什么是选择性激光烧结(SLS)

烧结是通过加热和/或压力将金属、陶瓷和其他材料熔合成固体的过程。这并不是什么新鲜事。大自然一直在将沉积矿物融合成板岩和石英岩，数千年前，人类就开始使用类似的方法制作砖块和瓷器。今天，烧结被用于生产从齿轮和连杆到链轮和轴承的所有东西。它也被用于3D打印零件。

选择性激光烧结(SLS)是直接金属激光烧结(DMLS)的近亲，但制造的部件是塑料而不是金属。SLS使用计算机控制的CO2激光器，而DMLS使用ND: YAG光纤激光器，但两者都在材料层中“绘制”CAD模型的切片，一次融合一层微米大小的材料颗粒。

然而，SLS不需要DMLS典型的支撑结构，而且与立体平版印刷(SLA) (protolabs提供的第三种基于激光的增材制造(AM)工艺)不同，SLS使用工程级尼龙制造全功能部件，基本上是唯一一种能够制造活铰链和贴合组件的AM技术。(这些特征可以用SL产生，然而，它们会更加脆弱，没有那些用SLS产生的预期寿命)。这使得它成为一个极好的方法来原型注塑产品，甚至可以作为一个小批量的替代成型在某些情况下。

用于SLS的材料

与任何添加工艺一样，了解适用于SLS的许多设计考虑因素非常重要。其中之一就是材料。尽管SLS的用途广泛，但目前所有的SLS部件都仅限于尼龙材料——与用于紧固件、防弹衣、煎锅和成千上万其他日常用品的热塑性塑料相同。Protolabs提供四种等级的这些多功能聚合物:

• PA 850黑色:类似于未填充的尼龙11，这种坚韧的生物塑料是需要活铰链的部件(例如药丸容器的盖子)的绝佳选择，并提供尼龙家族中最高的延伸断裂阈值之一。它是黑色的，具有光滑的表面和良好的部件细节，由于其优异的耐化学性和低吸水性，是燃料管道，导管，网球鞋和电子连接器等产品的理想选择。
• PA 650白色:类似于未填充尼龙12,PA 650既坚硬又坚韧，广泛用于风管，体育用品和类似产品。它呈现出干净的白色表面，但表面纹理比其他尼龙略粗糙。它具有高冲击性和耐温性，非常耐用，在一系列环境条件下保持稳定。尼龙12还具有低摩擦系数，使其适用于许多类型的齿轮和轴承。
• PA 620 - mf:这种材料是尼龙12的变体，含有25%的矿物纤维，用于要求高结构强度和承重性能的产品。像大多数尼龙一样，它在高温下提供优异的刚度，这就是为什么mf填充尼龙是航空航天和赛车运动行业的最爱，以及任何AM应用都需要坚固耐用的AM材料。它还具有方向性的力学性能——纤维会在X方向上排列，使其在该平面上最强。
• PA 615 - gs:这种由50%玻璃填充的“风味”尼龙12以尺寸稳定性和耐高温而闻名。它特别适用于具有复杂几何形状的精确、详细的零件，在要求苛刻的应用中优于未填充尼龙。然而，玻璃填充物可能会对配合表面产生磨蚀，在设计使用这种坚固材料的部件时应该考虑到这一点。615和620-MF的灵活性都要低得多，615- gs由于玻璃含量会重得多。同样重要的是，620-MF比615-GS有更好的力量重量比。

管理构建

这四种尼龙材料涵盖了许多不同的应用。尽管如此，Protolabs消耗的SLS材料中，大约95%是PA 850(尼龙11)或PA 650(尼龙12)，尽管矿物和玻璃填充的变体正在增长。然而，有效的零件设计远比材料选择更重要，控制AM常见的内置卷曲和构建后翘曲对良好的零件质量至关重要。

这种控制大部分落在Protolabs身上。为了保持零件的平直和真实，我们的技术人员经常会在建造室中略微倾斜零件。例如，如果你正在设计一款手持电子游戏的机箱，那么在构建过程中，X轴和Y轴上的10到15度的复合倾斜可能就是保持墙壁方形和盒盖平稳安装所需要的全部。需要指出的是，这种技术可能会导致一些“台阶踩踏”，所以在将设计提交给Protolabs进行报价和分析时，识别化妆品表面很重要。

提高成型性越早越好

注射成型中应用的许多规则也适用于SLS，使其成为最终成型零beplay体育下载ios件的可靠选择。孔凸台和支撑杆的使用，以及避免厚截面都是制造过程的良好实践。其他设计考虑因素包括:

• 在墙壁相遇的地方增加角半径以减少压力
• 均匀的壁厚-在0.060英寸之间。0.150英寸。是否建议减少内部卷曲和潜在的翘曲
• 整合肋部，减少翘曲

注射成型部件可以包含过模金属衬套或螺纹插入件，而SLS部件通过热桩插入实现了类似的功能——在我们的手持游戏示例中，螺纹插入件可以在外壳的每个角落进行热桩作为辅助工艺，以实现强大的组装目的。

SLS表面处理

SLS生产的表面光面比其他3D打印技术粗糙一些，通常范围在100-250 rms之间，但它仍然适用于大多数功能原型。Protolabs还对大多数客户的零件进行喷珠，以去除松散的粉末，并创建光滑的哑光表面。非常精细的文本是另一个需要考虑的问题——因为SLS的最小特征尺寸是0.030英寸。在美国，非常小的字体容易被粉末堵塞，使字母和数字难以辨认。移动到插入文本提供了更好的结果，但仍然局限于不小于大约0.020英寸的特征。最后，SLS的精度略低于竞争对手激光烧结工艺，其中DMLS的预期公差为±0.003英寸。加上额外的0.001英寸/英寸。在金属部件上，±0.003英寸。±0.001英寸/英寸。通常可以通过SLS实现。在精心设计的零件上。

这里的优点是SLS有一个19英寸的构建框架。19英寸。22英寸。(482毫米× 482毫米× 558毫米)，比它的金属制造伙伴大得多。由于不涉及支撑结构，整个粉末床可以被利用，使得它很容易将多个部件嵌套到单个构建中。这使得SLS成为机械塑料的坚实替代品，是注塑成型的合理垫脚石，也是生产功能性尼龙部件的绝佳方法，比通常与AM相关的产量更高。beplay体育下载ios

有关SLS的更多信息，请浏览Protolabs的设计指导方针，并联络应用工程师(电子邮件保护)如果有任何问题，请拨打877-479-3680。