各位对 “3D 打印” 耳熟吧?但一提到 “选择性激光烧结(SLS)”,是不是瞬间脑袋里冒出一堆小问号,感觉像听外星语言似的?别慌,今天咱们就用唠嗑的方式,把 SLS 这点事儿扒得明明白白,保证让你听完觉得 “哦~原来这么简单,还挺有意思!”
SLS 简单说就是用激光当 “小锤子”,把粉末材料一点点 “敲” 成想要的零件。不过这 “小锤子” 可比咱平时见的厉害多了,精准度高到能在芝麻粒大小的地方干活。
- 问:SLS 里的 “激光” 跟咱平时玩的激光笔是一个东西不?
答:那差别可大了去了!你那激光笔顶多照照猫、逗逗狗,或者在墙上画个小点点。SLS 用的激光那可是 “大力士”,功率大到能把金属、塑料粉末瞬间加热融化,就像把冰块一下子变成水,还能精准控制范围,绝不瞎烧旁边的粉末,要是用激光笔干这活,估计照到明年也烧不化一粒粉末。
- 问:SLS 用的粉末材料是随便找的吗?面粉行不行?
答:兄弟,你可真敢想!面粉要是放进 SLS 设备里,别说烧结成零件了,激光一照说不定直接就 “砰” 的一声变成烤面粉,还得把设备搞得一团糟。SLS 用的粉末都是专门定制的,比如尼龙粉、金属粉,这些粉末颗粒大小均匀,还得有很好的耐热性,这样才能在激光的作用下乖乖粘在一起变成零件。
- 问:SLS 打印零件的时候,是不是像挤牙膏似的一点点往外挤?
答:完全不是!挤牙膏那是 FDM 3D 打印的活,SLS 走的是 “层层铺粉,激光烧结” 的路子。就像你叠积木,先在工作台上铺一层薄薄的粉末,然后激光照着设计好的图案在粉末上 “画画”,被照到的粉末就会融化粘在一起变成一层零件,接着再铺一层粉末,激光继续 “画画”,就这样一层一层叠起来,最后就能得到完整的零件,可比挤牙膏高级多了。
- 问:SLS 打印出来的零件,表面是不是特别光滑,跟镜子似的?
答:那你可就想多了!SLS 打印的零件表面会带着一层粉末的质感,有点像磨砂的感觉,可不像镜子那么光滑。毕竟它是用粉末一层一层堆起来的,每一层粉末之间多少会有点缝隙,所以表面肯定没法跟经过精细打磨的零件比。不过要是对表面光滑度有要求,后续还能进行打磨、抛光处理,处理完之后也能变得很光滑。
- 问:SLS 打印一个零件要花好久吧?是不是几天几夜都不能停?
答:那得看零件多大、多复杂了。要是打印一个小拇指盖大小的简单零件,可能几个小时就搞定了;但要是打印一个跟篮球差不多大,还满是镂空、复杂纹路的零件,那可能真得花个一两天,甚至更久。而且打印的时候还真不能随便停,一旦停下来,已经打印好的部分可能会因为温度变化出现变形,那之前的功夫可就白费了,所以 SLS 设备工作的时候,都得安安静静地 “加班”。
- 问:SLS 设备贵不贵?普通人能买一台放家里玩吗?
答:SLS 设备那价格可不是普通人能随便承受的,便宜的可能也要几十万,贵的甚至能上百万,跟买一套小房子差不多了。而且它不仅买着贵,用起来也费钱,专用的粉末材料、设备维护保养,哪样都得花钱。再说了,SLS 设备体积还不小,一般家里也放不下,所以普通人想把它放家里玩,还是趁早打消这个念头吧,除非你是 “土豪”,就想体验一把高科技。
- 问:SLS 打印的时候,会不会有很多有害气体或者粉尘跑出来,对身体不好?
答:这你还真问到点子上了!SLS 打印过程中,粉末加热融化的时候可能会释放一些微量的气体,而且要是粉末处理不好,也可能会有粉尘飞扬。不过现在的 SLS 设备都有专门的防护系统,比如密封的工作舱、废气处理装置、粉尘收集装置,能把这些有害的东西都挡住或者处理掉,只要在正规的操作环境下使用,做好防护措施,对身体的影响还是很小的,不用太担心。
- 问:SLS 能打印出空心的零件吗?会不会一拿就碎了?
