SLS 3D打印機如何工作？

魔猴君  知識堂   461天前

SLS（選擇性激光燒結）3D打印因其能夠以極快的速度制造具有優異機械性能和高分辨率的聚合物工程級零件而備受贊譽，是工程師和工業設計師用來制作功能性快速原型和最終用途零件的技術。

那么SLS3D打印機是如何工作的？本文為大家詳細講述。

SLS 3D打印機使用激光將聚合物粉末形成固體形狀（來源：Ricoh 3D）

選擇性激光燒結是一種粉末床熔融技術，使用高功率激光選擇性地燒結（而不是熔化）聚合物粉末顆粒，通過熱量和壓力以逐層方式將它們完全熔合在一起，直到制造出3D設計。

該過程通常首先向3D打印機裝載聚合物粉末。有些機器使用干凈的墨盒，而其他機器則要求您只需將粉末倒入即可。接下來，機器將粉末箱和構建區域加熱到略低于聚合物的熔化溫度。

構建室可以具有受控的惰性氣氛，即從封閉空間中除去空氣并用惰性氣體（通常是氮氣）替換。SLS聚合物在高溫下長時間保存時會氧化，因此去除氧氣可以減少氧化并改善打印部件的材料性能。它還使您能夠使用更高比例的“用過”粉末與新鮮粉末進行打印。

您的零件可能不需要惰性環境來達到您所需的零件質量，因此許多桌面SLS 3D打印機沒有內置氮氣生成功能，盡管它可以是可選功能。工業SLS 3D打印機通常具有內置功能來創建和控制打印機內部的氮氣環境。評估打印機時要記住氮氣是一種消耗品。

接下來，重涂刀片在構建平臺上涂上一層薄薄的粉末。然后，激光（或多個激光）掃描下一層的輪廓并燒結粉末顆粒。一旦完成一層，構建平臺就會向下移動，刀片會在表面上重新涂上一層干凈的粉末。重復這個過程，直到一個或多個零件完成，同時仍然包裹在粉末中。

手動對SLS 3D打印部件進行除粉的（來源：Sinterit）

打印過程完成后，接下來會進行大量的后處理。箱子必須先冷卻下來，然后才能從設備中取出零件，這可能需要幾個小時。一些模塊化3D打印機允許您移除構建室并插入另一個構建室，而無需等待冷卻完成。

將零件從構建室中取出后，用刷子、壓縮空氣站或其他形式的噴砂技術對其進行清潔。帶有透明罩的封閉式除粉和處理站加快了流程并大大提高了工人的安全。收集打印過程中留下的松散粉末，以便在下一次打印作業中重復使用（與每個過程特有的一定比例的新鮮未使用粉末混合）。同樣，這里的粉末站將促進粉末回收并減少空氣污染物與材料混合的機會。額外的后處理可能包括著色、拋光、噴漆或機械加工。

SLS技術的新子類別稱為“冷金屬融合”，在SLS機器中使用專利金屬粉末來制造金屬零件。這種獨特的原料由德國Headmade Materials開發，于2021年推出，每個金屬顆粒上都有一層薄薄的聚合物涂層。在幾乎所有SLS機器內的3D打印過程中，聚合物將每個顆粒粘合在一起，但只有少數機器配置了粉末。

編譯整理：ALL3DP