SLS选择性激光烧结课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,SLA,LOM,FDM,SLS,光固化成型技术,叠层实体制造技术,熔融沉积造型工艺,选择性激光烧结技术,RP,制造技术,四,大分支,第1页/共22页,SLALOMFDMSLS光固化成型技术叠层实体制造技术熔融沉,SLS,技术概述,1,SLS,工艺原理,2,工艺流程及设备,3,SLS,工艺特点,4,目录,SLS,应用示例,5,第2页/共22页,SLS技术概述1SLS工艺原理2工艺流程及设备3SLS工艺特,一、,SLS,技术,概述,选择性激光烧结工艺（,Selected Laser Sintering,，,SLS,）,最早由美国人,Carl Deckard,于,1989,年提出，,后,美国,DTM,公司于,1992,年推出了该工艺的商业化生产设备。,它利用粉末状材料（主要有塑料粉、蜡粉、金属粉、表面附有粘结剂的覆膜陶瓷粉、覆膜金属粉及覆膜砂等）在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下按照界面轮廓信息进行有选择的烧结，层层堆积成形。,第3页/共22页,一、SLS技术概述选择性激光烧结工艺（Selected La,一、,SLS,技术,概述,SLS,技术使用的是粉状材料，从理论上讲，任何可熔的粉末都可以用作制造,模型,。,而,且制造出的,模型,可以用作真实的原型,元件,。,SLS,工艺,研究现状：,美国,的,DTM,公司、,3D Systems,公司，德国,的,EOS,公司；国内的北京隆源自动成型系统有限公司和华中科技大学等。,4,第4页/共22页,一、SLS技术概述SLS技术使用的是粉状材料，从理论上讲，任,二、,SLS,工艺,原理,第5页/共22页,二、SLS工艺原理第5页/共22页,工作,时粉末缸活塞上升，由铺粉辊将粉末,在成型,缸活塞（工作活塞）上均匀铺上一层，计算机根据原型的切片模型控制光束的二维扫描轨迹，有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面,。,在烧结前，整个工作台被加热至稍低于粉末融化温度，以减少热变形，并利于与前一层的结合。粉末完成一层后，工作活塞下降一个层厚，铺粉系统铺设新粉，控制激光束扫描烧结新曾。如此循环往复，层层叠加，就得到三维零件。,二、,SLS,工艺,原理,6,第6页/共22页,工作时粉末缸活塞上升，由铺粉辊将粉末在成型缸活塞（工作活塞）,三、,SLS,工艺流程,三维建模,&,反求工程,生成,STL,文件,成型,后处理,产品,第7页/共22页,三、SLS工艺流程三维建模&反求工程生成STL文件成型后处,三、成型及后处理阶段,SLS,原型的制作,中无需,加额外支撑，因为,没有烧结的粉末起到了支撑的,作用。,分层参数,如分层厚度，零件加工方向，扫描间距等。,成型烧结参数,包括扫描速度，激光功率，粉末类型，铺粉厚度,从成形室取出后，用毛刷和专用工具将制件上多余,的粉末去掉,，进一步清理打磨之后，还需针对原型材料作,进一步处理。,参数选择,原型制作,后处理,第8页/共22页,三、成型及后处理阶段SLS原型的制作中无需加额外支撑，因为没,三、,原料分类,塑料粉末,SLS,：尼龙、聚苯乙烯、聚碳酸酯等均可作为塑料粉末的原料。一般直接用激光烧结，不做后续处理。,金属粉末,SLS,：,原材料为各种金属粉末。,按烧结工艺不同又可分为直接法、间接法、双组元法。,注：由于金属粉末,SLS,时温度很高，为防止金属氧化，烧结时必须将金属粉末密闭在充有保护气体（氮气、氩气、氢气等）的容器中。,第9页/共22页,三、原料分类塑料粉末SLS：尼龙、聚苯乙烯、聚碳酸酯等均可作,三、,原料分类,陶瓷粉末,SLS,：陶瓷粉末在烧结时要在粉末中加入粘结剂。,粘结剂有无机粘结剂、有机粘结剂和金属粘结剂三类。