选择性激光烧结技术的研究现状与展望

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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

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。

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

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。

(3D打印技术课件)项目四-任务五-选择性激光烧结技术的发展方向

(3D打印技术课件)项目四-任务五-选择性激光烧结技术的发展方向
1. 选择性激光烧结系统的速度、精度和表面粗糙度不能满足 工业生产要求;
2. 激光工艺参数(如激光类型和结设备成本较高。
知识要点
二、选择性激光烧结技术的发展方向
针对当前存在的这些问题,目前国内外的专家的研究发展方向 集中在以下几个方面:
(3D打印技术课件)项目四-任务五-选择性激光烧结技术的发展方向
学习目标
1.选择性激光烧结技术的目前普及和推广遇 到的问题。
2. 选择性激光烧结技术的发展方向。
知识要点
一、选择性激光烧结技术的目前普及和推广遇到的问题
尽管SLS 工艺在过去的二十年里取得了较大的发展,但是存在 的以下这些问题仍限制了其普及和推广:
1. 新材料的研究。 2. 选择性激光烧结技术连接机理研究。 3. 选择性激光烧结技术工艺参数优化研究。 4.选择性激光烧结技术建模与仿真研究。
知识要点
二、选择性激光烧结技术的发展方向
随着选择性激光烧结技术的发展,将对设备研发与应用,新工 艺和新材料的研究产生积极的影响,对制造业向环保、节能、高效 发展产生巨大的推动作用。
课后练习
1. 目前国内外的专家的研究发展方向集中在_______
_____
_____、______
____、
几个方面。
___、 等
谢谢

选择性激光烧结技术的发展方向

选择性激光烧结技术的发展方向

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选择性激光烧结技术的应用
选择性激光烧结技术( SLS )已广泛应用于航空航 天、泵阀、汽车制造、医疗、文化艺术等领域,可以实 现个性化、差异化的快速生产。
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1. 在航空航天领域的应用
SLS技术已经为我国航空航天等部门 及飞机制造企业提供直升机发动机、直升
机机匣、蜗轮泵、钛机架、排气道、飞机
SLS技术可在1~2天内获得原型。
义齿
骨盆图
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4. 在泵阀类零件制造领域的应用
可以快速制造出水泵的叶轮、泵体、 蜗壳等,用于外观、功能验证,优化产品 设计,大大提高新产品研发成功率。对于 单件、小批量熔模精密铸件的生产可以不 用模具,从而节省大量模具加工费用,大 大缩短生产周期。
叶轮粉末烧结蜡模以及精 密铸造不锈钢件
1
模块4 选择性激光烧结技术
4.4 选择性激光烧结技术的应用及发展方向
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课堂导入
观看视频并回答
观看《 SLS 选择性激光烧结技术的应用领域》 视频,讨论以下问题: 1.目前选择性激光烧结技术广泛应用于哪些领 域? 2.你怎样评价目前选择性激光烧结技术的发展 情况?
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本节 知识点
在航空航天领域的应用 在生物、医疗领域的应用 在泵阀类零件制造领域的应用 在文化、艺术、生活等领域的应用 选择性激光烧结技术的发展方向
悬挂件、飞轮壳等飞机零部件的生产和服 务,参与完成了若干项国家航空航天重点
项目的开发研制任务。
航天发动机蜗壳图
航天发动机泵壳体
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2. 在汽车、摩托车制造领域的应用
SLS工艺打印其最大特点一个是成型过
程与复杂程度无关,因此特别适合于内部结
构极其复杂的发动机缸体、缸盖、进排气管 等部件。由于SLS技术成型材料广泛,特别

详解采用选择性激光烧结塑料3D打印的潜力及局限

详解采用选择性激光烧结塑料3D打印的潜力及局限

详解采用选择性激光烧结塑料3D打印的潜力及局限尽管其几十年的悠久历史,选择性激光烧结(SLS)仍然具有未开发潜力,形成使用其他3D打印方法难以制作的高质量生产零件。

生产高质量塑料部件的3D打印的最大挑战之一是通常以z轴的强度降低而观察其机械性能强弱。

虽然Essentium和Rize3D等公司已经尝试克服这些局限性,但是在熔融长丝制造(FFF)方面进行了新的修改,而碳已经在类似于立体光刻(SLA)的方法中证明了改进的机械性能,这些公司在提供更多的机械各向同性部件方面是独一无二的。

相比之下,作为打印技术的SLS固有地提供了更多的机械各向同性的部件。

此外,SLS打印中的粉末床作为零件的天然支撑结构,使得难以使用FFF或SLA进行打印的几何以及垂直“嵌套”零件。

结构聚合物如何解决SLS 3D打印的局限性然而,由于有限数量的市售热塑性粉末,SLS受到材料限制。

此外,SLS设备开发落后于其他技术,封闭材料平台许多大型SLS打印机制造商使用进一步限制了新材料采用。

我们最近与SLS打印公司的发明者Carl Deckard及其结构聚合物公司Vikram Devarajan的联合创始人就他们对SLS未来机会的看法以及他们如何设想材料开发来解决SLS打印在整个价值链中的核心挑战。

