选择性激光烧结 (SLS)

什么是 SLS 3D 打印？

SLS 是选择性激光烧结的缩写。这是一种流行的用于快速原型的 3D 打印解决方案。在选择性激光烧结过程中，压辊会在成型工件表面平铺粉末。数控系统通过控制激光束根据截面形状对粉末进行扫描，将粉末加热至熔点，然后将粉末烧结并粘附在粉末下方的成型件上。一个截面烧结完成后，平台将下降一层。此时，压辊将再次在成型工件表面平铺粉末，开始新截面的新烧结。这个过程会一次又一次地重复，直到完成整个工件。

待工件完全冷却后，平台将上升到原来的高度。此时，我们可以用刷子将工件取出或用压缩空气去除表面粉末。

选择性激光烧结

SLS 3D打印的工艺流程是什么？

1.粉料存放在料仓左侧。打印时平台将上升。印刷面以上的粉末会被粉辊平铺到印刷室的印刷面上，形成一层薄而平整的粉末层。

2.然后扫描系统将根据横截面的CAD路线进行选择性扫描。扫描的粉末会因激光点的高温而烧结结合在一起，并出现一片具有一定厚度的固体层。没有扫描的区域将保持原来的粉末形状。

3.一层烧结完成后，平台将根据断面高度下降。滚筒将再次平铺粉末，新激光的烧结将开始。此时，当前层和前一层将被烧结并结合在一起。

4.这些步骤将一次又一次地重复，直到所有层都烧结完毕。打印好的原型可以在去除或回收未烧结粉末后取出。

选择性激光烧结 (SLS) 工艺

SLS印刷的优势是什么？

1.丰富的可用材料。

SLS 的可用材料包括聚合物、金属、陶瓷、石膏、尼龙和许多其他粉末。 由于市场被细化，金属材料的3D打印将被称为SLM。 通常我们会认为 SLS 的印刷材料是尼龙，因为市场上 SLS 使用的材料大约 90% 是尼龙。

2.精度好。

SLS的正常精度为正负0.2mm。

3.不需要支撑结构。

SLS的最大优点是在堆叠过程中出现的悬浮层可以由未烧结的粉末支撑。

4.高回收率。

SLS打印不需要底座，不需要支撑。 SLS的材料回收率是3D打印这些常规技术中最高的，价格也相对便宜，但比SLA贵一点。

SLS Shoes

SLS 3D打印技术有什么局限？

1.印刷样机的收缩率。

尼龙或其他粉末的参数在烧结后会收缩。 通常，收缩率是由许多因素决定的。 如所用粉末的种类、用于烧结粉末的激光功率、零件的形状和冷却过程等。但零件不会在各个方向上对称收缩，请记住这一点。 一般采用软件对SLS模型进行切片，并将收缩率纳入计算，以生产出高质量的零件。 但是，工程师应该知道他的打印机的缺点，并防止它发生在特定的位置。

2.印后。

SLS印刷品的发现与考古学家的工作类似。 打印后的粉末需要足够的时间冷却，然后才能取出产品。 为了从粉末材料中挖出零件，操作人员需要用真空清扫机清除不需要的粉末，或者用风扫除剩余的颗粒。 完成所有工作后，可以对烧结印刷品进行热固化以增强强度。 其他后期处理可能需要一些时间，但可选。 如喷砂、着色或喷漆。

3.变色或吸潮。

SLS产品为多孔结构，在印刷产品需要上色、上漆或涂层时具有优势，因为它可以显示成品的问题。 但 SLS 产品会变色或减轻重量，因为这些孔可能会吸收空气中的许多粉末、油或水。 例如，颜色可能会从白色变为象牙色。

4.加工和材料的浪费。

SLS的材料浪费是相当可观的。 SLS的印制板需要完全安装。 无论要打印的零件大小，印版安装到零件的高度相同。 同时，X轴和Y轴需要嵌入粉末中。 即使材料没有接触激光，打印后剩余的材料也会被破坏。 这就是为什么 SLS 激光打印机需要尽可能多地处理产品的原因。

SLS打印机的加工成本也是巨大的。 便宜的一桌版打印机大约 7000 美元，但它只适用于打印机。 如果有人要处理整个印刷过程，比如清洗，后处理，以及整个固化过程等，这将需要大量的资金。材料也很昂贵。 供应商提供的一公斤 PA12 价格约为 100-120 美元，但设备在一次性使用时可能会花费数公斤的材料。

5.每次使用新粉。

由于温度的变化，材料会被破坏，因为大多数烧结印刷会在接触激光之前加热粉末。 有些材料可以回收再利用。 尽管打印机供应商建议将损坏的材料与未烧结的材料混合，但使用损坏粉末的打印机可能会产生不良结果。 大约有85%的粉末可以回收再利用，这也会留下数公斤的残渣或未烧结的材料无法再利用。

结论

SLS的初始设置成本和维护成本在3D打印技术中略高，设备复杂，还需要经验丰富的操作人员。 为避免粉末浪费，建议产品以最大量多任务打印。 SLS打印由于使用高功率激光和粉末原料，需要考虑许多环境因素和安全因素。 SLS原型的工件不需要像SLA原型那样支撑结构，因为未烧结的粉末可以支撑原型的腔体或支架。 与 SLA 相比，SLS 技术的可用材料更多。 如石蜡、聚碳酸酯、尼龙、细长尼龙、合成尼龙、陶瓷甚至金属。 SLS技术是需要机械性能、功能性和大型工业结构的原型的理想3D打印。

SLS汽车零部件

SLS 3D打印有什么应用？

目前，SLS技术广泛应用于汽车、航空航天、消费电子、医疗行业、教育、塑料快速原型等多个行业。SLS广泛应用于产品的设计和研发，如尺寸测试、外观 测试、组装测试和功能测试。 SLS 还可用于小批量生产最终用途产品。 以汽车行业为例，通过打印方向盘、汽车仪表盘、空调系统，SLS可用于组装测试和研发验证。 许多其他汽车零件也可以定制并在打印后直接使用，例如保险杠和后视镜。 采用SLS 3D打印还可以缩短新车的研发周期和测试周期，也可以降低CNC加工和模具的成本。