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SLS

SLS

简介

粉末烧结成型(Selected Laser Sintering),简称SLS,采用红 外激光器对粉末材料(尼龙、尼龙玻纤、尼龙碳纤维、尼龙铝粉、PS材料以 及各种金属材料包括:模具钢、钛合金、铝合金以及CoCrMo合金、铁镍合金等)直接烧结成型的系统。代表: EOS的EOSINT M280、P395等,分别是 全球领先的金属成型和塑料成型设备。

工艺流程

材料不同,具体的 烧结工艺也有所不同

1)高分子 粉末材料烧结工艺 其过程分为前处理、粉层烧 结叠加以及后处理三个阶段。 前处理:此阶段 主要完成模型的三维CAD造型,并经STL数据转 换后输入到粉末激光烧结快速成型系统中。

粉层激光烧结叠加:在这个阶段,设备根 据原型的结构特点,在设定的建造参数下,自动完 成原型的逐层粉末烧结叠加过程。当所有 叠层自动烧结叠加完成后,需要将 原型在成型缸中缓慢冷却至40℃以下,取出原 型并进行后处理。 后处理:激光烧结后的PS原型件强度很弱,需要根 据使用要求进行渗蜡或渗树脂等补强处理。

2)金属零 件间接烧结工艺 该工艺 的过程主要分为三个阶段:SLS原型件(绿件)的制作、粉末烧结件(褐件)的制作、金属熔渗后处理。 SLS原型件 的制作阶段过程为CAD模型——分层切片——激光烧结(SLS)——RP原型(绿件),此阶段的关键在于,如何选 用合理的粉末配比和加工工艺参数实现原型件的制作。 “褐件”制作阶 段过程为二次烧结(800℃)——三次烧结(1080℃),此阶段的关键在于,烧失原 型件中的有机杂质获得具有相对准确形状和强度的金属结构体。 金属熔 渗阶段过程为二次烧结(800℃)——三次烧结(1080℃)——金属熔渗——金属件。此阶段的关键在于,选用合 适的熔渗材料及工艺,以获得 较致密的金属零件。

3)金属零 件直接烧结工艺 基于SLS工艺的 金属零件直接制造工艺流程为:CAD模型——分层切片——激光烧结(SLS)——RP原型零件——金属件。

工艺优势

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。

3)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%。

4)无需支撑结构。和LOM工艺一样,SLS工艺也 无需设计支撑结构,叠层过 程中出现的悬空层面可直接由未烧结的粉末来实现支撑。

5)材料利用率高。由于该 工艺过程不需要支撑结构,也不像LOM工艺那 样出现许多废料,也不需 要制作基底支撑,所以该 工艺方法在常见的几种快速成型工艺中,材料利用率是最高的,可以认为是100%。SLS工艺中 使用的多数粉末的价格较便宜,所以SLS模型的 成本相比较来看也是较低的。

6)生产周期短。从CAD设计到 零件的加工完成只需几小时到几十小时,整个生产过程数字化,可随时修正、随时制造。这一特 点使其特别适合于新产品的开发。

7)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。

8)应用面广。由于成 型材料的多样化,使得SLS工艺适 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。

应用领域

产品外观设计认证,高精度模具、注塑模 具异形热流道的快速制作。

精密金 属部件的直接制造,模型论证试验,防火部件直接制造,夹具等。

人体植入物,牙齿,头盖骨修复,假肢等,医疗器械研发等。

新产品开发,样件验证。

文化、创意、服饰、家居用 品等领域的创意设计与展示等。


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