典型RP：第4章 选择性激光烧结成型工艺.ppt

《典型RP：第4章 选择性激光烧结成型工艺.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第4章选择性激光烧结成型工艺快速成型与快速模具制造技术及其应用选择性激光烧结工艺(SelectiveLaserSintering，SLS)又称为选区激光烧结技术或粉末材料选择性激光烧结等。该方法最初是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R.Dechard于1989年提出的，稍后组建了DTM公司，于1992年开发了基于SLS的商业成型机。SLS工艺是利用粉末材料（金属粉末或非金属粉末）在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下层层堆积成型。SLS的原理与SLA十分相似，主要区别在于所使用的材料及其形状不同。SLA所用的材料是液态的紫外光敏可凝固树脂，而SLS则使用粉

2、状的材料。1选择性激光烧结工艺的基本原理和特点23选择性激光烧结工艺过程4高分子粉末烧结件的后处理选择性激光烧结快速成型材料及设备5选择性激光烧结工艺参数第4章择性激光烧结成型工艺首先，在工作台上用刮板或辊筒一层粉末材料平铺在已成型零件的上表面，再将其加热至略低于其熔化温度，然后在计算机的控制下，激光束按照事先设定好的截面轮廓，在粉层上扫描，并使粉末的温度升至熔化点，进行烧结并与下面已成形的部分实现粘接。当一层截面烧结完后，工作台下降一个层的厚度，铺料辊又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的烧结，如此反复，直至完成整个模型。在成型过程中，未经烧结的粉

3、末对模型的空腔和悬臂部分起着支撑作用，不必象SLA和FDM工艺那样另行生成支撑工艺结构。4.1选择性激光烧结工艺的基本原理和特点图4-1选择性激光烧结工艺原理图1.SLS的基本原理：采用激光器对粉末状材料进行烧结和固化。2.SLS快速成型系统的基本组成图4-2选择性激光烧结系统的基本组成(1)主机：机身与机壳、加热装置、成型工作缸、振镜式动态聚焦扫描系统、废料桶、送料工作缸、铺粉辊装置、激光器等。(2)计算机控制系统：计算机、应用软件、传感检测单元和驱动单元。(3)冷却器：可调恒温水冷却和外管路组成，用于冷却激光器，提高激光能量的稳定性。◎可直接制作金属制品◎

4、可采用多种材料◎无需支撑结构◎制造工艺比较简单◎材料利用率高优点：缺点：◎原型表面粗糙◎烧结过程挥发异味◎有时需要比较复杂的辅助工艺3.选择性激光烧结工艺的特点4.1选择性激光烧结工艺的基本原理和特点1选择性激光烧结工艺的基本原理和特点23选择性激光烧结工艺过程4高分子粉末烧结件的后处理选择性激光烧结快速成型材料及设备5选择性激光烧结工艺参数第4章择性激光烧结成型工艺SLS工艺材料适应面广，不仅能制造塑料零件，还能制造陶瓷、石蜡等材料的零件。特别是可以直接制造金属零件。用于SLS工艺的材料是各类粉末，包括金属、陶瓷、石蜡以及聚合物的粉末，工程上一般采用粒度的大

5、小来划分颗粒等级，如右表所示。SLS工艺采用的粉末粒度一般在50～125µm之间。表4-1工程上粉体的等级及相应的粒度范围1.选择性激光烧结快速成型材料4.2选择性激光烧结快速成型材料及设备间接SLS用的复合粉末通常有两种混合形式：◎粘结剂粉末与金属或陶瓷粉末按一定比例机械混合；◎把金属或陶瓷粉末放到粘结剂稀释液中，制取具有粘结剂包裹的金属或陶瓷粉末。实践表明，采用粘结剂包裹的粉末的制备虽然复杂，但烧结效果较机械混合的粉末好。近年来，已经开发并被应用于SLS粉末激光烧结快速原型制作的材料种类如表4-2所示。表4-2常用的SLS工艺的材料表4-3DTM公司开发的

6、部分SLS用成型材料美国DTM公司开发的粉末材料：在SLS领域，以DTM公司所开发的成型材料类别较多，最具代表性，其已商品化的SLS用成型材料产品见表4-3，其中部分高分子材料粉末的具体型号及其指标与性能如表4-4所示，部分金属粉末及树脂砂粉末的物理与力学性能如表4-5所示。表4-6EOS公司开发的部分粉末材料及性能德国EOS公司开发的系列粉末烧结材料:粉末烧结快速成型设备著名开发商德国EOS公司也开发了系列粉末烧结材料，其型号及性能等如表4-6所示。表4-7国内各单位开发的SLS用成型材料国内开发的SLS材料：国内几家主要快速成型技术研究单位研制的成型材料见

7、表4-7。研究单位有美国的DTM公司、3DSystems公司、德国的EOS公司以及国内的北京隆源公司和华中科技大学等。下图是DTM公司的Sinterstation2500和2500Plus机型，如图所示。其中2500Plus机型的成型体积比过去增加了10%，同时通过对加热系统的优化，减少了辅助时间，提高了成型速度。2.选择性激光烧结快速成型设备图4-4DTM公司的Sinterstation2500Plus机型图4-3DTM公司的Sinterstation2500机型4.2选择性激光烧结快速成型材料及设备图4-5HRPS-IIIA激光粉末烧结快速成型机华中科技大

8、学的HRPS-III激光粉末烧结系统,