第四章_选择性激光烧结成型工艺
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◎粘结剂粉末与金属或陶瓷粉末按一定比例机械混合； ◎把金属或陶瓷粉末放到粘结剂稀释液中，制取具有粘结剂包裹的金属或陶瓷粉末。
实践表明，采用粘结剂包裹的粉末的制备虽然复杂，但烧结效果较机械混合的粉末好。近年来，已经开发并被应用于SLS粉末激光烧结快 速原型制作的材料种类如表4-2所示。
表4-2 常用的SLS工艺的材料
图4-2 选择性激光烧结系精统品的课基件本组成
第一节 选择性激光烧结工艺的基本原理和特点
2.选择性激光烧结工艺的特点
优点：
◎可直接制作金属制品 ◎无需支撑结构 ◎材料利用率高
◎可采用多种材料 ◎制造工艺比较简单
缺点：
◎原型表面粗糙 ◎烧结过程挥发异味 ◎有时需要比较复杂的辅助工艺
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第四章 选择性激光烧结成型工艺
1 选择性激光烧结工艺的基本原理和特点 2 选择性激光烧结快速成型材料及设备 3 选择性激光烧结工艺过程 4 高分子粉末烧结件的后处理 5 选择性激光烧结工艺参数
66
精品课件
第二节 选择性激光烧结的材料及设备
1.选择性激光烧结快速成型材料
SLS工艺材料适应面广，不仅能制造塑料零件，还能制造陶瓷、石蜡等材料的零件。特别是可以直接制造 金属零件，这使SLS工艺颇具吸引力。
图4-3 DTM公司的Sinterstation2500机 图4-4 DTM公司的SinterHale Waihona Puke Baidutation2500 Plus机
型
精型品课件
第二节 选择性激光烧结的材料及设备
华中科技大学的HRPS-III激光粉末烧结系统,如下图所示。它在硬件和软件方面有着自己先进的特点。
图4-5 HRPS-IIIA激光粉末烧结快速成型机
精品课件
第二节 选择性激光烧结的材料及设备
2.选择性激光烧结快速成型设备
研究选择性激光烧结（SLS）设备工艺的单位有美国的DTM公司、3D Systems公司、德国的EOS公司以及国内的北京隆 源公司和华中科技大学等。 下图是DTM公司的Sinterstation 2500和2500Plus机型，如图所示。其中2500Plus机型的成型体 积比过去增加了10%，同时通过对加热系统的优化，减少了辅助时间，提高了成型速度。
快速成型与快速模具制造技术及其应用
机械工业出版社（第三版）
第四章 选择性激光烧结成型工艺
精品课件
第四章 选择性激光烧结成型工艺
选择性激光烧结工艺(Selective Laser Sintering，SLS)又称为选区激光烧结技术，该方法最初是由美国德克萨斯大学 奥斯汀分校的C. R. Dechard于1989年提出的，稍后组建了DTM公司，于1992年开发了基于SLS的商业成型机 (Sinterstation)。20年来，奥斯汀分校和DTM公司在SLS领域做了大量的研究工作，并取得了丰硕成果。德国的EOS公司 在这一领域也做了很多研究工作，并开发了相应的系列成型设备。
图4-1 选择性激光烧结工艺原理图 铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的烧结，如此反复，直至完成整个模型。在成型过程中，未经烧结的粉末对模型的 空腔和悬臂部分起着支撑作用，不必象SLA和FDM工艺那样另行生成支撑工艺结构。
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第一节 选择性激光烧结工艺的基本原理和特点
当实体构建完成并在原型部分充分冷却后，粉末块会上升到初始的位置，将其拿出并放置到后处理 工作台上，用刷子小心刷去表面粉末露出加工件部分，其余残留的粉末可用压缩空气除去。
粉末烧结快速成型设备著名开发商德国EOS公司也开发了系列粉末烧结材料，其型号及性能 等如表4-6所示。
表4-6 EOS公司开发的部分粉末材料及性能
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第二节 选择性激光烧结的材料及设备
国内开发的SLS材料：
国内几家主要快速成型技术研究单位研制的成型材料见表4-7。 表4-7 国内各单位开发的SLS用成型材料
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第二节 选择性激光烧结的材料及设备
美国DTM公司开发的粉末材料：
在SLS领域，以DTM公司所开发的成型材料类别较多，最具代表性，其已商品化的SLS用成 型材料产品见表4-3，其中部分高分子材料粉末的具体型号及其指标与性能如表4-4所示，部 分金属粉末及树脂砂粉末的物理与力学性能如表4-5所示。
表4-3 DTM公司开发的部分SLS用成型材料
