什么是选择性激光烧结 (SLS) 3D 打印

选择性激光烧结或 SLS 3D 打印是许多需要高质量 3D 打印零件的企业、爱好者和发明家使用的流行技术。该过程涉及使用由 CAD 模型控制的激光束融合粉末材料，从而产生 3D 打印模型。

SLS 打印是独一无二的。但是，它需要更高的知识和理解才能更好地使用。本文将通过介绍 SLS 3D 打印概念来回答什么是选择性激光烧结这一问题。然后它将讨论该过程以及如何将其应用于您的项目。继续阅读！

概述：什么是 SLS 打印？

SLS 打印是一种涉及使用激光将粉末材料熔化以形成刚性 3D 模型的技术。大多数企业都喜欢它，因为它具有高精度和适合制造几何复杂产品的特性。

SLS 印刷简史

德克萨斯大学机械工程系学生兼教授 Carl Deckard 和 Joe Beaman 开发了 SLS AM 技术。该方法是一种粉末床融合技术（即，它涉及使用热能选择性地融合粉末床的区域），并于 1980 年获得专利。

由于该方法的大量改进，它适用于许多材料，例如塑料、陶瓷和玻璃。因此，尽管它昂贵且复杂，但它已被广泛采用，如立体光刻和熔融沉积建模工艺。

SLS 3D 打印如何工作？

SLS 3D 打印是一项以准确性、精度和质量 3D 打印零件而闻名的独特技术。以下是其工作原理的分步指南：

准备 CAD 文件

使用 CAD 软件设计 CAD 文件并将其导出为 3D 可打印文件格式（例如 OBJ 或 STL）。指定打印设置、模型的方向和排列、打印时间的估计和切片。准备好 CAD 文件后，将说明发送到打印机。

准备打印机

准备 3D 打印机取决于您使用的打印机类型。您可能需要对传统 SLS 3D 打印机进行广泛的培训才能做好准备。对于台式 SLS 打印机，您拥有简单而高效的东西。

打印

操作员将粉末材料沉积在位于构建室的平台（粉末床）上。然后，SLS 3D 打印机在 CAD 设计的控制下使用激光在平台的特定部分烧结粉末。

这会在大量未融合的粉末材料中创建固体 3D 打印部件。融合后，平台下降一层至构建室，并重复此过程。

冷却

构建室在打印外壳内外缓慢冷却，以确保 3D 模型的最佳机械性能。

后处理

操作员从构建室中取出成品部件，并将其与未熔合的粉末材料分离。未熔合的粉末材料可回收利用，3D打印模型可进行后处理。

SLS 打印的优势

SLS 3D打印是基于其优势在多个行业中流行的技术。以下是该过程的一些优点。

无需支撑结构

SLS 不需要专门的支撑结构，这与其他增材制造工艺不同，例如立体光刻 (SLA) 和熔融沉积建模 (FDM)。这是因为打印过程中存在未烧结的粉末。

进行复杂设计的能力

由于支撑结构，SLS 3D 打印适用于制作高度复杂的设计。借助该技术，设计师可以探索和释放传统工艺无法实现的不同设计可能性。 SLS 在设计方面的另一个独特优势是设计人员可以将需要多个部件的复杂组件整合为一个。

高生产力

SLS 3D 打印是最快的增材制造技术之一，不会损失成品部件的功能。与FDM等层沉积方法相比，该工艺也非常精确。

由于 3D 打印机的构建空间最大化，使其可以处理多个部件，因此生产率很高。这也将是后处理时间。

每件具有竞争力的成本

只有在考虑了设备所有权、材料和劳动力成本之后，才能计算出使用流程的每部分成本。由于以下原因，SLS 3D 打印的每个零件成本较低

• 它可以在整个生命周期内生产更多零件。
• 由于未烧结的材料是可回收的，因此可以最大限度地减少激光烧结粉末材料的浪费。
• 其工作流程实现自动化，可减少人为错误并提高工作效率。

