SLS選擇性激光燒結課件

1、SLALOMFDMSLS光固化成型技術疊層實體制造技術熔融沉積造型工藝選擇性激光燒結技術RP制造技術四大分支第1頁/共22頁SLALOMFDMSLS光固化成型技術疊層實體制造技術熔融沉SLS技術概述1SLS工藝原理2工藝流程及設備3SLS工藝特點4目錄SLS應用示例5第2頁/共22頁SLS技術概述1SLS工藝原理2工藝流程及設備3SLS工藝特一、SLS技術概述選擇性激光燒結工藝（Selected Laser Sintering，SLS）最早由美國人Carl Deckard于1989年提出，后美國DTM公司于1992年推出了該工藝的商業(yè)化生產設備。它利用粉末狀材料（主要有塑料粉、蠟粉、金屬粉、表

2、面附有粘結劑的覆膜陶瓷粉、覆膜金屬粉及覆膜砂等）在激光照射下燒結的原理，在計算機控制下按照界面輪廓信息進行有選擇的燒結，層層堆積成形。第3頁/共22頁一、SLS技術概述選擇性激光燒結工藝（Selected La一、SLS技術概述SLS技術使用的是粉狀材料，從理論上講，任何可熔的粉末都可以用作制造模型。而且制造出的模型可以用作真實的原型元件。SLS工藝研究現(xiàn)狀：美國的DTM公司、3D Systems公司，德國的EOS公司；國內的北京隆源自動成型系統(tǒng)有限公司和華中科技大學等。4第4頁/共22頁一、SLS技術概述SLS技術使用的是粉狀材料，從理論上講，任二、SLS工藝原理第5頁/共22頁二、SLS工

3、藝原理第5頁/共22頁工作時粉末缸活塞上升，由鋪粉輥將粉末在成型缸活塞（工作活塞）上均勻鋪上一層，計算機根據(jù)原型的切片模型控制光束的二維掃描軌跡，有選擇地燒結固體粉末材料以形成零件的一個層面。在燒結前，整個工作臺被加熱至稍低于粉末融化溫度，以減少熱變形，并利于與前一層的結合。粉末完成一層后，工作活塞下降一個層厚，鋪粉系統(tǒng)鋪設新粉，控制激光束掃描燒結新曾。如此循環(huán)往復，層層疊加，就得到三維零件。二、SLS工藝原理6第6頁/共22頁工作時粉末缸活塞上升，由鋪粉輥將粉末在成型缸活塞（工作活塞）三、SLS工藝流程三維建模&反求工程生成STL文件成型后處理產品第7頁/共22頁三、SLS工藝流程三維建模&

4、反求工程生成STL文件成型后處三、成型及后處理階段SLS原型的制作中無需加額外支撐，因為沒有燒結的粉末起到了支撐的作用。分層參數(shù)如分層厚度，零件加工方向，掃描間距等。成型燒結參數(shù)包括掃描速度，激光功率，粉末類型，鋪粉厚度從成形室取出后，用毛刷和專用工具將制件上多余的粉末去掉，進一步清理打磨之后，還需針對原型材料作進一步處理。參數(shù)選擇原型制作后處理第8頁/共22頁三、成型及后處理階段SLS原型的制作中無需加額外支撐，因為沒三、原料分類塑料粉末SLS：尼龍、聚苯乙烯、聚碳酸酯等均可作為塑料粉末的原料。一般直接用激光燒結，不做后續(xù)處理。金屬粉末SLS：原材料為各種金屬粉末。按燒結工藝不同又可分為直接

5、法、間接法、雙組元法。注：由于金屬粉末SLS時溫度很高，為防止金屬氧化，燒結時必須將金屬粉末密閉在充有保護氣體（氮氣、氬氣、氫氣等）的容器中。第9頁/共22頁三、原料分類塑料粉末SLS：尼龍、聚苯乙烯、聚碳酸酯等均可作三、原料分類陶瓷粉末SLS：陶瓷粉末在燒結時要在粉末中加入粘結劑。粘結劑有無機粘結劑、有機粘結劑和金屬粘結劑三類。第10頁/共22頁三、原料分類陶瓷粉末SLS：陶瓷粉末在燒結時要在粉末中加入粘三、典型SLS設備由機械系統(tǒng)、光學系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)組成。機械系統(tǒng)和光學系統(tǒng)在計算機控制系統(tǒng)的控制下協(xié)調工作，自動完成制件的加工成形。機械結構主要由機架、工作平臺、鋪粉機構、兩個活塞缸、集