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第二节 选择性激光烧结的材料及设备
表4-4 部分DuraForm系列粉末材料及性能
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第二节 选择性激光烧结的材料及设备
表4-5 DTM公司开发的部分金属粉末及树脂砂材料及性能
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第二节 选择性激光烧结的材料及设备
德国EOS公司开发的系列粉末烧结材料:
国内华中科技大学（武汉滨湖机电产业有限责任公司）、南京航空航天大学、中北大学和北京隆源自动成型有限公 司等,也取得了许多重大成果和系列的商品化设备。
SLS工艺是利用粉末材料（金属粉末或非金属粉末）在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下层层堆积成型。SLS 的原理与SLA十分相似，主要区别在于所使用的材料及其性状不同。SLA所用的材料是液态的紫外光敏可凝固树脂，而 SLS则使用粉状的材料。
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第四章 选择性激光烧结成型工艺
1 选择性激光烧结工艺的基本原理和特点 2 选择性激光烧结快速成型材料及设备 3 选择性激光烧结工艺过程 4 高分子粉末烧结件的后处理 5 选择性激光烧结工艺参数
66
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第一节 选择性激光烧结工艺的基本原理和特点
1.选择性激光烧结工艺的基本原理
选择性激光烧结加工过程是采用铺粉辊将一层粉末材料 平铺在已成形零件的上表面，并加热至恰好低于该粉末烧 结点的某一温度，控制系统控制激光束按照该层的截面轮 廓在粉层上扫描，使粉末的温度升至熔化点，进行烧结并 与下面已成形的部分实现粘接。当一层截面烧结完后，工 作台下降一个层的厚度，铺料辊又在上面
用于SLS工艺的材料是各类粉末，包括 金属、陶瓷、石蜡以及聚合物的粉末，工 程上一般采用粒度的大小来划分颗粒等级， 如右表所示。SLS工艺采用的粉末粒度一般 在50～125µm之间。
表4-1 工程上粉体的等级及相应的粒度范围
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第二节 选择性激光烧结的材料及设备
间接SLS用的复合粉末通常有两种混合形式：
实践表明，采用粘结剂包裹的粉末的制备虽然复杂，但烧结效果较机械混合的粉末好。近年来，已经开发并被应用于SLS粉末激光烧结快 速原型制作的材料种类如表4-2所示。
表4-2 常用的SLS工艺的材料
图4-2 选择性激光烧结系精统品的课基件本组成
第一节 选择性激光烧结工艺的基本原理和特点
2.选择性激光烧结工艺的特点
优点：
◎可直接制作金属制品 ◎无需支撑结构 ◎材料利用率高
◎可采用多种材料 ◎制造工艺比较简单
缺点：
◎原型表面粗糙 ◎烧结过程挥发异味 ◎有时需要比较复杂的辅助工艺
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第四章 选择性激光烧结成型工艺
1 选择性激光烧结工艺的基本原理和特点 2 选择性激光烧结快速成型材料及设备 3 选择性激光烧结工艺过程 4 高分子粉末烧结件的后处理 5 选择性激光烧结工艺参数
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第二节 选择性激光烧结的材料及设备
1.选择性激光烧结快速成型材料
SLS工艺材料适应面广，不仅能制造塑料零件，还能制造陶瓷、石蜡等材料的零件。特别是可以直接制造 金属零件，这使SLS工艺颇具吸引力。
图4-3 DTM公司的Sinterstation2500机 图4-4 DTM公司的SinterHale Waihona Puke Baidutation2500 Plus机
型
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第二节 选择性激光烧结的材料及设备
华中科技大学的HRPS-III激光粉末烧结系统,如下图所示。它在硬件和软件方面有着自己先进的特点。
图4-5 HRPS-IIIA激光粉末烧结快速成型机
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第二节 选择性激光烧结的材料及设备
2.选择性激光烧结快速成型设备
研究选择性激光烧结（SLS）设备工艺的单位有美国的DTM公司、3D Systems公司、德国的EOS公司以及国内的北京隆 源公司和华中科技大学等。 下图是DTM公司的Sinterstation 2500和2500Plus机型，如图所示。其中2500Plus机型的成型体 积比过去增加了10%，同时通过对加热系统的优化，减少了辅助时间，提高了成型速度。
