SLS技术的成形工艺原理
SLS工艺综述
目录1、SLS工艺的基本原理 (1)2、SLS工艺的特点 (1)3、SLS工艺过程 (2)1）高分子粉末材料烧结工艺 (2)2)金属零件间接烧结工艺 (3)3）金属零件直接烧结工艺 (3)4、影响SLS工艺成型精度的因素 (3)5、SLS工艺所选用的材料和设备 (4)1）SLS工艺所选用的材料 (4)2）SLS工艺设备 (4)6、SLS工艺的应用及发展趋势 (5)1）SLS工艺的应用 (5)2）SLS工艺的发展趋势 (5)综述SLS工艺1、SLS工艺的基本原理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。
选择性激光烧结加工过程是采用铺粉棍将一层粉末材料平铺在已成型零件的上表面，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末上扫描，使粉末的温度升至熔化点，进行烧结，并与下面已成型的部分实现粘结。
当一层截面烧结完成后，工作台下降一个层的厚度，铺料辊又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的烧结，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，不必像SLA工艺那样另行生成支撑工艺结构。
SLS 使用的激光器是二氧化碳激光器，使用的原料有蜡、聚碳酸酯、尼龙、纤细尼龙、合成尼龙、金属，以及一些发展中的材料等。
当实体构建完成并在原型部分充分冷却后，粉末快速上升至初始位置，将其取出，放置在后处理工作台上，用刷子刷去表面粉末，露出加工件，其余残留的粉末可用压缩空气去除。
2、SLS工艺的特点选择性激光烧结工艺和其他快速成型工艺相比，其最大的独特性就是能够直接制作金属制品，同时该工艺还具有如下一些优点：1）可采用多种材料。
从原理上来说，这种方法可采用加热时年度降低的任何粉末材料，通过材料或者各类含粘结剂的涂层颗粒制造出任何造型，适应不同的需要。
2）制造工艺比较简单。
由于可用多种材料，选择性激光烧结工艺按采用的原料不同，可以直接生产复杂形状的原型、型腔模三维构件或部件及工具。
2.5 SLS打印技术原理及装备技术
四、SLS 3D打印技术的特点
SLS技术的优点：
1.材料选择广泛； 2.打印过程无须支撑结构；
SLS技术的优点：
1.材料选择广泛； 2.打印过程无须支撑结构； 3.可以任何复杂结构，包括镂空结构、空心结构； 4.材料利用率高，未使用过的粉末还能继续利用。
SLS技术的缺点
1.粉末烧结的表面粗糙，需后续处理； 2.增材制造过程耗时；
具体工艺过程：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。
三、SLS 3D打印技术所用的材料
北京航空航天大学打印的零部件
使用SLS技术试制的发动机缸体和变速箱箱体，使用该技术的优点是可以直 接制作蜡模，无需开模。可极大地节省制作时间和成本。
波兰设计咨询公司INDUSTRY宣布与著 名自行车厂商Ti Cycles合作制造出第一 辆完整的3D打印钛金属自行车Solid
空客公司展示3D打印摩托车Light Rider，仅重35公斤。 从静止加速到80公里/小时仅需几秒钟，售价5万欧元
与其它3D打印机技术相比，SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十 分广泛。从理论上说，任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为 SLS的成型材料。
eSUN易生即将推出金 属3D打印材料-eAlfill铝
尼龙、高分子材料 （PC,尼龙，PE,PP等）
钛合金粉末
陶瓷粉末
复合材料粉末
广州立德动物医院、广州市阳铭新材料科技有限公司、华南理工大学增材制造实验室为受 伤的丹顶鹤定制的喙。为抢夺时间，取得精准数据，节省成本，先用FDM技术3D打印塑料 模具进行试装，待形状确定后，再用钛合金作为义喙材料，用激光烧结设备3D打印义喙。
SLS成形
上落粉型 快速成形机
控制系统的硬件构成
温度传感器
计 算 机 系 统
输 入 接 口
位移传感器
氮气浓度传感器 加热器
输 出 接 口
步进电机驱动器
扫描控制器 激光功率控制器
步进电机
扫描系统 激光器 激光器电源
交流电机调速器
交流电机
软件体系结构
CAD层
三维造型件
汽车发动机组件
赛车组件
铸造砂芯与砂模的 快速成形
SLS 实景录象
用覆膜砂直接烧结的 砂模、型芯 和浇铸的铸件
