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透析第三次工业革命关键技术——选择性激光烧结

导读: 近期,英国《经济学人》杂志在《第三次工业革命》一文中,将3D打印技术作为第三次工业革命的重要标志之一,引发了世人对3D打印的强烈关注。

  近期,英国《经济学人》杂志在《第三次工业革命》一文中,将3D打印技术作为第三次工业革命的重要标志之一,引发了世人对3D打印的强烈关注。

  事实上,3D打印起源于美国,作为快速成型中一类技术的统称,其打印的流程被称为是“添加式制造”。

  3D打印是指可打印出三维效果的打印技术,它突破了平面打印的二维结构,可以打印出塑料制成的固体制品。3D打印是添加剂制造技术的一种形式,在添加剂制造技术中三维对象是通过连续的物理层创建出来的。它的优点是速度快、价格便宜、高易用性。

  据介绍,快速成型技术与传统的加工方式不同,通过分层制造、逐渐叠加的方式生产最终产品。该技术的特点是不需要模具,可以一次加工完成。快速成型技术的另外一个特点是可以加工结构非常复杂的产品。目前3D打印技术在美国已经产业化,2011年3D打印市场规模17.1亿美元。

  3D 打印是添加剂制造技术的一种形式,在添加剂制造技术中三维对象是通过连续的物理层创建出来的。3D打印机相对于其他的添加剂制造技术而言,具有速度快,价格便宜,高易用性等优点。3D打印机就是可以"打印"出真实3D物体的一种设备,功能上与激光成型技术一样,采用分层加工、迭加成形,即通过逐层增加材料来生成3D实体,与传统的去除材料加工技术完全不同。称之为"打印机"是参照了其技术原理,因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。

  选择性激光烧结技术(SLS)作为3D打印技术中的关键一环,近年来引起各国重视。

  1 SLS简介

  20世纪90年代开始,随着世界经济竞争的日益激烈化和全球化,产品制造商们越来越需要以最短的时间制造出符合人们消费需求的新产品来抢占市场。20世纪80年代末出现的快速成型(Rapid Prototyping,简称RP)就是在这样的背景下提出并逐步得以发展的。RP技术是一种逐层零件制造上艺,它突破传统的材料变形成型和去除材料成型的工艺方法,使用近乎全自动化的工艺从CAD文件直接生产所需要的模型或模具,可以显著减少产品原型的开发时间和成本,极大的提高产品的质量;另外,RP制造过程中不需要任何传统意义上的工装夹具、刀具或模具即可制造出任何复杂形状的零部件。因此。RP技术在现代制造业中越来越具有竞争力,有望成为21世纪的的主流制造技术。

  目前典型的快速成型的方法有:光固化立体造型SLA(StereoLithography Apparatus)、分层物件制作LOM(Laminated Object Manufacturing)、选择性激光烧结SLS(Selective Laser Sintering)和熔融沉积造型FDM(Fused Deposition Modeling)等。各种RP方法具有其自身的特点和适用范围。

  由于SLS工艺具有粉末选材广泛、适用性广、制造工艺比较简单、成形精度高、无需支撑结构、可直接烧结零件等诸多优点,成为当前发展最快、最为成功的且已经商业化的RP方法之一,在现代制造业得到越来越广泛的重视。主要综述SLS技术的工艺原理、实际应用、发展历程和现状。

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