快速成型与快速模具制造技术及其应用
机械工业出版社（第三版）
第四章 选择性激光烧结成型工艺
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第四章 选择性激光烧结成型工艺
选择性激光烧结工艺(Selective Laser Sintering，SLS)又称为选区激光烧结技术，该方法最初是由美国德克萨斯大学 奥斯汀分校的C. R. Dechard于1989年提出的，稍后组建了DTM公司，于1992年开发了基于SLS的商业成型机 (Sinterstation)。20年来，奥斯汀分校和DTM公司在SLS领域做了大量的研究工作，并取得了丰硕成果。德国的EOS公司 在这一领域也做了很多研究工作，并开发了相应的系列成型设备。
图4-1 选择性激光烧结工艺原理图 铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的烧结，如此反复，直至完成整个模型。在成型过程中，未经烧结的粉末对模型的 空腔和悬臂部分起着支撑作用，不必象SLA和FDM工艺那样另行生成支撑工艺结构。
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第一节 选择性激光烧结工艺的基本原理和特点
当实体构建完成并在原型部分充分冷却后，粉末块会上升到初始的位置，将其拿出并放置到后处理 工作台上，用刷子小心刷去表面粉末露出加工件部分，其余残留的粉末可用压缩空气除去。
粉末烧结快速成型设备著名开发商德国EOS公司也开发了系列粉末烧结材料，其型号及性能 等如表4-6所示。
表4-6 EOS公司开发的部分粉末材料及性能
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第二节 选择性激光烧结的材料及设备
国内开发的SLS材料：
国内几家主要快速成型技术研究单位研制的成型材料见表4-7。 表4-7 国内各单位开发的SLS用成型材料
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第二节 选择性激光烧结的材料及设备
美国DTM公司开发的粉末材料：
在SLS领域，以DTM公司所开发的成型材料类别较多，最具代表性，其已商品化的SLS用成 型材料产品见表4-3，其中部分高分子材料粉末的具体型号及其指标与性能如表4-4所示，部 分金属粉末及树脂砂粉末的物理与力学性能如表4-5所示。
表4-3 DTM公司开发的部分SLS用成型材料
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第二节 选择性激光烧结的材料及设备
表4-4 部分DuraForm系列粉末材料及性能
精品课件
第二节 选择性激光烧结的材料及设备
表4-5 DTM公司开发的部分金属粉末及树脂砂材料及性能
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第二节 选择性激光烧结的材料及设备
德国EOS公司开发的系列粉末烧结材料:
国内华中科技大学（武汉滨湖机电产业有限责任公司）、南京航空航天大学、中北大学和北京隆源自动成型有限公 司等,也取得了许多重大成果和系列的商品化设备。
SLS工艺是利用粉末材料（金属粉末或非金属粉末）在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下层层堆积成型。SLS 的原理与SLA十分相似，主要区别在于所使用的材料及其性状不同。SLA所用的材料是液态的紫外光敏可凝固树脂，而 SLS则使用粉状的材料。
精品课件
第四章 选择性激光烧结成型工艺
1 选择性激光烧结工艺的基本原理和特点 2 选择性激光烧结快速成型材料及设备 3 选择性激光烧结工艺过程 4 高分子粉末烧结件的后处理 5 选择性激光烧结工艺参数
66
精品课件
第一节 选择性激光烧结工艺的基本原理和特点
1.选择性激光烧结工艺的基本原理
选择性激光烧结加工过程是采用铺粉辊将一层粉末材料 平铺在已成形零件的上表面，并加热至恰好低于该粉末烧 结点的某一温度，控制系统控制激光束按照该层的截面轮 廓在粉层上扫描，使粉末的温度升至熔化点，进行烧结并 与下面已成形的部分实现粘接。当一层截面烧结完后，工 作台下降一个层的厚度，铺料辊又在上面
用于SLS工艺的材料是各类粉末，包括 金属、陶瓷、石蜡以及聚合物的粉末，工 程上一般采用粒度的大小来划分颗粒等级， 如右表所示。SLS工艺采用的粉末粒度一般 在50～125µm之间。
表4-1 工程上粉体的等级及相应的粒度范围
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第二节 选择性激光烧结的材料及设备
间接SLS用的复合粉末通常有两种混合形式：