第２期
２０１０年２月
机械设计与制造
ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ２０１
文章编号：１００１—３９９７（２０１０）０２－０２０１－０３
金属粉末选择性激光烧结技术研究进展
任乃飞张福周’王辉邢志杰
（江苏大学机械工程学院，镇江２１２０１３）
Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌａｓｅｒｓｉｎｔｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｍｅｔａｌｐｏｗｄｅｒ
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属粉末激光烧结技术的国内外发展现状进行，介绍了间接法和直接法两种典型的金属粉末激光烧结技术，总结了目前该领域中所取得的成果及存在问题，并对金属粉末激光烧结技术的发展进行了展望。
关键词：金属粉末；快速原型制造技术；选择性激光烧结
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌａｓｅｒｓｉｎｔｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓａｎｅｗｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｓｈａｐｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｏｆｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌａｓｅｒｓｉｎｔｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｍｅｔａｌｐｏｗｄｅｒａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ，ｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｍｅｔａｌｐｏｗｄｅｒｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌａｓｅｒｓｉｎｔｅｒｉｎｇ，ｐｒｏｇｒｅｓｓａｎｄｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎ÷ｔｈｉｓｄｏｍａｉｎ，ａｎｄｐｒｏｓｐｅｃ如ｏｆｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌａｓ洲ｉｎｔｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｍｅｔａｌｐｏｗｄｅｒａｒｅｐｒｅｓｅｎｔＰ正÷÷Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍｅｔａｌｐｏｗｄｅｒ；Ｒａｐｉｄｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌａｓｅｒｓｉｎｔｅｒｉｎｇ÷
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１引言
快速原型制造技术ＲＰ（ｒａｐｉｄｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ）是一种产生于上世纪八十年代末期的新型制造技术，它汇集ｒ计算机科学、ＣＡＤ／ＣＡＭ、数控技术、激光加工技术、新材料等诸多工程领域的先进成果。ＲＰ技术从出现到现在经过了近二十年的时间，在世界范围内得到了很陕的发展并获得了广泛的应用。目前，ＲＰ技术的快速原型制造工艺方法有十多种，其中比较成熟的主要有：立体印刷（ＳＬＡ）；分层实体制造（ＬｏＭ）；选择性激光烧结（ｓＬｓ）；熔化沉积成形（ＦＤＭ）；三维打印（３Ｄ－Ｐ）；固基光敏液相法（ＳＧＣ）。各种ｌｉＰ方法均有自身的特点和适用范围。
选择陛激：燃（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌａｓｅｒｓｉｎｔｅｒｉｎｇ，简称ＳＬＳ）作为快速原型制造技术ＲＰ的—个重要组成部分，其优点是：以粉末为成型材料，用材种类广泛、Ｔ艺过程简单、成型效率高以及近乎百分之百的材料利用率、尤需支撑、可制造任意复杂形状的零件等。选择性激光烧结成功解决了传统加工方法中复杂零件的快速制造难题，能够自动、快速、准确地将设计转化为一定功能的产品原型或白：接制造零件，对缩短产品开发周期、节约开发成本、提高企业竞争力都有重大的意义心主要介绍金属粉末选择性激光烧结技术的发展情况。２选择性激光烧结（ＳＬＳ）技术
２．１ＳＬＳ技术的基本原理
选择性激光烧结（ｓＬＳ）嘲又可称为选区激光烧结，是利用激光有选择地逐层烧结粉末，逐层的替加从而预定形状的三维实体零件的一种快速成形制造方法。ＳＬＳ快速成形系统的工作原理，如图ｌ所示。
整个工艺装置由粉末缸和成形缸组成，工作时粉末缸送粉活塞上升—个铺粉厚度，由铺粉滚筒在成形缸工作活塞上均匀铺上★来稿Ｅｔ期：２００９—０４－０２一层粉末，由计算机根据切片模型控制激光束进行二维轨迹扫描，有选择地烧结粉末材料从而形成零件的—个截面层。烧结完一层后工作活塞下降—个铺粉厚度，铺粉系统重新铺上一层新的粉末，系统控制激光束再次扫描烧结新的—个截面层。如此循环，层层叠加，直到整个ｉ维零件烧结完成。最后取出烧结好的零件，将工作缸中未烧结的粉末回收到粉末缸中重复使用。
图１ＳＬＳ的基本原理
Ｆｉｇ．１ＴｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＳＩＳ
２．２ＳＬＳ技术的特点
ＳＬＳ技术的特点即ｔ习归纳起来主要有以下几点：
（１）生产周期短，开发成本相对较低。
（２）成形过程与零件的复杂程度无关，可以成形几乎任意几何形状的零件，是真正意义上的自由制造，对于具有复杂内部结构的零件，ｓｉｓ具有传统制造方法无法比拟的优势。
（３）材料范围宽，从理论上说，任何加热后能够粘结的粉末材料都有被用作ＳＬＳ原材料的可能性，这包括了塑料、陶瓷、金属粉末及它们的复合粉末。
（４）成形件应用面广，由于成形材料的多样化，使得ＳＩＳ适合于多种应用领域，如原型设计验证、模具母模、精铸熔模、铸造型
．｝信息技术。
万方数据