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激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)的研究現(xiàn)狀

來(lái)源:杰呈3D打印 發(fā)布時(shí)間:2020/6/5 11:16:21 瀏覽次數(shù):169
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選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)(SelectiveLaserSintering,SLS)是激光3D打印技術(shù)的一種,最早是由來(lái)自美國(guó)Texas大學(xué)Austin分校的C.R.Decard首先提出的,并于1989年得到成功研制,隨后由DTM公司推出了該工藝的生產(chǎn)化設(shè)備并投入市場(chǎng),因其能夠成型多種粉末材料、制造工藝簡(jiǎn)單,以及其廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域等諸多優(yōu)點(diǎn),成為當(dāng)前發(fā)展最快的快速成型方法之一,并引起廣泛關(guān)注。


美國(guó)DTM公司于1992年推出了Sinteratation2000系列商品化SLS成型機(jī),之后分別于1996年、1998年推出了經(jīng)過(guò)改進(jìn)的SLS成型機(jī)Sintertation2500和Sinterstation2500plus,同時(shí)也開(kāi)發(fā)出許多燒結(jié)材料,可以直接打印出精鑄蠟粉、PS粉、覆膜砂、覆膜陶瓷粉、覆膜金屬粉等材料的零件原型。SLS技術(shù)之所以能夠在短短30年之間快速發(fā)展成為擁有研究最深入的技術(shù)以及最廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域的快速成型技術(shù)之一,完全是基于SLS技術(shù)對(duì)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)試制、模型的制造以及一些小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)制造等領(lǐng)域,呈現(xiàn)出非常廣闊的應(yīng)用前景。由于多年來(lái)DTM公司一直致力于快速成型設(shè)備以及成形材料等方面的研究,所以DTM公司在快速成型領(lǐng)域一直遙遙領(lǐng)先。在2011年,3DSystem公司由于收購(gòu)了DTM公司,因而擁有了最先進(jìn)的SLS技術(shù)。在技術(shù)層面上,3DSystem公司也不斷推陳出新,其研發(fā)的帶有智能溫控系統(tǒng)的SintertationHiQ系列成型設(shè)備,不僅能夠提高燒結(jié)件的質(zhì)量,而且對(duì)燒結(jié)件進(jìn)行的后處理時(shí)間也大大縮短,更進(jìn)一步地提高了材料利用率及生產(chǎn)效率。除此之外,該公司推出的SinterstationHS系列設(shè)備的激光器的功率最高可達(dá)100W,其激光傳輸系統(tǒng)的成型速度可以達(dá)到SintertationHiQ產(chǎn)品的1.8倍,因此該設(shè)備可用于更多種類(lèi)材料的加工成型,比如金屬粉末、熱塑性粉末和高分子復(fù)合材料粉末等。


1989年從事SLS技術(shù)研究的德國(guó)EOS公司成立,其所掌握的SLS技術(shù)在全球范圍內(nèi)亦處于相當(dāng)重要的位置。SLS技術(shù)最初的成形材料只有塑料粉和石蠟粉,直到EOS公司與芬蘭的RapidProductInnovations公司共同開(kāi)發(fā)出用于SLS成型的不收縮銅粉和不銹鋼粉末,從此SLS技術(shù)拓展到金屬材料成型領(lǐng)域。在1994年,EOS公司陸續(xù)推出EOSINTP/M/S系列SLS成型設(shè)備。根據(jù)不同系列設(shè)備的性能指標(biāo),EOSINTP主要用于熱塑性塑料粉末的激光燒結(jié),直接快速成型一些塑料功能件、熔模鑄造或者真空鑄造的原型;EOSINTM則多用于燒結(jié)金屬粉末材料,可以直接制造一些金屬功能性零件或者金屬模具;EOSINTS可直接對(duì)覆膜砂材料進(jìn)行燒結(jié),用于復(fù)雜零件鑄造用砂(芯)的快速成型。這些年,為了使快速成型設(shè)備不僅具有更快的成型效率、更高的成型精度、更加簡(jiǎn)單的操作控制,還要盡可能地完成尺寸更大的燒結(jié)件的加工成型,EOS公司一直致力于對(duì)成型機(jī)軟、硬件進(jìn)行不斷的升級(jí)和完善。近期在燒結(jié)材料方面,EOS公司也取得較大進(jìn)展,研發(fā)出了多種多功能成型材料,經(jīng)SLS快速成型技術(shù)后可直接作為功能件。例如,PrimePartFR材料為阻燃聚酰胺粉,適合制作航空航天領(lǐng)域用零部件;PrimePartST材料為聚醚共聚酰胺粉,適合制作橡膠類(lèi)柔韌彈性制件;PEEKHP3由于具有優(yōu)良的耐磨性、抗菌(即生物兼容)性,能在醫(yī)療領(lǐng)域取代鈦合金,以及在航天領(lǐng)域中制作一些輕結(jié)構(gòu)和阻燃件等。




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