砂芯快速成形
粉末激光烧结技术的应用
精密铸造用蜡件
组装叶轮
精密铸造用蜡件
高分子粉末烧结塑料件
金属粉末烧结
SLS在铸造中的应用
快速制造模具
复杂冷却道与模具型芯一次成型
• 改善冷却减少变形，提高模具寿命 • 注射效率由每分钟5次提高到6次 （提高20%）
吸尘器组件
概念车
汽车内饰件
激光器
SLS 原理动画演示
SLS 工作录像
激光粉末烧结成形原理
激光束扫描头 激光束烧结
铺粉
激光粉末烧结成形原理
去掉未烧结的粉
激光粉末烧结成形原理
渗入树脂或蜡
激光粉末烧结成形原理
打磨、后处理
激光烧结设备
激光器 扫描镜组
工作平台
铺粉辊
粉末层
工作缸
送粉缸
采用国产激光器
采用进口激光器
上落粉型SLS设备结构
选择性激光烧结
Selective Laser Sintering (SLS)
激光烧结成形工作原理
SLS采用CO2激光器，使用的材料为粉末状 先在工作台上均匀的铺上一层很薄的热敏粉末，辅助加热装置将 其加热到熔点以下的温度 在这个均匀的粉末面上，激光在计算机的控制下按照设计零件第 一层的信息进行有选择性的烧结 被烧结部分固化在一起构成原型零件实心部分 一层完成后再进行下一层烧结 全部烧结完后去除多余的粉末 扩束聚焦镜 便得到零件
sls工艺技术缺点
sls工艺技术缺点SLA（Stereolithography）是一种常用的快速成型技术，其原理是通过UV光束聚焦照射光固化树脂液体，逐层堆积构成三维物体。
虽然SLA技术在工业制造中得到广泛应用，但仍然存在一些缺点。
首先，SLA技术的成本较高。
相比于其他快速成型技术，如FDM（Fused Deposition Modelling）或SLS（Selective Laser Sintering），SLA的设备和材料成本都较高。
同时，SLA设备需要较长的预热时间和冷却时间，导致整个制造周期较长，进一步增加了成本。
其次，SLA技术的材料选择有限。
SLA使用的树脂液体通常是光敏树脂，这些树脂具有光敏性，只能通过UV光束进行固化。
然而，光敏树脂的物理性质相对较差，如抗拉强度和耐热性都较低。
因此，SLA制造的零件在某些应用领域可能不够耐用或不满足特定的要求。
第三，SLA制造过程中的使用环境要求高。
SLA设备需要在密封的环境下操作，以防止光束逸散和环境杂质对制造质量的影响。
这些特殊的使用环境要求增加了设备的复杂性和操作的难度。
此外，SLA技术的制造速度相对较慢。
由于SLA是通过逐层堆积构成物体，制造一个复杂的零件可能需要几个小时甚至几天的时间。
这在需要大量生产的情况下可能会成为制约因素，并导致制造周期延长。
最后，SLA制造的零件容易出现表面瑕疵。
由于SLA制造过程中使用的树脂液体容易产生缩胀或收缩，零件在制造过程中可能出现表面瑕疵，如疏松、失真或裂纹。
这些表面瑕疵可能对零件的精度和质量产生负面影响。
综上所述，尽管SLA工艺技术在工业制造中具有一定优势，但仍存在一些缺点。
高成本、材料选择有限、使用环境要求高、制造速度慢以及容易出现表面瑕疵是SLA工艺技术的主要缺点。
随着科技的发展，这些缺点可能会逐渐得到改善，SLA技术也将不断完善和推广。
四种典型的快速成型技术的成型原理
四种典型的快速成型技术的成型原理一、激光烧结成型原理激光烧结成型（Selective Laser Sintering，简称SLS）是一种快速成型技术，其成型原理是利用激光束对粉末材料进行烧结，逐层堆积形成所需的三维实体。
激光烧结成型的过程主要包括以下几个步骤：首先，利用计算机辅助设计（CAD）软件将待制造的物体进行三维建模，并将模型数据转化为机器能够识别的格式。
然后，将烧结材料粉末均匀地铺在工作台上，使其表面平整。
接下来，利用激光束控制系统，将激光束按照预定的路径和参数扫描在粉末层表面，使其局部熔融烧结。
激光束的能量使粉末颗粒之间发生熔融和烧结，形成一层固体物质。
再次铺上一层新的粉末材料，重复上述步骤，逐层堆积，直至形成整个三维实体。
最后，将成品从未熔融的粉末中清理出来，并进行后续处理，如热处理或表面处理。
激光烧结成型技术具有成型速度快、制作精度高、制造复杂度高等优点。
由于其成型过程中无需使用支撑材料，可以制造出具有复杂内部结构的零件，因此被广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械等领域。
二、光固化成型原理光固化成型（Stereolithography，简称SLA）是一种常见的快速成型技术，其成型原理是利用紫外线激光束对光固化树脂进行逐层固化，最终形成所需的三维实体。
