SLS(选择性激光烧结)

SLS〔选择性激光烧结〕1989年；要结实的多，通常可以用来制作构造功能件；SLA的地方：材料多样且性能接近一般工程塑料材料；工艺简洁，不需要碾压和掩模步骤；使用热塑性塑料材料可以制作活动铰链之类的零件；成型件外表多粉多孔，使用密封剂可以改善并强化零件；使用刷或吹的方法可以轻易地除去原型件上未烧结的粉末材料。选择性激光烧结1989年被制造。材料特性比光固化成型〔SLA〕工艺材料优越。多种材料可选PC，尼龙或者添加玻纤的尼龙。如下图，SLS机器包括两个粉仓，位于工作台两边。水平辊将粉末从一个粉仓，穿过工作区间推到另一到整个零件烧结完毕。〔SLS—RapidPrototyping〕技术是先进制造技术的重要组成局部，它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代技术成果。与传统制造方法不同，快速成型制造从零件的CAD模型动身，通过软件分层和数控成型系统，用激光束或其它方法将材料积存而形成实体零件模具和传统刀具广泛应用于航空航天、汽车摩托车、科学争论、医疗、家电等领域。SLS原理〔热固性光敏材料烧结〔石蜡、金属、陶瓷粉末〕、熔融沉积造型〔石蜡、塑料、低熔点金属〕和分层实体制造〔纸、金属带、塑料膜〕。本文介绍的是选择性激光烧结成型，用于成型加工的机器是从北京隆源购进的AFS320快速成型机。选择性激光烧结成型的原理是首先生成一个产品的三维CADSTLSTL文件“切”出设定厚度的一系列片层，或者直接从CAD文件切出一系列的片层，这些片层按次序累积起来便是所涉及零件的外形。如图1所示，整个成型过程是在成型活塞筒内完成。在成型活塞筒的一侧有一个供粉活塞筒。成型步骤如下：1AFS320快速成型机原理首先，供粉活塞上移肯定量。铺粉滚轮将粉末〔PSB〕均匀地铺在加工平面上。激光器发出关。激光束扫过之处，粉末烧结成肯定厚度的片层，未扫过的地方仍旧是松散的粉末〔层厚度〕了。成型零件数据处理成型零件要经过数据转换与处理。处理的软件分别有：三维CAD造型软件〔如PRO/E、SolidWorks、SolidEdgeUG等〕、数据转换与处理软件〔MAGIC9.0〕和监控软件〔AFSWin〕。造型软件都是市场上已有的，主要负责成型零件的几何造型，然后将创立的零件模型输出为STLMAGIC9.0翻开STL文件，并进展一些数据处理与参数设置。模型修补与缩放处理由于各种三维造型软件都有自己的数据格式出为STLMAG-IC9.0翻开STL格式的模型文件这种收缩，一般是依据材料的不同进展模型放大补偿，一般沿Z向放大1.005。而依据成型以后的零件所作的用途还要给CAD模型作另外的缩放处理。例如用石腊作为成型材料做消逝模。假设消逝模是用来铸造铝件，那么要CAD模型整体放大1%，假设消逝模是用来铸造钢件，那么要给CAD模型整体放大2%。依据模具铸造材料的不同选择不同的缩放比例。模型放置与添加零件支撑AFS〔快速成型系统〕供给了温度要小于零件的烧结温度。也就是激光束在扫描经过支撑的时候，激光器的功率要降低，扫描密度要降低，扫描线宽要增大。这样，支撑的烧结强度就低，成型以后很简洁去除。如图2所示，成型零件是一个吸尘器的封盖，当封盖模型经过缩放处理后就可以添加支撑了，量要求较高的面最好放置为顶面，特别是对于细小凸起，如图2所示的箭头标志，更要放置寸较大的边横放，削减扫描的层数，缩短加工时间。2添加支撑切片参数设置超过0.4mm。这里的刀具指的是激光束，依据激光束品质的不同，在烧结零件外轮廓时，刀具补偿为0.15mm，支撑的刀具补偿为-2mm。零件和支撑要分别进展切片处理，由于它们的扫描参数是不一样的。