3D打印技术介绍之 SLS选择性激光烧结

       选择性激光烧结技术所采用的冶金机制为液相烧结机制，成形过程中粉体材料发生部分熔化，

粉体颗粒保留其固相核心，并通过后续的固相颗粒重排、液相凝固粘接实现粉体致密化。SLS 技术原理及其特点

       整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成，工作粉末缸活塞（送粉活塞）上升，由铺粉辊将粉末在

成型缸活塞（工作活塞）上均匀铺上一层，计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹，

有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。完成一层后，工作活塞下降一个层厚，铺粉系

统铺上新粉，控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复，层层叠加，直到三维零件成型。SLS工艺采用半固态液相烧结机制，粉体未发生完全熔化，虽可在一定程度上降低成形材料积聚的热

应力，但成形件中含有未熔固相颗粒，直接导致孔隙率高、致密度低、拉伸强度差、表面粗糙度高等

工艺缺陷，在SLS 半固态成形体系中，固液混合体系粘度通常较高，导致熔融材料流动性差，将出现

SLS 快速成形工艺特有的冶金缺陷——“球化”效应。球化现象不仅会增加成形件表面粗糙度，更会

导致铺粉装置难以在已烧结层表面均匀铺粉后续粉层，从而阻碍SLS 过程顺利开展。     

       由于烧结好的零件强度较低，需要经过后处理才能达到较高的强度并且制造的三维零件普遍存在

强度不高、精度较低及表面质量较差等问题。在SLS出现初期，相对于其他发展比较成熟的快速成型方

法，选择性激光烧结具有成型材料选择范围广，成型工艺比较简单（无需支撑）等优点。但由于成型

过程中的能量来源为激光，激光器的应用使其成型设备的成本较高，随着2000 年之后激光快速成形设

备的长足进步（表现为先进高能光纤激光器的使用、铺粉精度的提高等），粉体完全熔化的冶金机制被

用于金属构件的激光快速成形。选择性激光烧结技术（SLS）已被类似更为先进的技术代替。