选择性激光烧结系统具有一系列价格点,但由于许多系统的温度范围有限,材料选择有限。

值得注意的例外是粗体。

表:PA =聚酰胺;TPE =热塑性聚乙烯;PEEK =聚醚醚酮;PEKK =聚醚酮酮; TPU =热塑性聚氨酯今天SLS的主要限制之一是缺少可以以这种打印方法所需的粉末形式生产的材料,这反映在上表中所示的各种可用材料中。

市售的塑料粉末通常通过以下两种方法之一制成:冷冻研磨或溶剂型沉淀。

这些方法中的每一种都与许多期望的热塑性塑料不相容,并且两种方法都是昂贵的并且产生具有宽的粒度分布的粉末。

结构聚合物旨在通过其通过斩波纤维生产粉末的新方法来扩大SLS打印的热塑性粉末的范围。

选择性激光烧结SLSSelectiveLaserSintering

选择性激光烧结SLSSelectiveLaserSintering

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用户界面不灵活,网络功能弱,系统维护培训昂贵。
2、数控技术及装备的发展趋势
开放式的数控体系结构
开放式数控系统,不但要求模块化、网络化、标准化(用户界面、图形显示、 动态仿真、数控编程、故障诊断、网络通讯),且对实时性和可靠性要求很 高。 特点:
① 可移植性:在保持应用模块功能的情况下,不需任何变化就可以应用到
欧洲: OSACA (Open System Architecture for
within Automation Systems)
Controls
日本:OSEC (Open System
Environment for Controllers )
2、数控技术及装备的发展趋势
智能化
将是21世纪制造业发展的一个重要方向。 智能加工是在加工过程中模拟人类智能的活动,以解决加 工过程中许多不确定性因素。


推动着制造业向高速、高精度、高智能化、高柔性化飞速迈进。 在非制造业,数控技术也大有用武之地(如:五坐标机器人等)
1、数控技术及行业现状
数控技术发展至今: • 可实现 3D动态模拟显示加工过程
• 图形交互式自动编程(建立在CAD/CAM软件基础上)
• 发达国家,五坐标联动技术成熟
• FMS已有成功应用
2、数控技术及装备的发展趋势
并联机床 直线电机
STEP-NC
E—维护
2、数控技术及装备的发展趋势
并联机床 ——新的机床结构
传统的机床串联结构: 即按笛卡尔坐标沿三个坐标方向直线运动和绕这三个坐标转动依次串联
叠加起来, 形成刀具与工件的相对运动轨迹。 机床所有结构的几何精度误
差、力的传递和刚度的损失, 都会形成串联累积而成为致命的薄弱环节。 并联机床:

选择性激光烧结技术最新研究进展

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

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。

(精选)激光选区烧结成形

(精选)激光选区烧结成形
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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。
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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。

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。

选择性激光烧结后处理工艺技术研究现状

选择性激光烧结后处理工艺技术研究现状

关键词 :选择性 激光烧结 ;后处理工 艺;木 塑复合材料 ;金属粉末 ;高分子粉 末;陶瓷粉 末
中 图分 类 号 :S 7 8 4 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1 0 0 1— 0 0 5 X( 2 0 1 4 )0 2— 0 1 0 1 —0 4
Th e Re s e a r c h S t a t u s o f Po s t - p r o c e s s i n g Te c h n o l o g y o f S e l e c t i v e La s e r S i n t e r i n g
s u p p o t, t r h e p o s t — p r o c e s s i n g b e c o me s a n o t h e r i mp o r t a n t p r o c e s s i n g t o i mp r o v e t h e p r o p e r t i e s o f p r o t o t y p e s . Ac c o r d i n g t o d i f f e r e n t s i n — t e r i n g me c h a n i s m o f d i f f e r e n t r a w ma t e r i a l s ,t h e r a w ma t e r i a l s a n d t h e i r p r o c e s s i n g me t h o d s b a s e d o n S L S a r e i n t r o d u c e d . Me a n wh i l e , a c c o r d i n g t o t h e c l a s s i f i c a t i o n o f d i f e r e n t ma t e r i a l s s u c h a s me t a l ,p o l y me r ,c e r a mi c a n d o t h e r c o mp o s i t e s ,t h e i r p o s t — p r o c e s s i n g t e c h - n i q u e s a n d t h e p e f r o r ma n c e c h a n g e s o f p a r t g t h e a f t e r p o s t — p r o c e s s i n g a r e d i s c u s s e d, r e s p e c t i v e l y . F i n a l l y ,t h e S L S o f w o o d — p l a s t i c

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

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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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。

SIS技术集CAD技术、数控技术、激光加工技术和材料科学技术于一体,整个工艺装置由粉末缸(PowderCylinder)、成型缸(ModelCylinder)、激光器、计算机控制系统四部分组成。

