SLS 3D打印機(jī)如何工作？

魔猴君  知識(shí)堂   442天前

SLS（選擇性激光燒結(jié)）3D打印因其能夠以極快的速度制造具有優(yōu)異機(jī)械性能和高分辨率的聚合物工程級(jí)零件而備受贊譽(yù)，是工程師和工業(yè)設(shè)計(jì)師用來制作功能性快速原型和最終用途零件的技術(shù)。

那么SLS3D打印機(jī)是如何工作的？本文為大家詳細(xì)講述。

SLS 3D打印機(jī)使用激光將聚合物粉末形成固體形狀（來源：Ricoh 3D）

選擇性激光燒結(jié)是一種粉末床熔融技術(shù)，使用高功率激光選擇性地?zé)Y(jié)（而不是熔化）聚合物粉末顆粒，通過熱量和壓力以逐層方式將它們完全熔合在一起，直到制造出3D設(shè)計(jì)。

該過程通常首先向3D打印機(jī)裝載聚合物粉末。有些機(jī)器使用干凈的墨盒，而其他機(jī)器則要求您只需將粉末倒入即可。接下來，機(jī)器將粉末箱和構(gòu)建區(qū)域加熱到略低于聚合物的熔化溫度。

構(gòu)建室可以具有受控的惰性氣氛，即從封閉空間中除去空氣并用惰性氣體（通常是氮?dú)猓┨鎿Q。SLS聚合物在高溫下長(zhǎng)時(shí)間保存時(shí)會(huì)氧化，因此去除氧氣可以減少氧化并改善打印部件的材料性能。它還使您能夠使用更高比例的“用過”粉末與新鮮粉末進(jìn)行打印。

您的零件可能不需要惰性環(huán)境來達(dá)到您所需的零件質(zhì)量，因此許多桌面SLS 3D打印機(jī)沒有內(nèi)置氮?dú)馍晒δ?，盡管它可以是可選功能。工業(yè)SLS 3D打印機(jī)通常具有內(nèi)置功能來創(chuàng)建和控制打印機(jī)內(nèi)部的氮?dú)猸h(huán)境。評(píng)估打印機(jī)時(shí)要記住氮?dú)馐且环N消耗品。

接下來，重涂刀片在構(gòu)建平臺(tái)上涂上一層薄薄的粉末。然后，激光（或多個(gè)激光）掃描下一層的輪廓并燒結(jié)粉末顆粒。一旦完成一層，構(gòu)建平臺(tái)就會(huì)向下移動(dòng)，刀片會(huì)在表面上重新涂上一層干凈的粉末。重復(fù)這個(gè)過程，直到一個(gè)或多個(gè)零件完成，同時(shí)仍然包裹在粉末中。

手動(dòng)對(duì)SLS 3D打印部件進(jìn)行除粉的（來源：Sinterit）

打印過程完成后，接下來會(huì)進(jìn)行大量的后處理。箱子必須先冷卻下來，然后才能從設(shè)備中取出零件，這可能需要幾個(gè)小時(shí)。一些模塊化3D打印機(jī)允許您移除構(gòu)建室并插入另一個(gè)構(gòu)建室，而無需等待冷卻完成。

將零件從構(gòu)建室中取出后，用刷子、壓縮空氣站或其他形式的噴砂技術(shù)對(duì)其進(jìn)行清潔。帶有透明罩的封閉式除粉和處理站加快了流程并大大提高了工人的安全。收集打印過程中留下的松散粉末，以便在下一次打印作業(yè)中重復(fù)使用（與每個(gè)過程特有的一定比例的新鮮未使用粉末混合）。同樣，這里的粉末站將促進(jìn)粉末回收并減少空氣污染物與材料混合的機(jī)會(huì)。額外的后處理可能包括著色、拋光、噴漆或機(jī)械加工。

SLS技術(shù)的新子類別稱為“冷金屬融合”，在SLS機(jī)器中使用專利金屬粉末來制造金屬零件。這種獨(dú)特的原料由德國(guó)Headmade Materials開發(fā)，于2021年推出，每個(gè)金屬顆粒上都有一層薄薄的聚合物涂層。在幾乎所有SLS機(jī)器內(nèi)的3D打印過程中，聚合物將每個(gè)顆粒粘合在一起，但只有少數(shù)機(jī)器配置了粉末。

編譯整理：ALL3DP