SLS 選擇性激光燒結(jié):影響最為深遠的3D打印技術(shù)(2)
3 SLS的應(yīng)用
金屬粉末的燒結(jié)
用于SLS燒結(jié)的金屬粉末主要有三種:單一金屬粉末、金屬混合粉、金屬粉加有機物粉末。相應(yīng)地,SLS技術(shù)在成型金屬零件時,主要有三種方式:
a. 單一金屬粉末的燒結(jié)
例如鐵粉,先將鐵粉預熱到一定溫度,再用激光束掃描、燒結(jié)。燒結(jié)好的制件經(jīng)熱等靜壓處理,可使最后零件的相對密度達到99.9%。
b. 金屬混合粉末的燒結(jié)
主要是兩種金屬的混合粉末,其中一種粉末具有較低的熔點.另一種粉末的熔點較高。例如青銅粉和鎳粉的混合粉。先將金屬混合粉末預熱到某—溫度.再用激光束進行掃描,使低熔點的金屬粉末熔化(如青銅粉),從而將難熔的鎳粉粘結(jié)在一起。燒結(jié)好的制件再經(jīng)液相燒結(jié)后處理,可使最后制件的相對密度達到82%。
c. 金屬粉末與有機黏合劑粉末的混合體
將金屬粉末與有機黏合劑粉末按一定比例均勻混合,激光束掃描后使有機黏合劑熔化,熔化的有機黏合劑將金屬粉末黏合在一起(如銅料和有機玻璃粉)。燒結(jié)好的制件再經(jīng)高溫后續(xù)處理,一方面去除制件中的有機黏合劑,另一方面提高制件的力學強度和耐熱強度。
利用SLS技術(shù)打印的金屬物件(圖片來源:desingnswan.com)
利用SLS技術(shù)制成的金屬藝術(shù)品(圖片來源:南極熊)
目前,SLS發(fā)明人Dechard組建的美國DTM公司的產(chǎn)品中,已經(jīng)商業(yè)化的金屬粉末產(chǎn)品有以下幾種:
1. RrapidSteel1.0,其材料成分為1080碳鋼金屬粉末和聚合物材料,聚合物均勻覆在粉粒的表面,成型坯的密度是鋼密度的55%,強度可達2.8 MPa,所滲金屬可以是純銅,也可以是青銅,這種材料主要用來制造注塑模。
2. RrapidSteel2.0,其燒結(jié)成型件完全密實,達到鋁合金的強度和硬度,能進行機加工、焊接、表面處理及熱處理,可作為塑料件的注塑成型模具,注塑模的壽命可達到10萬件/副,也可以用來制造用于Al、Mg、Zn等有色金屬零件的壓鑄模,壓鑄模的壽命能達到200~500件/副。
3. Copper Polyamide,基體材料為銅粉,黏結(jié)劑為聚酰胺(Polyamide),其特點是成型后不需二次燒結(jié),成型件可用于常用塑料的注塑成型,壽命為100~400件/副。
此外,還有德國EOS推出的DirectSteel(混合油其他金屬粉末的鋼粉末)等材料。
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