選擇性激光燒結(jié)(SLS)是一種強(qiáng)大的3D打印技術(shù),屬于粉末床融合工藝系列,可以生產(chǎn)高精度和耐用的零件,可以直接用于最終用途、小批量生產(chǎn)或手板樣件。在SLS設(shè)備打印過(guò)程中,使用大功率激光將塑料粉末的小顆粒熔合成所需的三維形狀。激光通過(guò)掃描粉末床表面的三維數(shù)據(jù)截面來(lái)選擇性地融合粉末材料。掃描每一個(gè)截面后,將粉末床降低一層厚度,在其上加一層新的材料,重復(fù)選擇性激光燒結(jié)過(guò)程,直到零件完成。
SLS 3D打印既可用于功能聚合物組件的原型設(shè)計(jì),又可用于小型生產(chǎn)運(yùn)行,因?yàn)樗哂泻芨叩脑O(shè)計(jì)自由度,高精度,并生產(chǎn)具有良好且一致的機(jī)械性能的零件。
SLS工藝打印過(guò)程
一、首先將粉倉(cāng)和構(gòu)建區(qū)域加熱到接近材料熔融溫度,鋪一層粉末材料。
二、再使用激光在該層截面上掃描,使粉末溫度升至熔化點(diǎn),并選擇性地?zé)Y(jié)需要打印的區(qū)域,形成粘接。
三、燒結(jié)完成后,構(gòu)建平臺(tái)向下移動(dòng),刮刀再鋪上一層粉末材料,重復(fù)步驟二的內(nèi)容,直至完成整個(gè)模型成型。
四、打印完成后,成形倉(cāng)冷卻(一般溫度低于40度以下),可以開(kāi)始取出零件,并做后續(xù)處理。
SLS工藝的特征
SLS的主要優(yōu)勢(shì)在于它不需要支持結(jié)構(gòu)。未燒結(jié)的粉末為零件提供了所有必要的支撐。因此,SLS可用于創(chuàng)建自由幾何形狀,只要是在打印工藝的參數(shù)范圍之內(nèi),設(shè)計(jì)師可以隨心所欲的施展才華,不必?fù)?dān)心制造的問(wèn)題。
在使用SLS進(jìn)行打印時(shí),尤其是對(duì)于小批量生產(chǎn),充分利用整個(gè)構(gòu)建體積,提高打印占倉(cāng)比(打印產(chǎn)品在整個(gè)打印倉(cāng)中所占的體積比率)非常重要。根據(jù)打印產(chǎn)品的排布需求,確定了最大的打印高度后,無(wú)論打印控件內(nèi)有多少數(shù)量的打印產(chǎn)品,都將花費(fèi)大約相同的時(shí)間打印。這是因?yàn)槊恳粚拥匿伔鬯俣葲Q定了總的打印時(shí)間(激光掃描非常迅速地發(fā)生),并且機(jī)器將不得不循環(huán)經(jīng)過(guò)相同數(shù)量的層。
因此,對(duì)于一個(gè)做SLS工藝3D打印服務(wù)的工廠而言,能夠有用大量的訂單,并將訂單產(chǎn)品盡可能的優(yōu)化組合在同一個(gè)打印倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn),將極大的降低打印成本,提高打印速度(減少等單、湊單的時(shí)間,快速開(kāi)機(jī)生產(chǎn))。白令三維的互聯(lián)網(wǎng)接單平臺(tái)和AI派單、拼單系統(tǒng)很好地解決了這個(gè)問(wèn)題,以最優(yōu)性價(jià)比為客戶提供綜合解決方案。
SLS工藝的輕量化設(shè)計(jì)考量
由于SLS不需要支撐材料,因此帶有中空部分的零件可以輕松,準(zhǔn)確地打印。
中空部分因?yàn)槭褂玫牟牧细?,可減少零件的重量和成本,這一點(diǎn)在航空航天方面尤為重要。因此,在零件的設(shè)計(jì)過(guò)程中,或打印之前對(duì)數(shù)據(jù)的處理過(guò)程中,需要考慮好粉末的逃逸孔,以從組件內(nèi)部除去未燒結(jié)的粉末(燒結(jié)過(guò)程中起到支撐作用)。建議在您的設(shè)計(jì)中添加至少2個(gè)最小5 mm直徑的逸出孔。
若需要較強(qiáng)的剛度,則零件必須完全實(shí)心打印。另一種選擇是做一個(gè)空心設(shè)計(jì),省去逃逸孔。這樣,緊密堆積的粉末將被截留在零件中,從而增加其質(zhì)量并提供一些額外的支撐以抵抗機(jī)械負(fù)載,而不會(huì)影響制造時(shí)間??梢詫?nèi)部蜂窩狀網(wǎng)格結(jié)構(gòu)添加到中空的內(nèi)部,以進(jìn)一步提高組件的剛度。
SLS工藝的優(yōu)點(diǎn)和局限性:
主要優(yōu)點(diǎn):
(1)SLS零件具有良好的各向同性機(jī)械性能,使其成為功能零件和原型的理想選擇。
(2)SLS不需要任何支撐,可以輕松生產(chǎn)具有復(fù)雜幾何形狀的設(shè)計(jì)。
(3)SLS的制造能力非常適合中小批量生產(chǎn)。
主要缺點(diǎn):
(1)如果需要光滑的表面或水密性,SLS零件的表面粗糙度和內(nèi)部孔隙率可能需要后期處理。
(2)大平面和小孔不能用SLS精確打印,因?yàn)樗鼈內(nèi)菀茁N曲和過(guò)篩。