轻松修改设计

SLS 打印允许轻松修改设计。因此，设计师可以使用相同的机器和材料制作原型和最终用途零件。与传统工艺不同，这种易于修改确保了更少的成本和时间消耗。

SLS 打印的缺点

尽管 SLS 增材制造在多个行业中很受欢迎，但它也有缺点。以下是您需要注意的一些事项：

原材料的限制

这是对适用于 SLS AM 的材料类型的限制。该技术适用于塑料聚合物、陶瓷和玻璃，最常见的是尼龙。因此，对于那些看重SLS优势的人来说，原材料的限制可能会受到限制。

健康因素

SLS打印所使用的原材料是粉末状的，如果不小心可能会被吸入。这可能导致多种健康状况，例如哮喘和癌症。此外，制造商必须花费大量资金来确保操作员佩戴手套、空气过滤器面罩和其他适当的身体覆盖物来装饰自己。

SLS 打印机的成本

通常，SLS 打印机的成本很高。台式 SLS 打印机虽然比传统打印机成本低，但与 SLA 和 FDM 等其他技术相比价格较高。

后处理困难

SLS 3D打印的零件质地粗糙，适用于机械和测试目的。它们复杂的设计和纹理使得选择正确的后处理方法变得困难。例如，染色优于油漆，因为它易于操作。但是染色也会增加零件的尺寸，不适合在尺寸应该完好的产品上进行整理。

选择性激光烧结材料

SLS 材料始终呈粉末状，包括塑料聚合物、陶瓷和玻璃。在许多材料中，聚酰胺/尼龙是最常见的，因为它们具有理想的烧结行为和机械性能（例如，耐用性、环境稳定性和抗冲击性）。 SLS 打印中使用了许多变体，每种变体都适用于不同的行业。以下是您可以应用于您的项目的变体。

尼龙 11

尼龙 11 由蓖麻油制成。它具有较高的延展性、柔韧性、强度、抗冲击性、耐化学性、低吸收性和耐磨性。因此，它非常适合制造需要活动铰链的零件，例如夹具和固定装置、按扣、夹子和铰链。

尼龙 12

尼龙 12 是更常见的 SLS 3D 打印材料，以其多功能性、高抗冲击性和耐高温性、耐用性以及在各种环境条件下的稳定性而闻名。它还具有出色的细节和尺寸精度，使其成为高性能原型制作的合适材料。它也很硬很韧，但比其他尼龙稍粗糙，适用于制作永久性夹具、固定装置和工具。

尼龙 12 GF

Nylon 12 GF 是一种玻璃填充复合 SLS 3D 打印材料。它具有出色的机械刚度、出色的尺寸稳定性、热稳定性和良好的表面光洁度，适用于多种工业环境。

铝填充尼龙

铝填充尼龙适用于具有高金属光泽的零件。由于铝制部件，它很硬，具有很高的导热性。但是，它不导电。该材料适用于快速工装夹具。

碳纤维填充尼龙 (PA-FR)

碳纤维填充尼龙是一种以其刚度和重量轻而闻名的材料。适用于制造适用于高温或高性能场合的产品。其中包括制造运动器材、快速工具、无人机和赛车。

SLS 打印的后处理选项

打印后，您可以直接使用 SLS 3D 打印的零件。但是，您也可以对打印的部分进行其他后处理选项 为了更好的美学或功能。常见的后处理选项包括：

喷砂

喷砂是一种常见的后处理方法，涉及将研磨材料推向表面。所涉及的材料是玻璃或塑料“珠”，适用于实现光滑表面或去毛刺材料表面。喷砂处理后零件尺寸略有变化。因此，它不适用于细节很重要的部分。

