造较大尺寸的物体，可以使用多种材料。
然而，快速切割也有一些缺点，如分辨率和精度较低，不能制造具有复杂内部结构和曲面的物体，材料的剥离容易引起损伤。
总的来说，每种快速成型工艺都有其独特的优点和缺点，适用于不同的制造需求和材料要求。
根据具体的应用场景和要求，可以选择合适的快速成型工艺来实现快速、高效和精确的制造。
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。
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选择性激光烧结快速成形技术摘要：选择性激光烧结快速成形(Selective Laser Sintering Rapid Prototyping)技术使用固体粉末材料，该材料在激光的照射下，能吸收能量。
发生熔融固化，从而完成层信息的成型。
这种方法适用的材料范围广(适用于聚合物、铸造用蜡、金属或陶瓷粉末)，特别是在金属和陶瓷材料的成型方面具有独特的优点，有着制造工艺简单，柔性度高、材料选择范围广、材料价格便宜，成本低、材料利用率高，成型速度快等特点。
本文就SLS的原理，优点，以及使用材料的发展做了简要概括，并对金属粉末的进行了重点讨论。
关键字：SLS，原理，材料，金属粉末目录前言 (1)1 选择性激光烧结快速成形技术的应用 (1)2 选择性激光烧结快速成形技术原理 (2)2.1 基本工作原理 (2)2.2 SLS快速成形技术工艺流程 (4)2.3 SLS烧结机理 (4)3SLS技术的特点 (5)4 中北大学SLS方面的成果 (6)5 选择性激光烧结用原材料 (6)5.1 金属材料 (7)5.2 聚合物材料 (8)5.3 陶瓷材料 (8)5.4 新型SLS原料的研制-木塑复合材料 (8)6 金属粉末选择性激光烧结(SLS)技术 (8)6.1 间接法 (9)6.2 直接法 (10)6.3 金属粉末SLS存在的问题 (11)6.4 金属粉末SLS发展趋势 (12)总结 (12)参考文献 (14)前言选择性激光烧结快速成形(Selective Laser Sintering Rapid Prototyping)技术(简称SLS技术)1989年由美国C.R Decard申请专利，DTM公司推向市场，之后因为具有成型材料选择范围宽、应用领域广的突出优点，得到了迅速的发展，受到越来越多的重视。
选择性激光烧结(SLS)也可被称为选区激光烧结，它跟其它的快速成型工艺一样，加工原理也是离散-堆积成型原理。
其以Nd:YAG或CO2激光发射器为加工能源，利用计算机来控制激光束对加工材料（包括高分子材料、金属粉末、预合金粉末材料及纳米材料等）按设定的速度并调整合适的激光能量密度并根据切片截面轮廓的二维数据信息进行烧结，层层堆积，全部烧结完后去掉周围多余的粉末, 再对烧结件进行打磨、烘干等一系列后处理操作便可以获得零件。
该技术集CAD技术、数控加工技术、激光技术和材料科学技术等于一体，缩短了设计和制造产品的周期，因而减少了开发费用和提高了新产品的竞争力。
1 选择性激光烧结快速成形技术的应用目前，选择性激光烧结快速成形技术的应用主要包括以下几个方面[1]。
(1)快速原型制造。
利用快速成型方法可以方便、快捷地制造出所需要的原型，主要是塑料(PS、PA和ABS等)原型。
它在新产品的开发中具有十分重要的作用。
通过原型，设计者可以很快地评估设计的合理性、可行性，并充分表达其构想，使设计的评估及修改在极短的时间内完成。
因此，可以显著缩短产品开发周期，降低开发成本。
主要有以下3个方面的用途：外形设计考查；功能检测；装配干涉检验等。
(2)快速模具制造。
