行業(yè)內(nèi)有多種3D打印技術(shù),它們分別用于不同的領(lǐng)域和不同的用途。其中包括金屬3D打印技術(shù)-選擇性激光燒結(jié)(SLS)。這項(xiàng)技術(shù)如何運(yùn)作?可以使用什么材料?博型科技來告訴你!
選擇性激光燒結(jié)或SLS技術(shù)的開發(fā)始于1980年代。美國德克薩斯州奧斯汀大學(xué)的Carl Deckard博士和Joe Beaman博士開發(fā)了粉末床融合技術(shù)的基礎(chǔ)。由于使用了激光,這些技術(shù)能夠使用從聚合物到金屬的多種材料進(jìn)行制造。當(dāng)專門提到SLS技術(shù)時(shí),我們談?wù)摰氖撬芰暇酆衔?,主要是尼龍。但是,這將在過去幾年中有所改變。
實(shí)際上,戴卡德(Deckard)和比曼(Beaman)這兩位醫(yī)生獲得了選擇性激光燒結(jié)的專利。此外,他們還參與了DTM公司的創(chuàng)建,該公司現(xiàn)在是3D Systems的一部分(自2001年起)。從那時(shí)起,出現(xiàn)了許多專門從事粉末熔融技術(shù)的公司,包括專門從事SLS的Farsoon Technologies。最后,應(yīng)該指出,RF Housholder早在1979年就發(fā)明了一種類似于SLS的方法并申請了專利,但是從未商業(yè)化。
激光或SLS選擇性燒結(jié)如何工作?
選擇性激光燒結(jié)使得無需使用中間粘合劑或無需經(jīng)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(shè)計(jì)對象。然后,該模型將以數(shù)字格式(STL文件)發(fā)送到3D打印機(jī)。然后,借助CO2激光產(chǎn)生的溫度,從熔融粉末中逐層進(jìn)行打印。
要開始該過程并準(zhǔn)備3D SLS打印機(jī),請將粉斗和建筑區(qū)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?zé)Y(jié)(即熔合)呈所需形狀的粉末狀聚合物顆粒。組件的整個(gè)橫截面都由激光掃描,因此該組件結(jié)構(gòu)牢固(3)。當(dāng)層完成后,構(gòu)造平臺向下移動(dòng)以允許重新涂覆材料表面。重復(fù)該過程,直到完成整個(gè)部分(4)。
打印后,零件完全被粉末覆蓋。在繼續(xù)進(jìn)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(gè)小時(shí)。隨后,用壓縮空氣或某種其他清潔介質(zhì)清潔零件,并準(zhǔn)備使用或進(jìn)一步處理。
選擇性激光燒結(jié)材料
粉末熔融技術(shù)允許使用多種材料制造物體,SLS技術(shù)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(shù)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(jī)械性能。
這項(xiàng)技術(shù)的大多數(shù)最初使用都與原型的開發(fā)有關(guān),但是隨著材料的耐用性和3D SLS打印機(jī)價(jià)格的降低,這種情況正在改變,選擇性激光燒結(jié)也可以進(jìn)行最終零件的開發(fā)。
發(fā)展
SLS技術(shù)用于設(shè)計(jì),汽車,航空航天和工程行業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。直到幾年前,選擇性激光燒結(jié)3D打印機(jī)的主要制造商還是3D Systems和EOS GmbH,主要應(yīng)用于專業(yè)行業(yè)。
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(jìn)行印刷的SLS機(jī)器的制造商。截至2014年,該技術(shù)的專利已發(fā)布,因此該行業(yè)出現(xiàn)了多個(gè)參與者。從諸如Natural Robots及其VIT機(jī)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(yīng)該使這些技術(shù)民主化,并使它們更接近該行業(yè)的公司。
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