关于激光选区烧结成型精度影响因素的研究*

材料从供料缸里推向成型缸，铺粉完毕后返回到零位，完成一次铺粉需一个来回。

优缺点分析：这种铺粉方式的优点在于，铺粉机构的机构较为简单，运动的稳定性较好，但是，这种方式增大了设备整体水平方向的体积，而且铺粉辊完成一次铺粉需要运行一个来回，降低了成型效率。

2.2 三缸铺粉

三缸铺粉方式采用了两个供粉缸，一个成型缸，供粉缸位于成型缸两侧，左右各一个，同样是成型一层后，成型缸下降一个层厚，供粉缸上升一定距离，由铺粉辊完成铺粉。

优缺点分析：这种方式完成一次铺粉只需一个来回，相对双缸铺粉方式节省了一些时间，但是，该方法需要判别铺粉辊的停泊的位置，由铺粉辊的位置来决定是哪个供粉缸上升；不仅如此，由于增加了供粉缸的数量，设备的体积会进一步增加。

2.3 单缸跟随式漏斗铺粉

对于成型大尺寸零件的双光源激光快速成型机而言，双缸铺粉方式和三缸铺粉方式都会造成设备体积过于庞大，铺粉效率相对较低的问题，而单杠跟随式漏斗铺粉则可以有效解决这一难点。

单缸铺粉方式摒弃了上述两种铺粉方式丝杠下置的传统方法，将丝杠安装于成型缸的两侧，通过丝杠螺母与成型缸内部的升降工作台连接，无需再额外的给丝杠预留升降所需的高度空间，使设备的相对高度降低了21.1%，相对宽度减小了37.5%，其平面结构图如图1所示。

此外，本方式还具有可分离性，可将已成型制件连同成型缸一起推出，更换新的成型缸，成型机可继续工作，既避免了在设备内部清粉的不便之处，又提高了设备的生产率。

缺点：密封要求较高[1]。

3 扫描方式对激光烧结的影响

3.1 分组变相扫描

采用分组变向方式时，激光束会优先按照同一方向上的轮廓扫描然后再扫另一方向，在下一切片层将优先方向顺序颠倒，依此类推。这种方式避免了激光束频繁跳跃，减少了振镜的动作时间，具有最高的扫描效率。但是，相应的也带来了表面质量问题，在其两个扫描方向的对接边界处会出现较明显的痕迹[4]。

3.2 逐行扫描

逐行扫描则是选定一个方向从轮廓一边依次扫描直到完成整个轮廓。这种方式下，如果轮廓中间有间断特征，光束会频繁跳跃，极其耗费时间，但是，另一方面由于其扫描顺序进行而不存在对接边界问题，因此表面工整、平滑[3]。

4 结束语

综上所述，对于SLS系统中粉末颗粒的形状，球形颗粒比角形颗粒流动性好，同时球形细颗粒又比球形粗颗粒流动性好，故实际打印过程中应优先选择球形细颗粒。对于打印机的铺粉系统，现存的主要分为三缸铺粉，双缸铺粉和单杠漏斗式铺粉三种形式，由于三缸铺粉系统体积较大而双缸铺粉又存在效率较低的问题，因此在双光源SLS系统中铺粉系统应优先选择单杠漏斗式铺粉结构。对于激光烧结过程中的扫描方式，分组变向扫描和逐行扫描各有优劣，实际生产过程中推荐使用根据实际工件形状将两者相互结合的扫描方式，同时满足提高关键部位表面质量和节约时间的要求[5]。

参考文献

[1]包坤.双光源激光烧结铺粉系统的改进及成型工艺研究[D].西安科技大学，2013.

[2]朱卓宇.选择性激光烧结快速成形的工艺改进[D].西安科技大学，2011.

[3]张磊.粉末激光烧结快速成型工艺及关键技术研究[D].山东大学，2007.

[4]王荣吉.选择性激光烧结工艺的试验与优化方法研究[D].湖南大学，2005.

[5]何成.双光源选择性激光烧结预热与后固化工艺研究[D].西安科技大学，2013.

作者简介：郭池（1980-），男，新疆自治区昌吉市人，工作单位：西安交通大学苏州研究院，职务：教师，研究方向：快速成型工艺。