利用SLS技术制造模具有直接法和间接法两种。
直接制模是用SLS工艺方法直接制造出树脂模、陶瓷模和金属模具，间接制模则是用快速成形件做母模或过渡模具，再通过传统的模具制造方法来制造模具。
(3)快速铸造。
铸造是制造业中常用的方法。
在铸造生产中，模板、芯盒、蜡模压模等一般都是机加工和手工完成的，不仅加工周期长，费用高，而且精度不易保证。
对于一些形状复杂的铸件，模具的制造一直是个老大难问题速成形技术为实现铸造的短周期、多品种、低费用、高精度提供了一条捷径。
可以通过以下3种方法实现快速铸造：·用快速成型技术直接制造精铸用蜡模和数值消失模·用快速成型原型代替铸造中的木模或制造铸造模具。
·用快速成型技术直接成型铸造型壳、型芯和蜡模的压型2 选择性激光烧结快速成形技术原理2.1 基本工作原理选择性激光烧结SLS是以固体粉末材料直接成形三维实体零件，不受零件形状复杂度的限制，不需要任何工装模具，将CAD模型直接转换为实体原型件。
从理论上说，任何受热后能够粘结的粉末都可以用作SLS烧结快速成形的原材料。
其材料范围从高分子、陶瓷、金属以及其复合粉末材料。
由于SLS成形材料的多样性、制件强度高、用途广泛、成型过程无需支撑、材料利用率高等特点，所以其应用范围日益广泛，受到了各个行业的广泛重视。
选择性激光烧结的原理是采用激光逐层有选择性地烧结固体粉末，然后叠加生成三维实体零件的快速成型方法[3]。
SLS烧结装置（如图1）由铺粉装置、成型装置、激光发射器、计算机控制模块四部分组成。
工作时，首先是由铺粉设备中的粉末缸活塞上升，在加工平台基体上用铺粉滚筒均匀的铺上一层薄的烧结粉末，并通过预热装置对其进行预热至一定的温度，以减少烧结过程中产生热应力和变形。
然后，激光束在计算机控制下，按照给定的扫描路径在切片的截面轮廓内进行有选择地进行扫描，使粉末材料加热并熔化再冷却凝固成零件的离散切片，而那些没有被烧结的粉末可暂时充当之后烧结的支撑。
当一个切片层烧结完成后，成型装置中成型基体向下移一个切片厚度，铺粉设备重新开始铺粉，激光束在计算机控制下扫描下一层。
如此反复循环，烧结切片层不停叠加，就能得到三维实体。
最后，去除未烧结的粉末并将其回收至粉末缸中，取出得到的烧结件，再进行必要的后处理工艺，最后就能得到满足实际功用要求的实体零件。
图1选择性激光烧结SLS装置图 2 SLS快速成形工艺流程图2.2 SLS快速成形技术工艺流程具体工艺流程[4]如图2所示。
（1）CAD模型的建立在三维CAD设计软件（如Pro/E、UG、SolidWorks等）中获得该零件模型的三维实体模型，以STL格式输出。
（2）分层及相关数据处理目前一般快速成形支持的文件格式都为STL格式，通过分层软件（如Magics）进行分层处理，一般的分层是按Z方向进行分层处理的，形成一层层的截面和轮廓信息，最后把这些信息转化成激光的扫描轨迹。
（3）烧结成形在开始扫描前，成形缸先下降一个层厚，供粉缸上升一个高度（略大于成形缸下降距离），铺粉辊子从左边把供粉缸上面的一层粉末推到成形缸上面，并铺平，多余的粉末落入粉末回收槽。
激光按照第一层的截面及轮廓信息，进行扫描，当激光扫描到粉末时，粉末在高温的状态下，瞬间熔化，使得相互之间粘结在一起，没有扫描的地方依然是松散的粉末，当完成第一层烧结后，工作台再下降一个层厚，供粉缸上升一个高度，铺粉辊子进行铺粉，激光进行第二层扫描，这样直到整个零件模型烧结完成。
（4）后处理当零件烧结完成后，升起成形缸取出零件，用气枪清理表面的残余粉末。
一般通过激光烧结后的零件强度比较低，而且是疏松多孔的，根据不同的需要可以进行不同后处理，常用的后处理用加热固化、热等静压、渗蜡等。