,第10页/共22页,三、原料分类陶瓷粉末SLS：陶瓷粉末在烧结时要在粉末中加入粘,三、典型,SLS,设备,由,机械系统,、,光学系统,和,计算机控制系统,组成。机械系统和光学系统在计算机控制系统的控制下协调工作，自动完成制件的加工成形。,机械结构主要由机架、工作平台、铺粉机构、两个活塞缸、集料箱、加热灯和通风除尘装置组成。,第11页/共22页,三、典型SLS设备由机械系统、光学系统和计算机控制系统组成。,AFS,300,型选择性激光烧结主机结构示意图,1-,激光室；,2-,铺粉机构；,3-,供料缸；,4-,加热灯；,5-,成形料缸；,6-,排尘装置；,7-,滚珠丝杆螺母机构；,8-,料粉回收,箱,第12页/共22页,AFS300型选择性激光烧结主机结构示意图1-激光室；第1,选择性激光烧结机光路系统,1-,指示器；,2-,光束合成器；,3,、,4-,反射镜；,5-,扩束镜；,6-,聚焦镜；,7-,扫描器,13,第13页/共22页,选择性激光烧结机光路系统1-指示器；13第13页/共22页,四、,SLS,工艺优点,成形材料,多样性,，价格低廉：,这是,SLS,最,显著的,特点,。,理论上,凡经激光加热后能在,粉末,间,形成,原子,联接的材料,都可作为,SLS,成形材料,。,目前已商业化的材料主要,有塑料,粉、蜡粉、覆膜金属粉、表面涂有粘结剂的陶瓷粉、覆膜沙等。,对制件形状几乎没有要求：,由于下层的粉末自然成为上层的支撑，故,SLS,具有自支撑性，可制造任意复杂的形体，这是许多,RP,技术所不具备的。成型,不,受传统机械,加工中,刀具无法到达某些型面的限制。,第14页/共22页,四、SLS工艺优点成形材料多样性，价格低廉：这是SLS最显著,四、,SLS,工艺优点,第15页/共22页,四、SLS工艺优点第15页/共22页,四、,SLS,工艺优点,材料利用率高：,未,烧结的粉末可以重复利用,。,制件具有较好的力学性能：,成品可,直接用作功能测试或小批量,使用。,实现设计制造一体化,：,配套软件可自动将,CAD,数据,转化为分层,STL,数据,，,根据层面,信息自动,生成数控代码，驱动成形机完成材料的逐层加工和,堆积,，不需人为干预。,第16页/共22页,四、SLS工艺优点材料利用率高：未烧结的粉末可以重复利用。第,四、,SLS,工艺缺点,设备成本高昂。,制件,内部,疏松多孔、表面粗糙度较大、,机械性能,不高。,制件质量很大程度上受粉末的影响，提升不易。,可制造零件的最大尺寸受到限制。,成型过程消耗能量大，后处理,工序复杂。,17,第17页/共22页,四、SLS工艺缺点设备成本高昂。17第17页/共22页,五、,SLS,已,应用领域,汽车,空航,航海,讯通,考古,筑建,第18页/共22页,五、SLS已应用领域汽车空航航海讯通考古筑建第18页/共22,五、,SLS,应用示例,快速原型制造,：,SLS,工艺可快速制造所没计零件的原形，并对产品及时进行评价、修正以提高设计质量；可使客户获得直观的零件模型；能制造教学、试验用复杂模型,。,新型材料的制备及研发,：,利用,SLS,工艺可以开发一些新型的颗粒以增强复合材料和硬质合金,。,快速模具和工具制造,：,SLS,制造的零件可直接作为模具使用，如熔模铸造、砂型铸造、,注,塑,模型,、高精度形状复杂的金属模型等；,也,可,以,将成形件经后处理后作为功能零件使用。,第19页/共22页,五、SLS应用示例快速原型制造：SLS工艺可快速制造所没计零,五、,SLS,应用示例,在,医学上的应用,：,SLS,工艺烧结的零件由于具有很高的孔隙率，可用于人工骨的制造。根据国外对于用,SLS,技术制备的人工骨进行的临床研究表明，人工骨的生物相容性良好,。,第20页/共22页,五、SLS应用示例在医学上的应用：SLS工艺烧结的零件由于具,谢谢观看！,第21页/共22页,谢谢观看！第21页/共22页,感谢您的欣赏！,第22页/共22页,感谢您的欣赏！第22页/共22页,