基于SLS的快速铸造技术《资讯》

2017-05-22 20:52:18来源： 贤集网

选择性激光烧结技术(SLS)的成型原理为:首先在工作平台上铺上一层很薄的粉末材料，激光束在计算机控制下按照零件分层轮廓有选择性地进行烧结成形，逐层累积形成实体模型，最后去掉未烧结的粉末材料即可获得烧结原型。

基于SLS的快速铸造技术的简要工艺过程与前述基于SLA的快速铸造技术基本类似:首先将零件三维模型通过选择性激光烧结设备直接烧结成形，得到零件烧结原型，并以该零件烧结原型为熔模进行熔模精密铸造，最终制得零件金属铸件。选择性激光烧结技术可采用多种材料，较常见的激光烧结材料包括高分子材料粉末、金属粉末、陶瓷粉末、石英砂粉等，其中应用广泛的高分子烧结材料主要包括聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、尼龙等。

基于SLS的快速铸造技术早期曾采用PC粉末作为烧结材料，并在熔模铸造方面获得成功应用，但是后期推出的PS粉末材料烧结温度较低、烧结变形小、成形性能优良，比PS粉末更加适合熔模铸造工艺，因此目前基于SLS的快速铸造技术主要采用聚苯乙烯粉末作为烧结材料。

基于SLS的快速铸造技术的优势在于:由于未烧结的粉末可对模型的空腔和悬臂部分起支撑作用，不必像SLA和FDM工艺那样另外设计支撑结构，可以直接生产形状复杂的原形及部件;且采用PS粉末作为烧结材料制作的烧结原型零件的燃烧分解温度较低，可有效克服高温焙烧过程中型壳易胀裂的技术难题。

但是，由于SLS技术存在原型零件强度不高、易翘曲变形导致精度降低等问题，需对烧结原型零件进行后处理。如研究人员采用PS粉末进行快速铸造时，需对PS粉末烧结原型零件进行渗蜡处理，以提高原型零件的强度及表面质量，便于后续开展挂浆制壳等工序。采用选择性激光烧结工艺烧结塑料原型，对作为烧结材料的塑料粉受热裂解燃烧特点开展了研究，并以此塑料烧结原型为熔模，在塑料原型表面制作陶瓷型壳，高温焙烧后原型完全脱去，成功制得锌合金金属铸件。

中北大学的崔建芳等人用自行研制的激光烧结快速成型机对PS粉末烧结工艺开展了研究，并用自制的PS粉末烧结成型制得PS原型，再对成型件进行浸蜡处理，成功制造出铸造用可消失树脂模具，可直接用于熔模精密铸造。华中科技大学的史玉升等人采用PS基高分子粉末材料作为SLS烧结材料，烧结成型后对原型进行渗蜡处理，再在原型表面涂覆陶瓷浆料，型壳干燥后进行高温焙烧，该工艺所制作的陶瓷型壳不变形、不开裂、表面质量好、无杂质残留，非常适合于金属零件快速铸造工艺。

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