2.3 SLS烧结机理SLS的烧结机理可以分为四大类：固相烧结、化学粘结、液相烧结和部分熔化及完全熔化。
虽然把SLS的烧结机理分为了这四大类，但是在每一种烧结过程中，同时伴随着其它几种烧结的进行。
（1）固相烧结固相烧结（Solid state sintering，SSS）的温度范围是粉末材料的1/2熔点和熔点之间，在这个过程中伴随着各种物理和化学反应，最重要的是形成扩散。
它发生在相邻的粉末之间，这种驱动力会使较低自由能的粉末之间通过颈连接起来。
这种烧结机理适用于陶瓷粉末和部分金属粉末。
（2）化学粘结化学粘结（Chemically Induced Binding）在现有的激光粉末烧结中用的较少，但事实证明它对于聚合物、金属及陶瓷材料都是可行的，如在N2气氛中进行Al 粉的烧结，N2和Al发生反应生成AlN粘结剂来连接Al粉颗粒，使烧结不断继续。
（3）液相烧结和部分熔化液相烧结和部分熔化（Liquid PhaseSintering-Partial Melting）包含一部分粘结剂机制，即一些粉末材料被熔化而其他部分仍保持固态。
熔化的材料在强烈的毛细作用力下在固态粉末颗粒之间迅速扩展将它们连在一起。
（4）完全熔化完全熔化（Full Melting）适用于通过采用高能量的激光，使其作用在金属粉末上面，可以完全熔化，得到致密的实体零件，通过此方法获得的金属零件的致密度可以达到99.9%。
3SLS技术的特点（1）SLS 工艺可选用的烧结材料呈多样化。
以小颗粒粉末作为烧结材料，可供选择的材料来源广泛，一般来说，被烧结能源加热熔化后粉末颗粒间能够粘结在一起的材料都可以被用来作为SLS 的烧结材料。
目前，国内外的研究者已经用金属、高分子材料、纳米陶瓷粉末及它们的复合粉末材料成功的进行了烧结。
（2）SLS 工艺无需支撑。
这主要是由于周围未被烧结的粉末起到了临时支撑作用，同时未被烧结的粉末还可以回收重复利用，减少了烧结材料的浪费，避免了需要单独设计制造用的支撑。
（3）缩短了整个研发的时间、有效的降低生产成本。
从三维CAD 模型设计到整个零件的生产完成所需时间较短，而且生产过程是数字化控制，设计人员可随时进行修正和完善，减少了研发部门的劳动强度，提高了生产效率。
制造过程柔性比较高。
可与传统意义上的加工方法相结合使用，能够完成快速模具制造、快速铸造等。
（4）SLS 成型件有非常广泛的应用。
由于烧结材料范围比较广，使得SLS 在多个领域都有广泛的应用，如制造金属功能零件、铸造型壳、精铸熔模和型芯等。
（5）SLS 制造过程是一个的自由制造过程，即与零件的几何外形的复杂程度无关。
从理论上说，可以制造出几何形状或结构相当复杂的零件，尤其适于常规制造方法难以生产的零件，如含有悬臂伸出结构、槽中带有孔槽结构及内部带有空腔结构等类型的零件。
（6）由于SLS 制造的特殊性，其产品的单价与批量多少基本无关。
鉴于此，SLS 在新产品的开发、小批量零件的生产上有其独特的优势[5]。
4 中北大学SLS方面的成果中北大学[5]材料学院开展了激光烧结快速成型设备，成型材料及工艺的研发工作，研制成功了如下产品：（1）研制开发了成型尺寸为350mm × 350mm×380mm及450mm×450mm×400mm等多规格快速成型设备。
HLP-350激光烧结快速成型机指标为：扫描速度：4000mm／s。
精度：士2mm；功率：3kW(220V，50Hz)；运行环境：15～28℃；烧结材料：精铸蜡粉、原型烧结粉、尼龙粉、覆膜陶瓷粉，覆膜金属粉；外形尺寸：2000×808×1850(mm)；重量：1t。
（2）研制开发了5种适合于激光烧结的快速成型材料(包括精铸蜡粉、原型烧结粉、覆膜陶瓷粉、覆膜金属粉、复合尼龙粉)并实现了产业化。