对于零件来说，一般选择扫描线宽为0.15mm，即激光束扫描轨迹之间的间隔。支撑一般是0.8mm。扫描线宽太大，不简洁烧结成型，扫描线宽太小，简洁导致烧结区温度过高，导致支撑强度大，不简洁取出。输出切片文件将经过Magic软件处理过的成型件的CAD模型导出〔零件与支撑分别导出〕，导出格式为*.cil。然后用特地进展切片处理的系统ArpsCAD模型每一层的信息。导出格式为*.cil。在作切片处理时要先设置处理参数，如图3所示，扫描参数有：3切片参数设置扫描轮廓参数设置包括：1〕AFI文件中，先进性轮廓扫描，再进展填充扫描；2〕后扫描轮廓：在输出的AFI文件中，先进展填充扫描，再进展轮廓扫描。扫描方向参数设置包括：1〕X方向，即扫描线平行于X轴；2〕X、Y方向交替，即扫描线方向在平行于X坐标轴和平行于Y坐标轴两个方向上交替使用。优化原则参数设置：从切片上的扫描区域的拓扑构造来看，整个扫描区域是由假设干个界分解成假设干个子扫描区域，这样，逐个扫描子扫描区域，在一个子扫描填充扫描完毕后，才跳到下一个扫描区域。如图4所示，整个扫描区域分为里面的小正方形区域和外面的ABCD；广度优先原则；深度优先原则；深度广度混合原则；如图4所示，外面的连通区域划分成更小的A、B、C、D四个子连通区域。在一个子连通区域扫描完毕时，依据优化原则的不同，跳向的另一个子连通区域也有所不同。选择广度优先原则方向〕时，扫描挨次是A-B-C-D；选择深度优先原则时，扫描挨次是A-B-D-C。依据子扫描区域的划分状况可以选择不同的优化原则。4扫描路径优化成型加工及参数设置ARPSAFIAFSwin。AFSwin读入AFI切片文件。依据成型零件的尺寸大小，成型缸内一次可以成型多个零件，也就是说AFSwin一次可以读入多个成型零件的AFI理的排列。下一步工作就是进展参数设置，需要设置的参数主要有：铺粉参数，即加工参数，它包括成型缸下降距离、料缸上升距离、铺粉电机和滚轮电机的速度4个参数。该4个参数打算了铺粉的平坦及速度。而这些又对成型质量和效率有距离。加热温度参数。成型缸上部装有加热器，并由温控表掌握粉末外表温度，加热的作用是减小成型过程中的变形、节约激光能量。加热温度的设定和调整是依据材料的不同而异。对于PSB粉末，其加工时的粉末外表温度为98-102摄氏度。为了防止零件变形，一般成型20120摄氏度左右。具体方法是当红外测温仪测得成型缸外表的粉末温度到达12025层烧结成型过温度恒定在98-120摄氏度成型所需的温度范围内。由于刚开头激光器烧结粉末，在成具备了肯定的热积存，因此加热器功率减小，这样可以保证成型件上下成型时的温度恒定，有利于防止底部热变形，提高成型质量。成型过程中与加热温度相关的问题有：1〕边角部使烧结区翘曲变形。2〕粉末板结严峻，增加后处理中清粉的难度：这是烧结过程中，粉末在一起，难于从零件中去除。3〕在烧结过程中观看不到变形，但取出零件后底部变形：这烧结区消灭增大现象。4〕应垂直的边界消灭倾斜：这是由于各层的收缩程度不一样，收缩程度也和加热温度直接相关。适当提高粉末的加热温度可以解决这个问题。扫描速度和激光功率参数。扫描速度和激光功率对烧结零件的强度和变形量精度有较大的影响。扫描速度大，则加工速度快，但成型零件的精度、强度会降低。激光功率的大小形。一般设置为10-20W。激光功率包括扫描零件的激光功率和扫描支撑的激光功率。扫描支撑的激光功率一般比扫描零件的激光功率大10W左右。由于支撑的扫描线宽很大，激光功率过小不易烧结成型。成型过程中与加热温度相关的问题有：1〕成型零件在后处理过程中2〕构造不同的粉末加热温度有关。3〕底部变形等。扫描参数。是指激光器的扫描参数，用来设置扫描器的扫描速度及空跳速度。扫描速时还可以为零件内部扫描和