激光在科幻小说流派中一直很受欢迎。但我们在日常生活中也经常遇到激光,只是我们很少注意到它们。今天,激光在我们的世界中的使用情况与电影、漫画或书籍中的使用情况非常不同。

有一项技术特别突出,因为它不是用激光破坏物体,而是用辐射来创造物体。我们谈论的是选择性激光烧结–一种利用塑料粉末和激光能量生产3D物体的增材制造技术。

什么是SLS印刷?

选择性激光烧结是一种增材制造技术,根据粉末床融合原理工作。从塑料粉末开始,在激光的帮助下有选择地融合,三维物体被生产出来。它是市场上最古老的3D打印技术之一,由Carl Deckard博士和Joe Beaman于20世纪80年代末发明并获得专利。同时,3D打印技术SLA和FDM也首次获得专利。

今天,SLS工艺是应用最广泛、发展最好的工艺之一。其他技术,如粘结剂喷射,是在几年后才开发出来的,但比SLS工艺有更大的潜力,特别是在生产率方面。

选择性激光烧结是如何工作的?

SLS 3D打印机通过选择性地逐层烧结塑料粉末,在粉末床中构建物体。为此,重涂机或刮刀将粉末涂在可降低的建筑平台上。所需的物体以CAD文件的形式提供给3D打印机,并由软件进行切片–也就是说,部件被切割成各个层。每一层都形成了一个穿过部件的横截面,在印刷过程中代表一个层。

因此,激光器根据第一横截面烧结了第一层的粉末。由于构建区域已经被加热,激光器只向粉末床施加融化粉末和产生层间结合所需的能量。然后将另一层粉末涂在构建区,再次用激光烧结出一个选择性的层。这个过程顺序重复进行,直到生产出所需的物体,并可以从粉床上拆包。

SLS和SLM(选择性激光熔化)有何不同?

基本上,SLS和SLM是一个硬币的两面。两者都是增材制造技术,使用激光将粉末材料塑造成三维物体。这两种技术的主要区别在于所要加工的材料。SLS主要加工塑料材料,SLM特别适合加工金属。在工艺细节上也可以发现较小的差异。在SLS中,构建空间和粉末被加热到刚好低于熔点,这样激光器只需输入剩余的能量来融化粉末。

另一方面,在SLM中,构建空间不会发热。相反,它被填充了惰性气体,如氮气,以防止金属粉末的氧化。另一个区别在于烧结和熔化。在熔化过程中,有一个从固体到液体聚合状态的材料的相变。另一方面,在烧结过程中,温度不够高,无法完全融化材料。相反,材料颗粒的聚集是指颗粒并没有完全融化,而是加热到足以与邻近的颗粒结合。

选择性激光烧结的优势是什么?

激光烧结的最大优势是部件的高度细节和强度。此外,在3D打印过程中不需要支持结构,因为粉末床支持组件,就像在粘合剂喷射中一样。未印刷的材料可以被回收和重复使用,最高可达100%。与所有其他3D打印技术类似,SLS主要用于生产原型。然而,与此同时,许多用户也在使用选择性激光烧结法生产小批量产品。

选择性激光烧结中使用什么材料?

激光烧结是市场上最先进的3D打印工艺之一。今天可用的材料组合也相应地广泛。除了经典的聚酰胺(如PA12)或热塑性塑料(如TPU)之外,特殊的高性能塑料(如PEK、PEEK或PEI)也可以用SLS加工。

选择性激光烧结适用于哪些应用?

SLS在原型制作方面特别受欢迎。无论是功能性的还是纯粹的视觉原型–对细节的关注和3D烧结部件的机械负载能力,以及许多不同的SLS材料的可用性都促进了3D打印技术的广泛使用。特别是在航空航天、医药和汽车制造领域,这一过程现在已经牢固确立。即使是超越经典原型的应用,如小批量生产,现在也可以通过选择性激光烧结技术经济地实现。

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