SLS工藝3D打印加工的燒結(jié)過程是怎樣的

SLS工藝3D打印加工燒結(jié)時(shí)的物質(zhì)遷移大致可分為表面遷移和體積遷移兩類機(jī)制。表面遷移機(jī)制是由物質(zhì)在顆粒表面流動(dòng)而引起的。表面擴(kuò)散和蒸發(fā)凝聚是主要的表面遷移機(jī)制。燒結(jié)體的基本尺寸不發(fā)生變化，密度也還保持原來的大小。體積遷移機(jī)制包括體積擴(kuò)散、塑性流動(dòng)亦即非晶物質(zhì)的黏性流動(dòng)，主要發(fā)生在燒結(jié)的后期。

通過形核、長(zhǎng)大等原子遷移過程，粉末顆粒間的原始接觸點(diǎn)形成燒結(jié)頸。燒結(jié)頸的長(zhǎng)大速度與物質(zhì)遷移機(jī)制有關(guān)。較細(xì)的粉末顆粒可以得到較快的燒結(jié)；燒結(jié)溫度對(duì)燒結(jié)頸長(zhǎng)大有重大影響。與溫度相比較，燒結(jié)時(shí)間的作用相對(duì)較小。這一階段還發(fā)生氣體吸附和水分揮發(fā)，由于粉末顆粒結(jié)合面的增大，燒結(jié)體的強(qiáng)度有明顯增加，但顆粒外形基本未變。

燒結(jié)是借助于體積擴(kuò)散機(jī)制將孑L隙孤立、球化及收縮。SLS燒結(jié)用的激光器多為C02激光器。C02激光器可以以連續(xù)和脈沖兩種方式運(yùn)行，當(dāng)重復(fù)率很高時(shí)，輸出為準(zhǔn)連續(xù)激光。激光燒結(jié)工藝屬于無壓燒結(jié)，即在真空狀態(tài)下，將粉末材料置于激光燒結(jié)成型機(jī)中，將其預(yù)熱到一定溫度，然后用激光掃描燒結(jié)成型。

此時(shí)材料燒結(jié)的傳質(zhì)機(jī)理主要是蒸發(fā)凝聚和擴(kuò)散傳質(zhì)。由燒結(jié)機(jī)理可知，只有體積擴(kuò)散導(dǎo)致材料的致密化，而低溫階段以表面擴(kuò)散為主，高溫?zé)Y(jié)階段主要以體積擴(kuò)散為主。從理論上講，應(yīng)盡可能快地從低溫升到高溫，創(chuàng)造體積擴(kuò)散的條件。高溫短時(shí)間的燒結(jié)是制造致密化的好方法。