什么是激光烧结？释放先进增材制造的力量

激光烧结又称选择性激光烧结（SLS），是一种先进的增材制造工艺，它使用高功率激光将粉末材料熔融成三维实体结构。该工艺由计算机辅助设计（CAD）文件指导，CAD 文件引导激光在特定点逐层选择性地结合材料，从而制造出最终零件。与传统烧结方法不同的是，激光烧结不需要模具，能够生产出高度复杂的几何形状，同时将材料浪费降到最低。该工艺包括制备粉末、用激光选择性地熔化粉末，以及对最终零件进行后处理以达到所需的性能。

要点说明：

粉末材料的制备:
- 该工艺从制备粉末材料开始，粉末材料可以是金属、聚合物、陶瓷或复合材料。粉末必须具有特定的特性，如粒度和流动性，以确保均匀铺展和有效烧结。
- 粉末在烧结机内的构建平台上铺成薄薄的一层。再涂刀片或滚筒可确保粉末均匀分布。
激光烧结工艺:
- 使用高功率激光，通常是二氧化碳激光或光纤激光，选择性地熔化粉末颗粒。激光由 CAD 文件引导，该文件指定了材料应粘合的确切点。
- 激光将粉末加热到略低于熔点的温度，使颗粒凝聚并形成一个固体层。这一过程逐层重复，直至整个部件制作完成。
逐层建造:
- 每烧结一层后，将构建平台降低一小段，然后在前一层上铺上一层新的粉末。然后，激光对新层进行烧结，将其与下面一层粘合在一起。
- 这种迭代过程一直持续到整个部件完成。未烧结的粉末在构建过程中起到支撑结构的作用，无需额外的支撑材料。
冷却和凝固:
- 零件完全成型后，要在成型室中进行冷却。冷却是一个关键步骤，因为它能确保零件均匀凝固并将残余应力降至最低。
- 冷却速度会影响最终零件的微观结构和机械性能，因此要对其进行严格控制。
后处理:
- 冷却：冷却后，将部件从成型室中取出，刷去或吹去多余的粉末。根据材料和应用的不同，可能还需要其他后处理步骤，如热处理、表面精加工或机加工。
- 后处理可提高零件的机械性能、尺寸精度和表面质量。
激光烧结的优势:
- 设计自由:激光烧结可以生产出传统制造方法难以实现或无法实现的复杂几何形状。
- 材料效率:与机械加工等减法相比，由于该工艺是加法工艺，因此产生的废料极少。
- 快速成型:激光烧结可直接根据 CAD 文件快速生产功能部件，因此被广泛用于快速原型制造。
- 定制:该工艺是生产定制或小批量零件的理想选择，无需昂贵的工具。
激光烧结的应用:
- 航空航天:用于生产具有复杂几何形状的轻质高强度部件。
- 医疗:是制作定制植入物、假肢和手术工具的理想选择。
- 汽车:用于制作原型和生产功能部件，减轻重量，提高性能。
- 消费品:可生产定制产品和复杂设计。

总之，激光烧结是一种多功能、高效的快速成型制造工艺，在设计灵活性、材料效率和快速生产方面具有显著优势。通过了解其中涉及的关键步骤和注意事项，制造商可以利用这项技术为各种应用生产出高质量的复杂零件。

汇总表：

关键步骤	详细内容
粉末制备	粉末材料（金属、聚合物、陶瓷）的制备是为了均匀铺展。
激光烧结	在 CAD 的引导下，高功率激光将粉末颗粒逐层熔化。
逐层构建	每层烧结并与前一层粘合，形成三维部件。
冷却和凝固	工件均匀冷却，以尽量减少应力并确保适当凝固。
后处理	去除多余粉末，对部件进行热处理或表面抛光。
优势	设计自由、材料高效、快速成型和定制。
应用领域	航空航天、医疗、汽车和消费品行业。