光固化成型的过程主要包括以下几个步骤：首先，利用计算机辅助设计（CAD）软件将待制造的物体进行三维建模，并将模型数据转化为机器能够识别的格式。
然后，将液态光固化树脂均匀地铺在工作台上。
接下来，利用紫外线激光束扫描器，将激光束按照预定的路径和参数照射在树脂表面，使其局部固化。
激光束的能量使树脂中的光敏物质发生聚合反应，从而使树脂由液态变为固态。
再次涂覆一层新的液态光固化树脂，重复上述步骤，逐层固化，最终形成整个三维实体。
最后，将成品从未固化的树脂中清洗出来，并进行后续处理，如烘干或光刻。
光固化成型技术具有成型速度快、制造精度高、制造复杂度高等优点。
非凡士3D打印机详解什么是SLS 3D打印技术
非凡士3D打印机详解什么是SLS3D打印技术1、SLS技术1.1SLS技术概念SLS技术，全称为粉末材料选择性烧结（Selected Laser Sintering），是采采用红外激光作为热源来烧结粉末材料，以逐层添加方式成形三维零件的一种快速成型方法。
1.2SLS技术历史简介SLS分层制造技术是2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。
目前德国EOS公司推出了自己的SLS工艺成形机EOSINT，分为适用于金属、聚合物和砂型三种机型。
我国的北京隆源自动成形系统有限公司和华中科技大学也相继开发出了商品化的设备。
1.3SLS技术的成型原理SLS技术的成型原理是：在开始加工前，需要把充有氮气的工作室升温，并保持在粉末的熔点以下。
成型时，送料桶上升，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的控制下按照截面轮廓对实心部分所在的粉末进行烧结，使粉末融化继而形成一层固体轮廓。
第一层烧结完成后，工作太下降一截面层的高度，在铺上一层粉末，进行下一层烧结，依次循环，从而形成所打印的模型。
1.4SLS技术所需耗材SLS技术目前可以使用的打印耗材有尼龙粉末、PS粉末、PP粉末、金属粉末、陶瓷粉末、树脂砂和覆膜砂。
1.5SLS技术应用范围SLS技术不光可以运用于快速模型的制造，而且还可用于产品的小批量生产。
1.6SLS技术的优缺点1.6.1SLS技术的优点①能生产较硬的模具;②可以采用多种原料，包括类工程塑料、蜡、金属、陶瓷等;③零件的构建时间短，可达到1in/h高度;④无需设计和构造支撑。
1.6.2SLS技术的缺点①有激光损耗，需要专门实验室环境，使用及维护费用高昂;②需要预热和冷却，后处理麻烦；③成型表面受粉末颗粒大小及激光光斑的限制;④加工室需要不断充氮气，加工成本高;⑤成型过程产生有毒气体和粉尘，污染环境。
2、SLS技术制造过程SLS工艺因为材料不同，具体的烧结工艺也是不同的。
SLS技术的成形工艺原理
SLS技术的成形工艺原理SLS（Selective Laser Sintering）即选择性激光烧结技术，是一种增材制造（Additive Manufacturing）的成形工艺。
它通过激光烧结聚合物或金属粉末，逐层堆叠形成三维实体物体。
以下是SLS技术的成形工艺原理的详细解释。
1.前期准备：在SLS技术开始之前，需要进行一系列的前期准备工作。
首先，设计师使用计算机辅助设计（CAD）软件创建三维模型。
然后，将模型转化为三维打印机可读取的STL文件格式。
接下来，将所需材料（聚合物或金属粉末）装载到SLS设备的粉末供料系统中，并确定打印参数，如温度、激光功率等。
2.激光扫描：SLS技术使用一束高能激光来瞄准并烧结粉末材料。
首先，工作台下降一层厚度，使其与打印平台上的一层粉末分离。
然后，激光器在工作区域内进行高速扫描，根据前期准备中的STL文件，将激光束逐点照射到工作区域粉末层上的目标位置。
3.材料烧结：当激光作用于目标位置时，粉末颗粒受热并瞬间熔化。
这种瞬时的高温使粉末材料粘结在一起形成固体结构。
这个过程被称为烧结。
烧结后，激光在目标位置上闪烁一段时间，使固体化的部分得到更充分的熔融。
4.补充粉末：完成激光扫描和烧结后，工作台再次下降一层厚度，以便为下一层打印粉末腾出空间。
然后，粉末供料系统启动，将新的一层粉末覆盖在上一层已烧结的部分上。
这个补充的粉末层将成为下一层产品的底部。
5.重复上述步骤：上述过程循环重复，直到打印的产品完全成型。
每次循环，工作台下降一个薄层的厚度，激光扫描并烧结新的一层粉末。
这个过程将逐渐堆叠形成一个完整的三维物体。
6.等待冷却与后处理：打印完成后，待打印物品冷却一段时间，以确保其达到足够的硬度和稳定性。
然后，将产品从打印平台上取下。
