传统烧结和选择性激光烧结有什么区别？选择正确的制造路径

根本区别在于它们的制造方法。传统烧结是一个后处理步骤，通过加热整个预成型物体来增加其密度和强度。相比之下，选择性激光烧结 (SLS) 是一种增材制造工艺，它从头开始构建物体，使用激光将粉末材料逐层熔合在一起。

虽然这两种工艺都使用热量来粘合颗粒，但传统烧结完善了现有形状，而选择性激光烧结则根据数字文件创建形状本身。理解这种区别是选择正确制造路径的关键。

传统烧结的机械原理

传统烧结是粉末冶金、陶瓷和其他材料科学中的基础工艺。它的主要目标不是创建形状，而是将易碎、多孔的物体转变为坚固、耐用的物体。

该过程始于“生坯件”——使用模具或压模将粉末压缩成所需形状而形成的部件。这个部件足够坚固，可以处理，但缺乏其应用所需的最终强度和密度。

将生坯件放入炉中，加热到高温度，通常低于材料的熔点。这种均匀的环境热量使单个粉末颗粒中的原子在边界处扩散，将它们熔合在一起。

随着颗粒的熔合，它们之间的孔隙和空隙收缩或完全闭合。结果是部件的密度、强度和孔隙率明显高于初始生坯件，同时在很大程度上保留了其原始形状。

选择性激光烧结是一种 3D 打印技术，属于增材制造的范畴。它直接根据数字设计构建零件，无需模具或工具。

该过程始于 3D CAD 模型和一个装有细小聚合物、金属或陶瓷粉末的机器。辊子或刮刀将一层薄而均匀的粉末铺在构建平台上。

在 CAD 文件的指导下，高功率激光选择性地将零件的横截面扫描到粉末床的表面上。激光的能量将粉末加热到足以在该特定区域熔化或熔合颗粒的程度。然后平台降低，铺上一层新粉末，过程重复。

SLS 的目标是从头开始构建一个完整、接近净形的零件。由于它是逐层构建的，因此它可以生产出传统模塑和烧结无法实现的极其复杂的几何形状、内部通道和精细特征。

在这两种方法之间进行选择需要清楚地了解它们固有的优点和缺点，这些直接与其不同的机制相关联。

SLS 提供了几乎无限的几何自由度，使其非常适合原型、定制零件和复杂、小批量的生产。传统烧结依赖模具来制造生坯件，更适合简单、可重复形状的大批量制造，因为可以在其中分摊模具成本。

SLS 的选择性加热对于创建形状非常高效，但与传统方法相比，它有时会导致最终密度较低和材料微观结构不同。传统烧结过程中在炉内进行的均匀、持续的加热通常会产生具有更高密度和更均匀机械性能的零件。

SLS 是一种“无工具”工艺，这意味着您可以非常快速地从数字文件转变为物理零件。传统烧结需要在制造生坯件的模具或压模方面投入大量的前期时间和金钱，从而导致初始交货时间较长。

您的决定应完全取决于您的项目在几何形状、体积和材料性能方面的目标。

最终，选择正确的方法意味着将工艺能力与您的特定制造需求保持一致。