工作时,粉末缸活寒(送粉活塞)上升,先在皋体上用滚筒均匀铺上一薄层金属粉末,并将其加热至略低于材料熔点,以减少热变形,并利于与前一层面的结合。

然后,激光束在计算机控制光路系统的精确引导F,按照零件的分层轮廓有选择地进行烧结,使材料粉末烧结或熔化后凝固形成零件的一个层面,没有烧过的地方仍保持粉末状态,并可作为有悬臂的微结构下一层烧结的支撑。

烧结完一层后,基体下移一个截面层厚,铺粉系统铺设新粉,计算机控制激光束再次扫描进行下一层的烧结。

如此循环,层层叠加,就得到三维零件。

最后,将未烧结的粉末同收剑粉未缸中,取出成型件,再进行打磨、烘干等后处理工艺,最终形成满足要求的原形或制件。

3 SLS技术实际应用SIS工艺已经成功应用于汽车、造船、航天、航空、通汛、微机电系统、建筑、医疗、考古等诸多行业,为许多传统制造业注入了新的创造力,也带来了信息化的气息。

概括来说,SIS 工艺可以应用于一下场合:(1)快速原型制造。

SI.S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。

(2)新型材料的制备及研发。

利用SIS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。

(3)小批量、特殊零件的制造加工。

在制造业领域,经常遇到小批最及特殊零件的生产。

这类零件加工周期长,成本高,对于某些形状复杂零件,甚至无法制造。

采用SIS技术可经济地实现小批量和形状复杂零件的制造。

(4)快速模具和工具制造。

SIS制造的零件可直接作为模具使用,如熔模铸造、砂型铸造、注甥模型、高精度形状复杂的金属模型等;也町以将成形件经后处理后作为功能零件使用。

(5)在逆向工程上的应用。

SIS工艺可以在没有设计图纸或者图纸不完伞以及没有CAD模型的情况下,按照现有的零件原型,利用各种数谶芝术和CAD技术重新构造出原型CAD模犁。

(6)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f人工骨的制造。

根据国外对于用SIS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。

4 SLS技术的发展与研究现状SIS技术起源于美国德克萨斯大学澳斯汀分校(University ofTexas at Austin)。

1986年,该校学者Carl Deckard在其硕士论文中首次提出了SIS工艺原理,于1988年研制成功了第一台SIS 成形机。

随后,由美凶的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SinterStation 2000成形机。

在过去的20多年里,SIS技术在各个领域得到rJ一泛的应用,各国研究人员对SIS技术从基本形成原理、加T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SIS工艺的发展。

由于SIS工艺可以直接制造金属零件,近年来受到各国高校以及R&D机构的普遍最视。

近年来,美国的Texas大学Austin学院自由成形实验室对SIS技术和后处理工艺长期进行究,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SIS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SI S技术制作医用人工骨骼材料研究。

比利时的J.P.Kruth教授等学者对SIS的烧结机理进行了深入研究,并对SIS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SIS 进行了细致研究,提出了烧结过程中的“球化效应”(Bailing)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。

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SIS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问距对烧结性能的影响。

日本Osaka大学的学者主要从事金属SIS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牛断裂的地方,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。

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SI S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。

5结论与展望尽管SIS工艺在过去的二十年里取得了较大的发展,但是存在的以下这些问题仍限制r其普及和推广:(1)SIS系统的速度、精度和表面粗糙度不能满足工业生产要求;(2)激光工艺参数(如激光类型和扫描方式)对零件质量影响敏感,需要较长的时间摸索;(3)sLS设备成本较高。

针对当前存在的这些问题,目前国内外的专家的研究热点集中在以下几个方面:(1)新材料的研究。

材料是SIS技术发展的关键环节,它直接影响烧结试样的成形速度、精度和物理、化学性能。

目前SIS制造的零件普遍存在强度不高、精度低、需要后处理等诸多缺点,这就需要研制出各种激光烧结快速成形的专用材料;(2)sLS连接机理研究。

不同的粉末材料其烧结成形机理是截然不同的,金属粉末的烧结过程主要由瞬时液相烧结控制,但是目前对其烧结机理的研究仪停留在显微组织理论层次,需要从SIS动力学理论进行研究来定量的分析烧结过程;(3)sIS工艺参数优化研究。

SIS的工艺参数如激光功率、扫描方式、粉末颗粒大小等等对SIS烧结件的质量都有影响。

目前,工艺参数与成形质量之间的关系是SIS技术的研究热点,国内外对此进行了大量的研究;(4)sLs建模与仿真研究。

由于烧结过程的复杂性,进行实时观察比较困难,为了更好的了解烧结过程,对工艺参数的选取进行指导,有必要对烧结过程进行计算机仿真。

随着SIS技术的发展,将对设备研发与应用,新工艺和新材料的研究产生积极的影响,对制造业向环保、节能、高效发展产生巨大的推动作用。

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