在一些情况下，打印物可能需要进行一些后处理步骤，例如去除未粘结的粉末，热处理或表面处理。
总结：SLS技术利用激光烧结粉末材料来逐层堆叠形成三维实体物体。
sls工艺的基本原理
sls工艺的基本原理宝子们！今天咱们来唠唠那个超酷的SLS工艺，这名字听起来是不是就有点高大上？其实呀，它的原理可有意思啦。
SLS呢，全名叫选择性激光烧结。
咱就想象一下，有一个装满了粉末材料的大盒子，这些粉末就像是一群小小的精灵，安安静静地待在盒子里呢。
这粉末可不是随随便便的粉末哦，它可以是尼龙粉末呀，还有其他各种各样适合烧结的材料粉末。
然后呢，有一道超级厉害的激光就像一把神奇的画笔。
这激光的作用可大啦，它会按照预先设计好的模型形状，一点一点地去扫描那些粉末。
比如说，要做一个小玩偶的模型，激光就会在粉末堆里精确地找到那些对应小玩偶形状的点。
当激光打到粉末上的时候，就像是给粉末施了魔法一样，被激光打到的粉末就会迅速地烧结在一起。
这个烧结的过程呢，就有点像把松散的沙子变成了坚固的小沙块，不过这里是把粉末变成了坚固的小颗粒组合啦。
你看啊，激光就这么一点一点地扫描，一层一层地把粉末烧结起来。
就好像是在盖房子，一层一层地砌砖一样。
先烧结好一层，然后呢，这个平台会把已经烧结好的这一层稍微降低一点，接着又在上面铺上一层新的粉末。
这新的粉末又会被激光按照模型的下一层形状进行烧结。
这样一层一层地叠加起来，慢慢地，一个完整的三维模型就从粉末堆里诞生啦。
这过程中啊，那些没有被激光烧结到的粉末呢，就像是一群小跟班，在旁边起着支撑的作用。
它们就乖乖地待在那里，直到整个模型制作完成。
然后呢，把那些没有烧结的多余粉末清理掉，就像把舞台上多余的道具撤掉一样，一个精致的SLS工艺制作出来的模型就出现在眼前啦。
SLS工艺的好处可多啦。
它可以制作出形状超级复杂的东西哦。
那些传统工艺很难做到的奇奇怪怪又超级酷的形状，对于SLS来说就像是小菜一碟。
比如说那种内部有很多复杂结构的小零件，像是一个有着很多细小通道的小盒子，SLS工艺都能轻松搞定。
而且啊，它的材料利用率还挺高的呢。
不像有些工艺，会浪费好多材料。
在SLS 这里，那些多余的粉末还可以回收再利用，就像把吃剩的食物重新加工成新的美食一样，是不是很环保呀？不过呢，这SLS工艺也有它的小脾气。
SLS成型技术工艺原理及应用
- 64 -工 业 技 术０ 引言选择性激光烧结快速成形（Selective Laser Sintering Rapid Prototyping，SLS）技术材料选择广泛，正在迅速发展，并得到了越来越多的关注[1]。
SLS 技术与其他快速成型的制作过程相同，都采用离散堆叠成型原理，使用Nd：YAG 激光发射器作为光源，利用切片中的二维信息，通过计算机来控制激光束，调整合适的激光密度，全部烧结后，除去多余的粉末，进行一系列研磨处理后得到零件。
该技术将CAD 技术、数字控制加工、激光和材料技术相结合，缩短了产品设计制造周期，降低了开发成本，提高了产品竞争力。
由于SLS 工艺具有许多优点，例如粉末材料选择广泛，其制造工艺相对简单，具有无支撑结构以及零件直接烧结等特点，因此其发展最为迅速，已成为最成功和商业化的快速成型方法之一[2-3]。
１ ＳＬＳ技术原理１．１ ＳＬＳ技术的成形工艺原理图1是SLS 技术制造工艺的原理。
首先，建立CAD 模型，并转化为STL格式，利用分层软件对CAD 模型进行切片，获得各加工层的数据信息，在计算机的控制下，根据层面信息调整激光束进行扫描，使粉末烧结固化，重复该过程，直到得到三维实体[4]。
图1 SLS 技术的成形工艺原理１．２ ＳＬＳ快速成形技术工艺流程SLS 快速成形技术工艺，具体流程如图2所示。
１．２．１建立ＣＡＤ模型采用Pro/E，UG 等三维CAD 软件建立3D 实体模型，并以STL 格式输出。
图2 SLS 快速成形工艺流程图１．２．２ 分层处理目前，SLS 所支持的文件格式为STL，采用分层软件在Z 方向进行分层处理，得到分层截面，并将该层面信息转化为激光扫描时的轨迹。
１．２．３ 烧结成形扫描之前，先将成型缸下降一定厚度，然后使供粉缸升高一定的高度，铺粉辊从左边压到成型缸上。
激光扫描第1层横截面及轮廓信息，激光扫描的粉末会在高温下迅速熔化并相互黏接；烧结完第一层后，铺粉，进行第2层激光扫描，如此重复直到烧结完成。
SLS技术的成形工艺原理
SLS技术的成形⼯艺原理⼀、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。
sls烧结工艺方法
