解读3D打印技术即将解禁的核心专利——激光烧结技术

2013-07-27 00:05

　　由于SLS工艺可以直接制造金属零件，近年来受到各国高校以及R&D机构的普遍最视。

　　近年来，美国的Texas大学Austin学院自由成形实验室对SLS技术和后处理工艺长期进行研究，其钢铁及合金粉末材料的烧结件的致密度达到80％以上，并进一步研究了SLS金属热渗透、热等静压等后处理工艺。Michigan大学的学者们主要从事用SLS技术制作医用人工骨骼材料研究。

　　比利时的J．P．Kruth教授等学者对SIS的烧结机理进行了深入研究，并对SLS工艺进行了分类，对认识烧结理论起了重要作用。

　　白俄罗斯国家科学院的学者对单一和二元金属粉末(Ni—cu、Fe—cu等合金)的SLS进行了细致研究，提出了烧结过程中的“球化效应”(Bailing)是影响烧结质量和精度的最关键问题，并对球化效应的产生原理和控制方法进行了研究。

　　英国Liverpool大学快速原型中心的学者K．K．B．Hon对SiC和聚合物混合粉末进行了SLS试验，研究了各种工艺参数(激光功率、扫描速度、间距、层厚等)对烧结件机械性能的影响。Louthborough大学的学者使用脉冲Nd：YAG激光器烧结工具钢粉末，主要研究了扫描方式和烧结线问距对烧结性能的影响。

　　日本Osaka大学的学者主要从事金属SLS过程的有限元仿真工作，从而推断出烧结试样成形时最可能发生断裂的地方，该校的学者们还对烧结过程中残余应力的产生和消除办法进行了研究。

　　此外，除了上述国家外，瑞士、俄罗斯、德国、韩国、南非、意大利、伊朗等国也相继展开了对SLS工艺的温度场的演化规律及其建模与仿真、“球化效应”、粉末材料对性能的影响等方面的研究。

　　2、SLS技术的国内发展概况

　　在我国，RP研究工作起步于20世纪90年代，主要以跟踪研究为主，技术和设备以引进为主。引进RP设备，虽然加快了企业新产品的研发，取得了巨大经济效益，但其设备、配套设备及成形材料均需引进且价格昂贵，使生产成本过高，企业难以承担。为了解决矛盾，掌握自主知识产权，在国家和企业的大力资助下，国内各高校及科研院所逐步展开了RP技术的研究，并取得了骄人的成绩。

　　目前，我国从事SLS／SLM／DMLS技术研究的主要机构有：华中科技大学、北京航空航天大学、南京航空航天大学、华北工学院、大连理工大学、西南交通大学、中北大学等高校和研究机构。