选择性激光烧结的原理及应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com选择性激光烧结的原理厦应用／李鹏等·55·选择性激光烧结的原理及应用李鹏熊惟皓(华中科技大学模具技术国家重点实验室，武汉430074)摘要选择性照光烧鳍(SelectiveLaserSintering)#．．20~"纪80年代柬出现的一种快速成型新工艺，它利用激光柬烧鳍粉柬材料制违原型，在工业上得副了广迁应用。对选择性照光烧姑的工艺原理，实际应用瘦裳晨方由作了详尽舟绍。关键词快速成型选择性激光烧结PrinciplesandApplicationsof

2、SelectiveLaserSinteringLIPengXIONGWeihao(StateKeyLaboratoryofDie＆MouldTechnology，HuazhongUniversityofScienceandTechnology．Wuhan430074)AbstractSelectiveLaserSinteringisanewrapidprototypingtechnologyinventedinthe1980sSLSusesfinepowderheatedwithCO2lasert

3、ofabricatemodules，andhasappliedwidelyinindustry．Theprinciples．develol~mentsandapplicationsofselectivelasersinteringareintroducedindetail．Keywordsrapidprototyping，selectivelasersintering三角平面来表示三维的平面，这一格式现已成为RP工业的0引言标准。生成的STL文件利用预处理程序调整模型的尺寸、位随着世界经济竞争日益

4、全球化，工业企业愈来愈需要用置和方向，然后将其分切成许多厚度为005～0．7ram的截最短的时间将新产品投放市场，以增强自身的竞争能力。20世面，RP系统按所切截面逐层制造后即可得到所需原型纪80年代末出现的快速成型(RapidPrototyping．RP)技术较j：RP好地满足了这一需要。RP技术是对一系列逐层零件制造工艺的统称，它使用近乎全自动化的工艺直接从CAD文件生30-CADXDHisTL文件H饥模型H实仲醵盟产所需要的模型或模具．可以显著减少产品原型的开发时间和成本]。由于可以将更多的

5、时间用于产品的设计和优化．及田1CAD系统与RP系统阃的救掘传输早发现和更正设计中的错误．因而RP技术还可以极大提高产品的质量。选择性激光烧结(SelectiveLaserSintering．SLS工艺的RP系统工作原理如图2所示。整个工艺装置SIS)X：艺作为激光在RP领域中的典型应用，本文对其工艺由粉末缸(PowderCylinder)和模型缸(ModelCylinder)组成，原理、实际应用和发展方向进行了详细介绍。工作时粉末缸活塞(送粉活塞)上升，由铺粉辊将粉末在模型缸活塞(7-作活塞)上

6、均匀铺上一层，计算机根据原型的切片1工艺原理模型控制激光束的二维扫描轨迹，有选择地烧结固体粉末材SIS工艺最初由美国旗克萨斯大学奥斯汀分校(Univer-料以形成零件的一十层面]在烧结之前，整个工作台被加热sityofTexasatAustin)的CarlDeckard于1989年在其硕士至稍低于粉末熔化温度]，以减少热变形，井利于与前一层面论文中提出口]，后美国DTM公司于1992年推出了该工艺的的结合。粉末完成一层后，工作活塞下降一十层厚，铺粉系统商业化生产设备SinterStationt3]

7、。铺设新耪．控制激光束扫描烧结新层。如此循环往复．层层叠完整的SLS工艺由CAD系统与RP系统组成两系统问加，就得到三维零件t。的数据传输过程见图1所示[‘J。要构造的原型最初由3D-CAD由于SLS采用上述工艺．使得SLS成为一种可加工材料模型表示，模型可以用软件(如AutoCAD等)虚拟生成，也可非常广泛的RP技术。从理论上来说，任何受热后能够粘结的以通过3D传感器(如声、光数字仪)、医学图像数据或其它3D粉末都可以用作SLS的原材料t，如塑料、石蜡、金属、掏瓷数据源生成。CAD模型不能够直接

8、被RP系统所利用，必须等。早期SIS主要使用的是塑料粉末，由于显而易见的原因，先转换为立体光剡固化成型(Stereolithography．STL)方法所科技工作者近几年对垒属和陶瓷粉末的烧结工艺投入了较大用的格式。STL是RP最早采用的一种制造方法．它利用许多的研究精力。此外，由于烧结或未烧结的下层粉末自然成*国家自然科学基空(编号为50074017)、教育部博士点基~(1999048714)、湖北省重点科技发展项目(编号为992P0322)、激光技术国家重点实验室基盎、粉末冶盎