sls烧结工艺方法SLs烧结工艺方法激光烧结（Selective Laser Sintering，简称SLs）是一种先进的三维打印技术，它利用高能激光束将粉末材料逐层烧结，最终构建出复杂的三维实体。
SLs烧结工艺方法具有高精度、高效率和无需模具等优点，被广泛应用于快速制造、原型制作和个性化定制等领域。
SLs烧结工艺方法的基本原理是利用激光束将粉末材料逐层烧结。
首先，将待加工的三维模型通过计算机辅助设计软件完成建模和切片处理。
然后，根据切片数据，将一层薄粉末材料均匀铺在烧结床上。
接下来，激光束在控制下扫描并照射在粉末层上，将其局部烧结固化。
被照射的粉末颗粒与周围未烧结的粉末颗粒粘结在一起，形成一个完整的烧结层。
然后，烧结床下降一层，再次均匀铺上粉末材料，重复上述烧结过程，直到整个三维模型构建完成。
SLs烧结工艺方法的关键技术是激光束的控制和粉末材料的选择。
激光束的控制需要精确的光学系统和高性能的扫描装置，以确保激光束的精准焦点和移动轨迹。
粉末材料的选择要考虑其烧结性能、流动性和成本等因素。
常用的粉末材料包括尼龙、ABS塑料、金属粉末等。
SLs烧结工艺方法具有许多优点。
首先，它可以制造复杂形状、内部结构复杂的零件，实现设计的自由度高。
其次，SLs烧结工艺方法无需模具，可以节省制造成本和时间。
再次，SLs烧结工艺方法可以实现快速制造，提高生产效率。
此外，SLs烧结工艺方法还可以进行批量生产和个性化定制，满足不同用户的需求。
然而，SLs烧结工艺方法也存在一些挑战和局限性。
首先，由于激光束的热效应，烧结零件的表面质量较差，需要进行后处理和表面修整。
其次，粉末材料的选择和质量控制对成品的质量和性能有重要影响。
再次，SLs烧结工艺方法的设备和材料成本较高，限制了其在大规模生产中的应用。
为了克服这些问题，研究人员和工程师们在SLs烧结工艺方法的改进和优化方面进行了大量的努力。
他们通过优化激光参数、改进粉末喷涂和烧结床等关键技术，提高了烧结零件的表面质量和成品率。
SLS技术的成形工艺原理
SLS技术的成形工艺原理SLS技术（Selective Laser Sintering）是一种基于激光能量照射塑料粉末，使其熔化并逐层固化成形的三维打印技术。
SLS技术采用粉末床层积法，能够制造出复杂的几何形状，并且不需要支撑结构，因此在工业领域有着广泛的应用。
其成形工艺原理主要包括粉末填充、激光照射和固化等过程。
首先，SLS技术的成形开始于粉末填充阶段。
在这个阶段，需要将塑料粉末均匀地喷散在建模区域的平面上。
通常情况下，建模区域的平面是由一层可移动的平台构成的。
通过粉末层的厚度控制，可以调整成品的质量和精度。
接下来，激光照射成为SLS成形过程的关键步骤。
激光器会发射一束高能量的激光束，可在建模区域上形成散焦的径向光斑。
这个焦点光斑极其精确，能够准确地照射到粉末层上的局部区域，并使其局部熔化。
而粉末层周围的区域并不受激光的照射，因此保持在原有的粉末状态。
当激光束照射到粉末层上时，粉末粒子的表面温度会迅速上升，超过其玻璃化温度。
玻璃化温度是粉末颗粒附近的温度，使得粉末颗粒变得粘稠，但是没有熔化。
这使得粘稠化的颗粒能够在创建一个连续的固态区域时保持在受激光区域内。
通过激光光斑的准确定位和时间控制，可以将多个固态区域连接起来，并形成一个完整的物体层。
当一层固态区域形成之后，建模区域平台会向下移动一层，重新装填新的粉末层。
再次进行激光照射和固化，新的固态区域就会与上一层进行连接。
通过不断重复这个过程，直到完成整个物体的打印。
在一次完整的打印过程中，由于激光束的径向散焦，可以同时打印多个物体或多个不同的部分。
这为提高生产效率提供了可能，可以在一次打印中完成多个物体的生产。
最后，打印完整后的物体需要进行后处理。
由于打印物体是由粉末层渲染出来的，还需要将多余的粉末清除出来，并进行喷砂、烧结等后处理工艺，以加强物体的强度和表面质量。
总结起来，SLS技术的成形工艺原理主要包括粉末填充、激光照射和固化，通过多次照射和固化形成连续的固态区域，最终构建出完整的三维打印物体。
SLS技术
5.1 SLS技术的发展概述选择性激光烧结（SLS）技术是由美国Texas大学的研究生Carl Deckard于1986年发明的。
美国Texas大学于1988年研制成功第一台SLS样机,并获得这一技术的发明专利,于1992年授权美国DTM公司(现已并入美国3Dsystems公司)将SLS系统商业化。
目前,德国EOS公司和美国3Dsystems公司是世界上SLS系统及其成形材料的主要提供商。
1994年在美国德克萨斯大学奥斯汀分校留学的宗贵升博士将美国的SLS技术引入中国。
