关键词：选择性；激光烧结；3D打印；应用
选择性激光技术是3D打印中常用的技术之一，其可以实现终端产品及零件的加工与制造。此技术不仅应用了激光烧结技术，还与激光中熔覆技术进行了融合，在纯度较高的金属或合金粉末的作用下，可以制造出具有高精度尺寸且致密性良好的金属零件，并使之呈现出优异的治金材料特性。在3D打印中，此工艺技术具有显著优势，现已在生产实践当中得到了广泛的应用。
一、激光烧结技术
在3D打印的应用当中，选择性激光烧结技术的应用较为广泛，在激光烧结快速成型的过程当中，会应用二氧化碳或光纤激光器作为加工过程的能量供应来源。在工作过程中，要在计机算机上进行激光扫描材料运行速度的设定，并对激光功率进行有效调节，使之参数符合打印要求，然后再将激光烧结材料加入其中，以型材的外轮廓为基础，依据其表面的平面数据信息开始进行激光烧结，进而完成整个成型过程。在烧结完成之后，要将设备上残留的粉末全部清扫干净，进而对所获得的成形材料采用相应工艺进行处理，即可得到最终的成型物品或零件。应用选择性激光烧结技术进行产品的生产，可以有效节约产生设计成本，同时也可提高生产企业在市场竞争中的地位。
二、选择性激光烧结技术的材料、特点及原理分析
现阶段，国际范围内都开始应用激光3D打印技术，此技术的发展空间极为广阔。然而由于激光器造价较高，无法在生产领域得到大面积的推广与普及。现阶段，最新的激光器除了光纤激光器以外，还有激光二极管激光器，在光电转换方面，二者都表现出了较高的转换效果，可实现五成左右的转换。
1、材料选择
在选择性激光烧结技术应用过程中，其可供选择的材料较多，所有在升温熔化过程中可以转化为具有原子粘结特征的粉末均可以作为此技术的材料而使用，在应用过程中，材料的利用转换率相对较高，无需其他技术辅助助，即可实现对材料的有效处理，材料有效利用率可以达到极限。
2、技术特点
运用选择性激光烧结技术进行打印时操作较为简便，在计算机的辅助下可以实现全程智能化与数字化的加工，同时，在生产过程中还可以根据需求的变化实时进行设计调整，不仅可应用于新产品开发，还可以实现规模化生产。此技术具有集成化的特点，同时其设计理念可以快速转化为产品实物，可以实现生产成本的有效节约。在广泛的加工材料的支持下，可实现多种类别产品的生产与加工，在众多领域可以得到广泛的应用。
3、工作原理
在选择性激光烧结技术应用过程中，首先要将热敏粉末进行高温加热，在其达到熔点后，再利用计算机进行数据分析与处理，并设计出二维模型，然后再利用激光器进行多次反复的扫描进而实现烧结。在此过程中，需要通过电脑进行激光器的控制，进而实现对烧结原料进行选择性的反复烧结，通过多次烧结后，形成符合设计要求的三维实体零件，然后还需进行第二次烧结或通过浸渍等环节进行零件的处理，之后即可得到最终的金属物品。
三、选择性激光烧结在3D打印中的应用
1、烧结材料铺洒与预热
在选择性激光烧结技术应用过程中，首先要准确烧结材料，使装有热敏金属粉末的粉筒从高处以匀速滚落下来，在此过程中将粉末捕洒于工作台之上，这种铺洒方式可使材料更加均匀，然后要进行预热，调整好适宜的预热温度，确保其可以快速升温，以此避免烧结过程中出现变形现象，减少热应力对烧结过程的影响，实现预热精度的有效提升，也可增强成型件的强度值。
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2、材料烧结