抛光

抛光是另一种后处理方法，可实现表面光滑有光泽的 3D 打印部件。它包括清洁表面和进行化学处理。抛光在美学上更为重要。例如，汽车行业使用它来实现显着的镜面反射。

电镀

电镀是一种涉及通过电化学装置使用另一种金属对烧结部件进行涂层的过程。这里，烧结部分是阴极，而涂层金属是阳极。两者都浸入溶液中，并在通过直流电时，金属覆盖烧结部件。经过电镀的 3D 打印部件变得导电，具有更高的强度和功能。根据用于涂层的材料，它也可以变得美观。

染色

染色涉及在 3D 打印部件上应用染料或颜料以实现美观。将打印的部分清洗干净并浸入染料容器中。根据染料的类型，您可能需要粘合剂。染色导致内部和外部表面的完全覆盖，并渗透到零件深处。使用时会增加零件尺寸，不适合需要控制零件尺寸的产品。

绘画

绘画涉及将颜料、油漆或颜色等多种物质应用于 3D 打印部件。 SLS 3D 打印零件可以涂上耐磨性、表面硬度、水密性以及限制标记和污迹。绘画也增加了零件尺寸。因此，它可能不适合需要检查零件尺寸很重要的产品。

SLS 打印机的类型

所有 SLS 打印机都基于前面强调的程序工作。但是，它们的激光类型、构建体积和 3D 设计存在差异。市场上有许多类型的 SLS 打印机。但是，它们主要分为两类，即：

· 传统的选择性激光烧结 3D 打印机

传统的 SLS 3D 打印机价格高、打印量大，是服务机构和大型企业的理想打印机。他们使用单个或多个高功率激光器进行烧结，需要惰性环境来防止粉末材料的氧化和降解。

传统的 SLS 3D 打印机占用大量空间，最小的一台占用大约 10 平方米的空间。它们的成本也很高，起价约为 100,000 美元。因此，许多企业无法访问它们。

· 台式工业选择性激光烧结打印机

台式工业 SLS 打印机与传统打印机不同，因为它们的功能需要权衡取舍。权衡可能是较低的零件质量和复杂的手动工作流程，这将影响它们在工业和生产环境中的使用。与传统打印机相比，它们的尺寸较小，但构建体积较小。然而，他们生产高质量的零件。

SLS 印刷的工业应用

SLS 3D 打印是许多行业产品开发中常用的工艺。以下是使用该技术的几个行业及其工业应用示例。

· 航空航天业

航空航天工业中使用的一些零件通常采用 SLS 3D 打印技术制造。阿联酋航空等航空公司使用该技术制造飞机的内部部件和机舱组件，例如视频监控罩和通风口格栅

· 汽车行业

SLS 打印技术允许汽车行业的创新。例如，汽车设计师可以以比赛车运动中的其他传统技术更快的速度改进汽车设计。这从阿尔法罗密欧在汽车空气动力学开发中利用 SLS 3D 打印的方式就可以看出。

· 消费行业

消费行业也使用 SLS 打印来制造多种产品。例如，奢侈品消费公司香奈儿使用 SLS 技术制造睫毛膏刷。借助该技术，香奈儿得以优化睫毛膏刷设计。

其他应用包括在鞋类产品中的使用，阿迪达斯等公司使用该技术生产定制的鞋垫和凉鞋。

· 医疗保健

SLS 3D 打印生产以增强刚性而闻名的部件，这是医疗保健行业所需的一种常见特性。在这里，它适用于在内部制造即用型、患者专用的医疗设备。这些包括假肢和矫形器（即肢体置换+支架）以及手术模型和工具。

RapidDirect – SLS 打印 服务

选择性激光烧结基于精度、准确性、生产力以及其他优势在许多行业中很受欢迎。只有热爱研究的头脑才能掌握这项技术。因此，文章以最简单的方式介绍了这个概念。该方法很简单；然而，外包给正确的服务是体验最佳选择性激光烧结工艺的正确方法。

RapidDirect SLS 打印服务是您能找到的最好的 SLS 服务之一。借助我们在技术方面经验丰富的工程师团队，您将有更好的机会获得顺利且质量有保证的项目。

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