最大限度地减少 SLS 流程中的材料浪费
增材制造技术相对于传统加工的主要优势之一是显着减少了生产过程中产生的材料浪费。这不仅会带来切实的成本节约，还有助于为增材制造作为一种真正可持续、具有成本效益的技术提供有力的支持。选择性激光烧结 (SLS) 方法在这方面特别有吸引力，这要归功于在印刷运行结束时重复利用废料的潜力——这是一个显着降低材料成本的机会。打印完成后，粉末床中的所有剩余材料都可以简单地收集起来并在下一个项目中重复使用，理论上应该完全消除材料浪费。然而，在实践中，“升级”的过程并没有那么简单……
重要的是要注意（在撰写本文时）简单地收集和再利用剩余的粉末对于某些材料是不可行的。例如，目前可用于印刷的木质聚合物复合材料受其材料质量和纯度的限制，在材料分离技术可用之前不适合回收利用。许多广泛使用的金属粉末也会出现类似问题，其中 SLS 工艺的副产品可能会影响任何剩余粉末的化学质量。此外，即使在烧结过程中具有最高水平的精度，粉床中也不可避免地会出现额外的颗粒，这些颗粒会熔化而不会附着在零件上，从而影响材料的尺寸分布，从而在重复使用时导致不一致。
还有人担心回收过程是否会对材料（金属和塑料）的机械质量产生影响，从而影响它们在未来构建中的可用性，尤其是当 AM 用于生产而不是原型制作时。该领域正在进行学术研究及其对增材制造的可持续性和成本的潜在影响。特别是对于航空航天等行业而言，用于增材制造的原材料非常昂贵，并且必须按照最精确的规格交付打印部件，能够在不影响其机械性能的情况下回收未使用的原材料将大大加强AM 作为生产工具的商业案例。
有鉴于此，许多公司已经开始探索解决 SLS 和其他工艺的这些问题的方法，确保尽可能多的剩余粉末可以回收利用。例如，可以将气流结合到打印机中，以过滤出烧结过程中产生的任何副产品。打印完成后，剩余材料可以自动筛分，因此任何已融合的颗粒都被去除，粒度分布保持一致。同样，某些 SLS 机器（例如 Renishaw AM250）包含一个密封构建平台，可在打印过程中去除水分、氮气和氧气，以最大限度地减少对粉末床的任何化学变化。
这里的挑战是，打印后可重复使用的剩余材料的实际量会因材料选择、打印机型号和所使用的特定 AM 技术而有很大差异。在极端情况下（例如使用缺乏上述任何措施的机器时），可能无法回收任何材料。在投资任何新的 3D 打印机之前应该考虑到这一点，特别是如果持续的材料成本是一个主要问题。结合深思熟虑的批量包装和生产计划，最大限度减少材料浪费的有效方法将有助于降低增材制造的总体成本，并鼓励更多具有前瞻性思维的公司探索将其用作生产工具。
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