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選擇性激光燒結 (SLS)
選擇性激光燒結 (SLS)
選擇性激光燒結 (SLS)

選擇性激光燒結 (SLS) 是一種 3D 打印方法,廣泛用于快速成型。 SLS 3D 打印以其功能性尼龍部件而聞名。

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選擇性激光燒結 (SLS)

什么是 SLS 3D 打印?


SLS 是選擇性激光燒結的縮寫。這是一種流行的用于快速原型的 3D 打印解決方案。在選擇性激光燒結過程中,壓輥會在成型工件表面平鋪粉末。數控系統通過控制激光束根據截面形狀對粉末進行掃描,將粉末加熱至熔點,然后將粉末燒結并粘附在粉末下方的成型件上。一個截面燒結完成后,平臺將下降一層。此時,壓輥將再次在成型工件表面平鋪粉末,開始新截面的新燒結。這個過程會一次又一次地重復,直到完成整個工件。


待工件完全冷卻后,平臺將上升到原來的高度。此時,我們可以用刷子將工件取出或用壓縮空氣去除表面粉末。

Selective Laser Sintering (SLS)

選擇性激光燒結

SLS 3D打印的工藝流程是什么?


1.粉料存放在料倉左側。打印時平臺將上升。印刷面以上的粉末會被粉輥平鋪到印刷室的印刷面上,形成一層薄而平整的粉末層。


2.然后掃描系統將根據橫截面的CAD路線進行選擇性掃描。掃描的粉末會因激光點的高溫而燒結結合在一起,并出現一片具有一定厚度的固體層。沒有掃描的區域將保持原來的粉末形狀。


3.一層燒結完成后,平臺將根據斷面高度下降。滾筒將再次平鋪粉末,新激光的燒結將開始。此時,當前層和前一層將被燒結并結合在一起。


4.這些步驟將一次又一次地重復,直到所有層都燒結完畢。打印好的原型可以在去除或回收未燒結粉末后取出。

   

Selective Laser Sintering (SLS)

選擇性激光燒結 (SLS) 工藝



SLS印刷的優勢是什么?


1.豐富的可用材料。


SLS 的可用材料包括聚合物、金屬、陶瓷、石膏、尼龍和許多其他粉末。 由于市場被細化,金屬材料的3D打印將被稱為SLM。 通常我們會認為 SLS 的印刷材料是尼龍,因為市場上 SLS 使用的材料大約 90% 是尼龍。


2.精度好。


SLS的正常精度為正負0.2mm。




3.不需要支撐結構。


SLS的最大優點是在堆疊過程中出現的懸浮層可以由未燒結的粉末支撐。




4.高回收率。


SLS打印不需要底座,不需要支撐。 SLS的材料回收率是3D打印這些常規技術中最高的,價格也相對便宜,但比SLA貴一點。

Selective Laser Sintering (SLS)

SLS Shoes


SLS 3D打印技術有什么局限?


1.印刷樣機的收縮率。


尼龍或其他粉末的參數在燒結后會收縮。 通常,收縮率是由許多因素決定的。 如所用粉末的種類、用于燒結粉末的激光功率、零件的形狀和冷卻過程等。但零件不會在各個方向上對稱收縮,請記住這一點。 一般采用軟件對SLS模型進行切片,并將收縮率納入計算,以生產出高質量的零件。 但是,工程師應該知道他的打印機的缺點,并防止它發生在特定的位置。

2.印后。


SLS印刷品的發現與考古學家的工作類似。 打印后的粉末需要足夠的時間冷卻,然后才能取出產品。 為了從粉末材料中挖出零件,操作人員需要用真空清掃機清除不需要的粉末,或者用風掃除剩余的顆粒。 完成所有工作后,可以對燒結印刷品進行熱固化以增強強度。 其他后期處理可能需要一些時間,但可選。 如噴砂、著色或噴漆。


3.變色或吸潮。


SLS產品為多孔結構,在印刷產品需要上色、上漆或涂層時具有優勢,因為它可以顯示成品的問題。 但 SLS 產品會變色或減輕重量,因為這些孔可能會吸收空氣中的許多粉末、油或水。 例如,顏色可能會從白色變為象牙色。


4.加工和材料的浪費。


SLS的材料浪費是相當可觀的。 SLS的印制板需要完全安裝。 無論要打印的零件大小,印版安裝到零件的高度相同。 同時,X軸和Y軸需要嵌入粉末中。 即使材料沒有接觸激光,打印后剩余的材料也會被破壞。 這就是為什么 SLS 激光打印機需要盡可能多地處理產品的原因。


SLS打印機的加工成本也是巨大的。 便宜的一桌版打印機大約 7000 美元,但它只適用于打印機。 如果有人要處理整個印刷過程,比如清洗,后處理,以及整個固化過程等,這將需要大量的資金。材料也很昂貴。 供應商提供的一公斤 PA12 價格約為 100-120 美元,但設備在一次性使用時可能會花費數公斤的材料。

5.每次使用新粉。


由于溫度的變化,材料會被破壞,因為大多數燒結印刷會在接觸激光之前加熱粉末。 有些材料可以回收再利用。 盡管打印機供應商建議將損壞的材料與未燒結的材料混合,但使用損壞粉末的打印機可能會產生不良結果。 大約有85%的粉末可以回收再利用,這也會留下數公斤的殘渣或未燒結的材料無法再利用。

結論


SLS的初始設置成本和維護成本在3D打印技術中略高,設備復雜,還需要經驗豐富的操作人員。 為避免粉末浪費,建議產品以最大量多任務打印。 SLS打印由于使用高功率激光和粉末原料,需要考慮許多環境因素和安全因素。 SLS原型的工件不需要像SLA原型那樣支撐結構,因為未燒結的粉末可以支撐原型的腔體或支架。 與 SLA 相比,SLS 技術的可用材料更多。 如石蠟、聚碳酸酯、尼龍、細長尼龍、合成尼龍、陶瓷甚至金屬。 SLS技術是需要機械性能、功能性和大型工業結構的原型的理想3D打印。

Selective Laser Sintering (SLS)

SLS汽車零部件


SLS 3D打印有什么應用?


目前,SLS技術廣泛應用于汽車、航空航天、消費電子、醫療行業、教育、塑料快速原型等多個行業。SLS廣泛應用于產品的設計和研發,如尺寸測試、外觀 測試、組裝測試和功能測試。 SLS 還可用于小批量生產最終用途產品。 以汽車行業為例,通過打印方向盤、汽車儀表盤、空調系統,SLS可用于組裝測試和研發驗證。 許多其他汽車零件也可以定制并在打印后直接使用,例如保險杠和后視鏡。 采用SLS 3D打印還可以縮短新車的研發周期和測試周期,也可以降低CNC加工和模具的成本。


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