什么是SLS 3D 打印机

一、什么是SLS 3D 打印机

1、不同行业需要的3D打印机是不同的，所用的3D打印技术差别也很大。郑州乐彩科技作为国内少有的3D打印机厂家，就来给大家仔细讲解一下SLS技术(选择性激光烧结)的优缺点。SLS技术采用二氧化碳激光器对粉末材料(塑料粉、陶瓷与粘结剂的混合粉、金属与粘结剂的混合粉等)进行选择性烧结，是一种由离散点一层层对集成三维实体的工艺方法。

2、(1)可以采用多种材料。从理论上说，任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。

3、(2)过程与零件复杂程度无关，制件的强度高。

4、(3)材料利用率高，为烧结的粉末可重复使用，材料无浪费。

5、(4)与其他成型方法相比，能生产较硬的模具。

6、(1)原型结构疏松、多孔，且有内应力，制作易变性。

7、(2)生成陶瓷、金属制件的后处理较难。

8、(4)成型过程产生有毒气体及粉尘，污染环境。

9、(5)成型表面粗糙多孔，并受粉末颗粒大小及激光光斑的限制。

10、3D打印机使用SLS技术在烧结陶瓷、金属与粘结剂的混合粉并得到原型零件后，须将它置于加热炉中，烧掉其中的粘结剂，并在孔隙中渗入填充物，其后处理复杂。粉末材料选择性烧结快速原型工艺适合于产品设计的可视化表现和制作功能测试零件。由于它可采用各种不同成分的金属粉末进行烧结、进行渗铜等后处理，因而其制成的产品可具有与金属零件相近的机械性能，但由于成型表面较粗糙，渗铜等工艺复杂，所以有待进一步提高。

二、3d打印机加热效率

1、激光头是3D打印机的常备组件。光固化3D打印机（SLA）、选择性激光熔融3D打印机（SLM）、选择性激光烧结3D打印机（SLS）的核心部分都有一个激光头，将各自使用的基础材料转化为3D打印部件。

2、但是大部分桌上熔融沉积型3D打印机（FDM）并不会使用激光头，而是用一个加热筒在其喷头作为“热端”来融化塑料。但是是否可以利用一个激光头来提升FDM 3D打印机的打印效率呢？麻省理工的研究人员Jamison Go和Anastasios John Hart大胆的进行了尝试，并成功研制出比普通市面上的桌面式FDM 3D打印机速度快10倍的3D打印机

3、而高速打印的奥秘就在于，它是在激光头的辅助下，配合应用特殊螺纹机械原理的喷头完成工作的。这两种机械部件结构在普通的FDM打印头中并没有使用过，但是这两种材料的使用却可以大大地提升材料流速。利用激光头高速加热和融化基础材料并通过螺旋纹结构的喷头，使其在压力作用下得以快速喷出。

三、什么是三维打印机

1、三维打印快速原型制造技术，又叫快速成形技术，（简称RP技术）；英文：RAPID PROTOTYPING（简称RP技术），或 RAPID PROTOTYPING MANUFACTUREING，简称RPM。

2、快速成型（RP）技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术,对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。

3、RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。RP技术的优越性显而易见它可以在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下，直接接受产品设计（CAD）数据，快速制造出新产品的样件、模具或模型。因此，RP技术的推广应用可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成本、提高开发质量。由传统的"去除法"到今天的"增长法"，由有模制造到无模制造，这就是RP技术对制造业产生的革命性意义。具体是如何成形出来的呢？形象地比喻：快速成形系统相当于一台"立体打印机"。它可以在没有任何刀具、模具及工装卡具的情况下，快速直接地实现零件的单件生产。根据零件的复杂程度，这个过程一般需要1～7天的时间。换句话说，RP技术是一项快速直接地制造单件零件的技术。RP系统的基本工作原理 RP系统可以根据零件的形状，每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面，然后再把它们逐层粘结起来，就得到了所需制造的立体的零件。当然，整个过程是在计算机的控制下，由快速成形系统自动完成的。不同公司制造的RP系统所用的成形材料不同，系统的工作原理也有所不同，但其基本原理都是一样的，那就是"分层制造、逐层叠加"。这种工艺可以形象地叫做"增长法"或"加法"。

4、每个截面数据相当于医学上的一张CT像片；整个制造过程可以比喻为一个"积分"的过程。

5、 RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。RP技术的基本原理是：将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据，计算机据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地烧结一层接一层的粉末材料（或固化一层又一层的液态光敏树脂，或切割一层又一层的片状材料，或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂）形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体，再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。自美国3D公司1988年推出第一台商品SLA快速成形机以来，已经有十几种不同的成形系统，其中比较成熟的有SLA、SLS、LOM和FDM等方法。其成形原理分别介绍如下：

6、（1）SLA（光固化成型法）快速成形系统的成形原理：

7、成形材料：液态光敏树脂；制件性能：相当于工程塑料或蜡模；主要用途：高精度塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。（2）SLS（激光选区烧结法）快速成形系统的成形原理：

8、成形材料：工程塑料粉末；制件性能：相当于工程塑料、蜡模、砂型；主要用途：塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。（3）LOM（叠层实体制造法）快速成形系统的成形原理：

9、成形材料：涂敷有热敏胶的纤维纸；制件性能：相当于高级木材；主要用途：快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。（4）FDM（熔融沉积法）快速成形系统的成形原理：

10、成形材料：固体丝状工程塑料；制件性能：相当于工程塑料或蜡模；主要用途：塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。应用RP技术的重要意义大大缩短新产品研制周期，确保新产品上市时间；

11、------使模型或模具的制造时间缩短数倍甚至数十倍；

12、------使复杂模型的直接制造成为可能；

13、显著提高新产品投产的一次成功率；

14、------可以及时发现产品设计的错误，做到早找错、早更改，避免更改后续工序所造成的大量损失；

15、------使设计、交流和评估更加形象化，使新产品设计、样品制造、市场定货、生产准备、等工作能并行进行；

16、支持技术创新、改进产品外观设计；

17、------有利于优化产品设计，这对工业外观设计尤为重要。

18、快速模具制造可迅速实现单件及小批量生产，使新产品上市时间大大提前，迅速占领市场。总而言之，RP技术是九十年代世界先进制造技术和新产品研发手段。在工业发达国家，企业在新产品研发过程中采用RP技术确保研发周期、提高设计质量已成为一项重要的策略。当前，市场竞争愈演愈烈，产品更新换代加速。要保持我市产品在国内外市场的竞争力，迫切需要在加大新产品开发投入力度、增强创新意识的同时，积极采用先进的创新手段。RP技术在不需要任何刀具、模具及工装卡具的情况下，可实现任意复杂形状的新产品样件的快速制造。用RP技术快速制造出的的模型或样件可直接用于新产品设计验证、功能验证、外观验证、工程分析、市场订货等，非常有利于优化产品设计，从而大大提高新产品开发的一次成功率，提高产品的市场竞争力，缩短研发周期，降低研发成本。快速原型制造技术生产力促进中心的成立为本市企业应用RP技术开展产品创新活动提供了很好的前提条件。