与美国桑尼通材料有限公司联合成立了北京隆源自动成形系统有限公司，专门生产基于SLS装备。
华中科技大学从上世纪九十年末开始研发具有自主知识产权的SLS装备与工艺，生产出了HRPS 系列的SLS 成形机。
这两家单位的SLS成形设备及材料均已实现产业化。
国内研究SLS技术的还有南京航空航天大学、西北工业大学和华北工学院等单位。
同其它快速成形技术一样，SLS 技术采用离散/堆积成形的原理，借助于计算机辅助设计与制造，将固体粉末材料直接成形为三维实体零件，不受成形零件形状复杂程度的限制，不需任何工装模具。
5.2 SLS技术的成形原理SLS技术的基本结构和工作原理如图所示。
SLS技术基于离散堆积制造原理，首先将零件三维实体稳健沿Z向分层切片，并将零件实体的截面信息储存与STL 文件中；然后利用激光的热作用，根据零件的各层截面信息，将固体粉末材料层层粘结堆积，最终成形出零件原型或功能零件。
由此，SLS 技术制造零件的基本过程为：（1）设计建造零件CAD模型；（2）将模型转化为STL文件（即将零件模型以一系列三角形来拟合）；（3）将STL文件进行横截面切片分割；（4）激光热粘结分层制造零件原型；（5）对原型进行清粉等处理；其中，步骤（1）可以通过两种途径获取，一是在没有模板零件实体的情况下，并且在CAD 软件的设计能力允许的条件下，通过ProE 、UG 等CAD 软件来直接设计构建零件模型；另一则是存在模板零件的前提下，通过逆向工程（Reverse Engineering ，RE ）来反求获得零件的轮廓信息，并同时生成CAD 模型文件，步骤（2）的三维STL 文件可以由上述CAD 模型文件转换得到。
sls选择性激光烧结的应用原理
SLS选择性激光烧结的应用原理1. 简介选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，简称SLS）是一种采用激光束将粉末材料逐层烧结而形成三维实体的增材制造技术。
它通过粉末材料的层层烧结，实现了高精度、高质量的构件制造。
在各个行业中，SLS技术被广泛应用于快速原型制作、定制制造、功能性部件制造等领域。
2. SLS工艺原理SLS工艺的基本原理是利用激光束烧结粉末材料，逐层形成所需的构件。
其主要步骤包括前处理、扫描加工和后处理。
2.1 前处理在SLS前处理阶段，首先确定待制造的构件的CAD模型，并对模型进行切片处理。
切片处理将CAD模型分割为一系列水平的薄层，每个薄层的厚度由材料和制造参数决定。
2.2 扫描加工在扫描加工阶段，激光束根据切片数据逐层扫描烧结粉末。
激光束通过镜子反射，精确地瞄准粉末层，并将粉末加热到临界温度以上，使其颗粒间发生烧结，实现层层叠加。
2.3 后处理SLS后处理阶段主要包括去除未烧结的粉末、清洁构件和表面处理。
去除未烧结粉末可以通过吹扫、振动或机械剥离等方法实现。
清洁构件可以采用化学溶解、超声波清洗等方式。
表面处理可以通过打磨、喷涂等方式来增加构件的光滑度和美观度。
3. SLS的应用领域SLS技术具有广泛的应用领域，以下列举了其中几个常见的应用领域：3.1 快速原型制作SLS技术在快速原型制作领域具有重要的应用价值。
通过SLS技术，可以快速制作出准确的原型，用于产品设计验证、展示等方面。
与传统制造方法相比，SLS 技术具有更高的制造速度和更灵活的形状设计。
3.2 定制制造SLS技术可以根据个体的需求和特定要求进行制造，因此在定制化制造方面具有突出的优势。
例如，医疗行业中可以使用SLS技术制造个体化的假肢和义肢，为患者提供更加贴合的解决方案。
3.3 功能性部件制造SLS技术可以制造出具有复杂形状和内部结构的功能性部件。
这些部件可以具备特定的物理性能和化学性能，用于各种应用，如航空航天、汽车、电子等领域。
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。
选择性激光烧结-SLS
选择性激光烧结(SLS-Selected Laser Sintering)一、概念在工作台上均匀铺上一层很薄(100μ-200μ)的粉末在计算机控制下按照零件分层轮廓有选择性地进行烧结，一层完成后再进行下一层烧结。
全部烧结后去掉多余的粉末，再进行打磨、烘干等处理便获得零件。
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粘结或烧结的工艺还正在实验阶段。
工艺原理：借助精确引导的激光束使材料粉末烧结或熔融后凝固成形三维原型或制件。
信息过程：离散处理。
物理过程：叠加成型。