6、料箱、加熱燈和通風除塵裝置組成。第11頁/共22頁三、典型SLS設備由機械系統(tǒng)、光學系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)組成。AFS300型選擇性激光燒結主機結構示意圖1-激光室；2-鋪粉機構；3-供料缸；4-加熱燈；5-成形料缸；6-排塵裝置；7-滾珠絲桿螺母機構；8-料粉回收箱第12頁/共22頁AFS300型選擇性激光燒結主機結構示意圖1-激光室；第1選擇性激光燒結機光路系統(tǒng)1-指示器；2-光束合成器；3、4-反射鏡；5-擴束鏡；6-聚焦鏡；7-掃描器13第13頁/共22頁選擇性激光燒結機光路系統(tǒng)1-指示器；13第13頁/共22頁四、SLS工藝優(yōu)點成形材料多樣性，價格低廉：這是SLS最顯著的特點。理論上凡

7、經激光加熱后能在粉末間形成原子聯(lián)接的材料都可作為SLS成形材料。目前已商業(yè)化的材料主要有塑料粉、蠟粉、覆膜金屬粉、表面涂有粘結劑的陶瓷粉、覆膜沙等。對制件形狀幾乎沒有要求：由于下層的粉末自然成為上層的支撐，故SLS具有自支撐性，可制造任意復雜的形體，這是許多RP技術所不具備的。成型不受傳統(tǒng)機械加工中刀具無法到達某些型面的限制。第14頁/共22頁四、SLS工藝優(yōu)點成形材料多樣性，價格低廉：這是SLS最顯著四、SLS工藝優(yōu)點第15頁/共22頁四、SLS工藝優(yōu)點第15頁/共22頁四、SLS工藝優(yōu)點材料利用率高：未燒結的粉末可以重復利用。制件具有較好的力學性能：成品可直接用作功能測試或小批量使用。實現(xiàn)

8、設計制造一體化：配套軟件可自動將CAD數(shù)據(jù)轉化為分層STL數(shù)據(jù)，根據(jù)層面信息自動生成數(shù)控代碼，驅動成形機完成材料的逐層加工和堆積，不需人為干預。第16頁/共22頁四、SLS工藝優(yōu)點材料利用率高：未燒結的粉末可以重復利用。第四、SLS工藝缺點設備成本高昂。制件內部疏松多孔、表面粗糙度較大、機械性能不高。制件質量很大程度上受粉末的影響，提升不易?？芍圃炝慵淖畲蟪叽缡艿较拗?。成型過程消耗能量大，后處理工序復雜。17第17頁/共22頁四、SLS工藝缺點設備成本高昂。17第17頁/共22頁五、SLS已應用領域汽車空航航海訊通考古筑建第18頁/共22頁五、SLS已應用領域汽車空航航海訊通考古筑建第18頁/共22五、SLS應用示例快速原型制造：SLS工藝可快速制造所沒計零件的原形，并對產品及時進行評價、修正以提高設計質量；可使客戶獲得直觀的零件模型；能制造教學、試驗用復雜模型。新型材料的制備及研發(fā)：利用SLS工藝可以開發(fā)一些新型的顆粒以增強復合材料和硬質合金?？焖倌＞吆凸ぞ咧圃欤篠LS制造的零件可直接作為模具使用，如熔模鑄造、砂型鑄造、注塑模型、高精度形狀復雜的金屬模型等；也可以將成形件經后處理后作為功能零件使用。第19頁/共22頁五、SLS應用示例快速原型制造：SLS工藝可快速制造所沒計零五、SLS應用示例在醫(yī)學上的應用：SLS工藝燒結的零件由于具有很高的孔隙率，可用于人工骨的制