在计算机的辅助下，操控激光器进行扫描，并持续进行温度的提升，进而使热敏金属材料熔化，再经过冷却固化过程中，使之成为具有离散特性的切片。此时，设备中留有大量剩余材料，可以在此基础上进行再重复之前的工作，将已烧结成功的材料切片移往下一层面，然后在上层重复进行烧结，以此获得多个切片层料，并使之堆叠于一起，进而形成三维零件。之后，将这一三维零件取出，将残留的材料收集起来，再将所得堆件进行二次烧结，以增强材料的密度及刚度，也可通过浸渍工序进行处理，至此，整个金属零件的加工过程完成。
四、选择性激光烧结技术应用的注意事项
1、确保铺粉均匀
在激光烧结之前铺粉是重要的工作内容，必须确保铺粉均匀才可保证最终的烧结效果。在铺粉时，要确保成型缸与粉缸的位置准确，同时与粉缸的下降距离相比，成型缸的上升距离要更高，并从左侧部分进行粉筒推送，以确保粉末摊铺均匀平整。之后还要将多余粉末进行回收以便于下次使用。
2、控制好烧结温度
在烧结过程中，如果所用烧结材料的金属熔点相对较高，那么就要适当调高烧结温度，以确保其可以有效熔解，同时，还要增大激光器的发射功率，以增强烧结效果。
3、剩余材料可进行再次烧结使用
一次烧结完成后，并不会一次性将所有材料全部烧结完毕，剩余材料不得随意清除，而是可以收集起来作为下次烧结的原料而使用，以此尽量减少材料浪费，节约生产成本。
4、加强材料的熔化与固化
激光扫描时间较为短暂，因此，要确保在极短的时间内完成材料的熔解与固化两个过程，此时可在熔融状态下促进材料的融合，也可使材料产生流动运动，在其粘性作用下实现材料的融合，进而在激光扫描照射过程中提高零件的致密性。
5、应用高功率激光器
在用选择性激光烧结技术进行零件的加工过程中，成形参数是影响零件加工质量的重要因素。在烧结过程中，可运用高功率激光进行扫描，以此提高扫描的集中度，此时运用速度相对缓慢，有利于热量的集中提升，进而使烧结更加完全。然而在此过程中，一旦温度过高，将会导致零件出现变形问题，而如果温度较低，金属粉末将难以实现有效粘合，构件的成形将会受到影响。
6、合理设置切片厚度
在运用选择性激光烧结技术进行3D打印时，激光器扫描间距会对零件的质量产生影响，同时烧结切片的厚度值也是影响零件质量的重要因素之一。基于此，在零件加工过程中，要对烧结切片的厚度进行合理设置，以确保加工速度可以快速提升，并保障加工质量符合设计要求。
7、选择适合后续处理工艺
零件烧结工序完成后，先将零件取出，并将多余的金属粉末进行清理。此时零件的部件刚度并不佳，且材质内部孔隙相对较多，此时必须采用处理工艺进行有效处理。选用的热敏金属材料不同，其最后的处理方式也存在差异，除了可以采用二次烧结的方法外，还可进行浸渍，也可以采用热等静压或渗蜡等方式进行处理。
结语：现阶段，3D打印技术已在国际范围内得到了极为广泛的应用，在3D打印技术应用当中，选择性激光烧结技术的应用实现了金属材料的打印，该技术有效推动了3D打印技术的发展，并使其技术优势得以完全展现。然而目前选择性激光烧结技术应用过程中仍存在一定问题，需要在未来进一步增强洒粉的均匀性，并提升扫描技术。未来选择性激光烧结技术的应用范围必将更加广阔，且会在3D打印领域展现出更高的应用价值。
参考文献：
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[3]王倩,张思,张珂,etal.3D打印技术在临床医学中的应用[J].解放军医药杂志,2019(8):112-116.
论文作者:何彦兵, 沈文彦, 张伟,尹华生,廖舒, 白依可
论文发表刊物:《科学与技术》2019年21期
论文发表时间:2020/4/17
标签：激光论文; 选择性论文; 技术论文; 材料论文; 零件论文; 过程中论文; 激光器论文; 《科学与技术》2019年21期论文;