系统组成：主机、控制系统和冷却器三部分计算机控制系统：计算机、软件、传感检测单元和驱动单元组成上位机主要完成CAD数据处理和总体控制任务：1、从CAD模型生成符合快速成型工艺特点的数控代码信息； 2、将获得的数控代码信息传给子机； 3、对成型情况进行监控并接受运动参数的反馈。
必要时通过子机对快速成型设备的运动状态进行干涉； 4、实现人机交互，提供真实感的原型三维CAD模型显示和运动轨迹实时显示；5、提供可选加工参数询问，满足不同材料和加工工艺的要求；应用软件的功能：1、切片模块 2、数据处理 3、工艺规划 4、安全监控工艺步骤：1、金属粉末的烧结：单金属粉末、金属混合物、金属粉末加有机粉末烧结方法也分为三种2、陶瓷粉末的烧结：在粉末中加入粘结剂。
AL2O3和SiC 3、塑料粉末的烧结：一次烧结成型烧结件的后处理：高温烧结、热等静压、浸渍特点：可采用多种材料、制造工艺比较简单、高精度、成本较低原材料：塑料、蜡、陶瓷、金属、其它复合物的粉体。
适用范围：适合中、小件。
缺点：结构疏松、多孔、表面质量不高。
SLS成型的主要特点：1)可直接制造各种高分子材料功能件，用作结构验证和功能测试，可直接装配样机。
2)可用的粉末材料多样化，不同材料制件又的物理性能可满足不同的需要。
3)制件可直接用作精密铸造用蜡模、砂型、型芯。
4)无需支撑，材料利用率高。
SLS激光快速成型技术基本原理和工艺的优缺点
SLS激光快速成型技术基本原理和工艺的优缺点华曙高科指出SLS激光快速成型技术是采用铺粉辊将一层粉末材料平铺在已成型零件的上表面，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，使粉末的温度升到熔化点，进行烧结并与下面已成型的部分实现粘结。
一层完成后，工作台下降一层厚度，铺料辊在上面铺上一层均匀密实粉末，进行新一层截面的烧结，直至完成整个模型。
这项技术与SLA很相似，也是用激光束来扫描各层材料，但SLS的激光器为CO2激光器，成型材料为粉末物质。
制作时，粉末被预热到稍低于其熔点温度，然后控制激光束来加热粉末，使其达到烧结温度，从而使之固化并与上一层粘结到一起。
目前烧结的材料主要有标准的铸造蜡材，标准的工程热塑性塑料如聚碳酸酯、尼龙、覆膜金属。
现在国内外正在研究陶瓷以及其它工程塑料的烧结成型，下面由华曙高科快速模型给大家分析下SLS激光快速成型技术工艺的优缺点。
优点：（1）可采用多种材料。
理论上讲，可采用加热时黏度降低的任何粉末材料，通过材料或各种含黏结剂的涂层颗粒制造任何造型。
（2）制造工艺简单。
由于可用材料比较多，该工艺按材料的不同可以直接生产复杂形状的原型、型腔模三维构建或部件及工具。
（3）高精度。
该工艺一般能够达到工件整体范围内（0.05-2.5)mm的公差。
（4）无需支撑结构。
叠层过程出现的悬空层可直接由未烧结的粉末来支撑。
（5）材料利用率高。
该工艺不用支撑，不需制作基底支撑，为常见几种RP工艺利用率最高的，且价格较便宜。
缺点：（1）表面粗糙。
由于原材料是粉状的，原型建造是由材料粉层经过加热熔化实现逐层粘结的，因此，原型表面严格讲是粉粒状的，因而表面质量不高。
（2）烧结过程有异味。
SLS工艺中粉层需要激光使其加热达到熔化状态，高分子材料或者粉粒在激光烧结时会挥发异味气体。
（3）有时辅助工艺较复杂。
拿聚酰胺粉末烧结来说，为避免激光扫描烧结过程中材料因高温起火燃烧，需在工作空间加入阻燃气体，多为氮气。
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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。
当粉末粒径为0.1mm 以下时，成型后的原型精度可达±1％。
二、实验目的
1. 掌握快速原型制造技术的工作原理。
2. 进一步理解快速原型制造的方法。
3. 加深对快速成形技术的理解和认识；
4. 熟悉快速成形技术的基本流程；
5. 推广该项技术的普及和应用。
三、实验原理：
产品三维CAD 模型→分层离散→按离散后的平面几何信息逐层加工堆积原材料→生成实体模型。
SLS 技术的成形工艺原理如图1.1所示。
首先建立要加工零件的CAD 模型,并将其转化为STL 格式，然后用分层软件将CAD 模型进行切片处理，得到每一加工层面的数据信息，在计算机控制下，激光束根据切片层面信息对粉末层进行扫描烧结。
在激光照射的位置上，粉末熔化并凝固在一起，再铺下一层粉末，重复该过程，新的一层和前一层自然烧结在一起，最后就可制出所需三维实体。
选择性激光烧结原型件的具体成型过程如下：