答:必须能啊!SLS 打印空心零件那可是拿手好戏,而且打印出来的空心零件还挺结实,只要设计合理,一般不会一拿就碎。因为在打印空心零件的时候,激光会把零件的外壳烧结得很牢固,而且空心部分还能根据需要设计支撑结构,就像给零件加了 “骨架”,既能减轻零件重量,又能保证强度。比如一些航空航天上用的零件,很多都是 SLS 打印的空心件,能大大减轻飞机、火箭的重量。
- 问:SLS 用的金属粉末,会不会在打印过程中生锈啊?
答:这个问题厂家早就想到了!SLS 用的金属粉末在生产的时候,就会进行特殊处理,比如添加抗氧化剂,或者在惰性气体(比如氮气、氩气)环境下储存和运输,而且在打印的时候,工作舱里也会充满惰性气体,防止金属粉末和空气接触发生氧化生锈。所以只要操作规范,金属粉末在打印过程中一般不会生锈,打印出来的金属零件也能保持良好的性能。
- 问:SLS 打印零件的时候,要是突然停电了,怎么办?打印的零件是不是就废了?
答:停电确实是 SLS 打印的 “天敌” 之一,但也不是所有情况都意味着零件废了。现在很多高端的 SLS 设备都有断电保护功能,一旦停电,设备会自动保存当前的打印数据,并且保持工作舱内的温度稳定。等来电之后,只要重新启动设备,就能接着之前的进度继续打印。不过要是没有断电保护功能的设备,突然停电可能就麻烦了,零件很可能会变形或者报废,所以用 SLS 设备打印的时候,一般都会配个 ups 不间断电源,以防万一。
- 问:SLS 打印出来的零件,能直接用在汽车或者飞机上吗?
答:大部分情况下,SLS 打印出来的零件不能直接用在汽车或者飞机这些对安全性和性能要求极高的地方,还得经过一系列的后续处理和检测。比如要进行热处理来提高零件的强度和硬度,进行表面处理来提高耐磨性和耐腐蚀性,还要通过各种精密仪器检测零件的尺寸精度、力学性能等,只有所有指标都符合要求了,才能考虑用在汽车或者飞机上。不过现在也有一些特殊情况,比如在一些赛车或者无人机上,会用 SLS 打印一些非关键部位的零件,因为这些零件对性能的要求相对低一些,而且 SLS 打印能快速制作出复杂的形状。
- 问:SLS 和其他 3D 打印技术比,最大的优势是什么?
答:SLS 的优势可不少,其中最大的优势就是能打印复杂结构的零件,而且不需要支撑结构。像一些镂空、交错、复杂曲面的零件,其他 3D 打印技术可能得用支撑结构才能打印,打印完之后还得把支撑去掉,又麻烦又容易损坏零件。但 SLS 就不一样了,未被激光烧结的粉末就能起到支撑作用,打印完之后把多余的粉末倒掉就行,既省事又能保证零件的完整性。另外,SLS 能使用的材料种类也比较多,金属、塑料、陶瓷粉末都能打印,适用范围很广。
- 问:SLS 打印零件的尺寸精度怎么样?能不能打印出特别小的零件?
答:SLS 打印的尺寸精度还不错,一般能控制在 0.1 毫米左右,对于大部分工业零件来说已经足够了。而且它还能打印出特别小的零件,比如毫米级别的零件,就像芝麻粒那么大的零件,SLS 也能精准打印出来。不过零件越小、越复杂,对设备的精度和粉末的质量要求就越高,打印难度也会相应增加,所以打印小零件的时候,得格外小心调整参数,才能保证零件的质量。
- 问:SLS 打印过程中,激光的温度能达到多少度啊?会不会把设备烧坏?
答:SLS 用的激光温度那可不是一般的高,要是打印金属粉末,激光焦点处的温度能达到几千摄氏度,就算是打印塑料粉末,温度也能达到几百摄氏度,足以把粉末瞬间融化。不过你不用担心会把设备烧坏,因为设备的工作舱、激光发射器等关键部件都采用了耐高温的材料,而且还有专门的冷却系统,能及时把热量散发出去,保证设备在正常的温度范围内工作,只要不是长时间超负荷运行,设备一般不会被烧坏。
- 问:SLS 打印完零件之后,那些没被烧结的粉末还能再用吗?会不会浪费啊?
答:当然能再用!SLS 打印可是个 “节约小能手”,没被烧结的粉末收集起来之后,经过筛选、烘干等处理,去除里面的杂质和受潮的粉末,就能重新放回设备里继续使用了,这样一来,粉末的利用率能达到 80% 以上,大大减少了浪费。不过也不能无限制地重复使用,因为粉末在多次循环使用过程中,颗粒大小和性能可能会发生变化,影响打印质量,所以一般用个几次之后,就得添加一些新的粉末进去,保证粉末的质量。
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