行業內有多種3D打印技術,它們分別用于不同的領域和不同的用途。其中包括金屬3D打印技術-選擇性激光燒結(SLS)。這項技術如何運作?可以使用什么材料?博型科技來告訴你!
選擇性激光燒結或SLS技術的開發始于1980年代。美國德克薩斯州奧斯汀大學的Carl Deckard博士和Joe Beaman博士開發了粉末床融合技術的基礎。由于使用了激光,這些技術能夠使用從聚合物到金屬的多種材料進行制造。當專門提到SLS技術時,我們談論的是塑料聚合物,主要是尼龍。但是,這將在過去幾年中有所改變。
實際上,戴卡德(Deckard)和比曼(Beaman)這兩位醫生獲得了選擇性激光燒結的專利。此外,他們還參與了DTM公司的創建,該公司現在是3D Systems的一部分(自2001年起)。從那時起,出現了許多專門從事粉末熔融技術的公司,包括專門從事SLS的Farsoon Technologies。最后,應該指出,RF Housholder早在1979年就發明了一種類似于SLS的方法并申請了專利,但是從未商業化。
激光或SLS選擇性燒結如何工作?
選擇性激光燒結使得無需使用中間粘合劑或無需經過組裝階段即可打印功能對象。在打印之前,使用CAD軟件(例如CATIA,SolidWorks,ProEngineer)設計對象。然后,該模型將以數字格式(STL文件)發送到3D打印機。然后,借助CO2激光產生的溫度,從熔融粉末中逐層進行打印。
要開始該過程并準備3D SLS打印機,請將粉斗和建筑區域加熱到低于聚合物粉(1)的熔融溫度。第一層粉末沉積在施工平臺(2)上。然后,CO 2激光器選擇性地燒結(即熔合)呈所需形狀的粉末狀聚合物顆粒。組件的整個橫截面都由激光掃描,因此該組件結構牢固(3)。當層完成后,構造平臺向下移動以允許重新涂覆材料表面。重復該過程,直到完成整個部分(4)。
打印后,零件完全被粉末覆蓋。在繼續進行清潔和后處理階段之前,必須先將這種粉末容器冷卻。這最多可能需要12個小時。隨后,用壓縮空氣或某種其他清潔介質清潔零件,并準備使用或進一步處理。
選擇性激光燒結材料
粉末熔融技術允許使用多種材料制造物體,SLS技術是指塑料聚合物。最常見的是聚酰胺PA 12,通常稱為尼龍12。盡管該技術還可以使用聚丙烯,鋁化物,碳酰亞胺,PEBA,PA 11和PEEK來制造。也可以向材料中添加其他添加劑的纖維,例如碳纖維,玻璃或鋁,從而改善零件的機械性能。
這項技術的大多數最初使用都與原型的開發有關,但是隨著材料的耐用性和3D SLS打印機價格的降低,這種情況正在改變,選擇性激光燒結也可以進行最終零件的開發。
發展
SLS技術用于設計,汽車,航空航天和工程行業等多個領域。直到幾年前,選擇性激光燒結3D打印機的主要制造商還是3D Systems和EOS GmbH,主要應用于專業行業。
圖片來源:Paragon Rapid Technologies Limited
后者是唯一能夠使用PEEK等高性能熱塑性塑料進行印刷的SLS機器的制造商。截至2014年,該技術的專利已發布,因此該行業出現了多個參與者。從諸如Natural Robots及其VIT機器之類的新公司,到諸如Formlabs及其新型Fuse 1之類的知名品牌。這應該使這些技術民主化,并使它們更接近該行業的公司。
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