(1)在计算机上用计算机辅助设计Pre/Engineer 造型软件，根据制件的结构要求，进行CAD 三维实体造型。
(2)调用Pre/Engineer (或其他CAD 系统)软件系统中所带的STL 文件生成图1 选择性烧结成型原理图
激光二维扫描头 铺粉辊筒 激光窗
加工平面
生成的零件 原料粉末 供粉活塞 成型活塞 z z
格式模块，将CAD系统构造的三维模型转换成STL格式文件，把三维实体模型进行网格划分，准备进行分层处理。
(3)在计算机中对制件CAD模型进行切片处理，根据工艺要求选择成形方向（Ｚ方向），然后按照一定的规则将该模型离散为一系列有序的单元，通常将其按一定厚度进行离散(习惯称为分层)，把原来的三维ＣＡＤ模型变成一系列的层片（CLI文件）；使三维CAD模型变成一系列二维的平面图形。
对应每一个平面图形，计算机生成相应的扫描轨迹。
(4)在活塞型工作台面上用辊筒铺上一层复合粉末材料，粉层的厚度应等于对应CAD模型切片层的厚度并将其加热至略低于它的熔化温度(一般低于熔化温度2℃~3℃)。
(5)CO2激光束在计算机的控制下，按照截面轮廓的信息，对粉末进行扫描。
激光扫描到的区域，粉末的温度升至熔化点，于是粉末颗粒交界处熔化，相互粘结，即被烧结;未被扫描到的区域，粉末还是松散状态，作为工件和下一层粉末的支撑。
(6)扫描完一层后，活塞工作台下降一截面层的高度，再进行下一层的铺粉和烧结，如此循环，最后形成一个三维制件。
四、实验设备和实验方法
实验设备：HLP-350点扫描激光快速成型机。
主要由激光扫描系统、振镜系统（按照NC加工文件改变激光的扫描路径）、预热装置、自动控制系统（铺粉和升降供料缸和工作缸）、前台操作系统（加工程序、参数设置等）、其他辅助系统（冷却系统、密封、集粉、照明等）。
实验方法如下：
1．熟悉和使用三维软件，并进行特定零件的的建模，构造原形件。
2．利用专用计算机对原形件进行切片，生成STL文件，
3．对模型制作分层切片；生成数据文件；并将其接入点扫描快速成型系统；
4．快速成型机按计算机提供的数据逐层堆积，直至原形件制作完成；
5 观察快速原型机的工作过程，分析影响成型加工的因素有哪些？具体工艺参数对成型件或原形件的精度有什么影响，提出解决的办法。
五、实验结果
分析影响成型加工的因素有哪些？
最佳工艺参数？
成形件表面是否光滑？
成形件的台阶效应是否明显？
六、讨论
工艺参数对成型件或原形件的精度有什么影响？
（1）激光功率和扫描速度的影响
激光功率和扫描速度反映了激光作用于粉末的能量大小和时间长短。
激光功率高，粉末的烧结深度和宽度会增加。
扫描速度增加，激光作用于粉末的时间减少，粉末的烧结深度和宽度会减小。
从成形件表面质量看，当激光功率过小、扫描速度过快时，成形件表面较细腻，
但由于能量密度不足，液相来不及充分向粉粒间隙中扩散，粘结效果差，烧结深度和烧结密度下降，容易产生分层，当激光功率过高、扫描速度过慢时，产生的液相有足够的时间在粉粒间隙中流动及润湿粉末颗粒，将其粘结在一起，但粉末会产生过烧结，成形件表面粗糙，同时，会使成形件容易产生翘曲变形。
因此通过工艺参数优化买验，确定激光功率和扫描速度的匹配关系，可以有效提高成型精度。
（2）预热温度的影响
在SLS系统中，预热温度是重要的工艺参数之一。
粉末的预热温度直接决定了烧结深度和密度。
如果预热温度太低，由于粉层冷却太快，熔化颗粒之间来不及充分润湿和互相扩散、流动，烧结体内留下入量空隙，导致烧结深度和密度人幅度下降，使成形件质量受到很大的影响。
随着加热温度的提高，粉末材料导热性能变好，同时低熔点有机成分液相数增加，有利于其流动扩散和润湿，可以得到更好的层内烧结和层间烧结，使烧结深度和密度增加，从而提高成形质量。
但是，若预热温度太高，又会导致部分低熔点有机物的碳化和烧损，反而降低烧结深度和密度。
所以合理的预热温度不能太高也不能太低，以控制在恰好低于成型材料熔点以下10℃～50℃左右为好。
（3）烧结层厚的影响
烧结层厚对制件的精度和表面光度影响很大，一般认为，层厚越小，精度越高、零件的表面光洁度越高，这在烧结斜面、曲面等形状的零件时最为明显。
但当切片层厚太薄时，层片之间很容易产生翘曲变形，并且切片层厚越薄，制件的烧结时间越长
七、实验结论
总结你所查到的现有快速成形工艺的优缺点；
结合实验过程及你所看到的实体零件，总结你所想到的成形过程中应注意的问题及其对精度的影响（包括数据处理和加工过程）；
阐述对快速成形技术推广的认识。
八、建议
请如实填写你的真实看法，以便于我们集思广益，更好地作好该技术的教学和推广工作。
九、参考文献（必需查）。