SLS与SLM同为粉末打印技术在打印过程上基本⼀致。打印开始前由铺粉辊将材料铺⾄打印平台，再由激光进⾏烧结或融化实现⼀层的打印，每完成⼀层平台会下降⼀个层⾼的距离铺粉辊会重新上料，再由激光热作⽤成型⼀层⼀层堆叠直⾄形成⼀个三维零件。整个过程为防⽌⾦属氧化需要在惰性⽓体环境下进⾏。虽然SLS与SLM有很多共通之处，但是两者在成型的原理上却不尽相同。在⽐较他们的不同之前我们先来了解⼀下什么是SLS和SLM。

　　一、含义

　　选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，SLS）：技术属于快速原型与制造(rapid prototyping & manufacturing，RP&M)技术中的一种。该技术以计算机为辅助设计，采用分层叠加制造的原理，将粉末材料直接成形为三维实体零件，具有不受成形零件形状复杂程度的限制和不需要任何工装模具等特点。从理论上来说，任何受热粘结的粉末都可作为SLS烧结原材料。由于SLS技术具有成形材料多样化，生产周期短，成形过程无需支撑，材料利用率广等特点，所以其应用范围日益剧增，越来越多地受到各行各业的广泛重视。

　　选择性激光熔化（SLM）：SLM技术是利用金属粉末在激光束的热作用下快速熔化、快速凝固的一种技术。为了完全熔化金属粉末，要求激光能量密度超过106W/cm2。用SLM技术的激光器主要有Nd-YAG激光器、Co2激光器、光纤激光器。这些激光器产生的激光波长分别为1064nm、10640nm、1090nm。金属粉末对1064nm等较短波长激光的吸收率比较高，而对10640nm等较长波长激光的吸收率较低。因此在成型金属零件过程中具有较短波长激光器的激光能量利用率高，但是采用较长波长的Co2激光器，其激光能量利用率低。SLM技术是在高能激光作用下，金属粉末完全熔化，经散热凝固后与基体金属冶金焊合，然后逐层累积成型出三维实体。

　　二、技术原理

　　SLS 技术原理及其特点：

　　整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成，工作粉末缸活塞（送粉活塞）上升，由铺粉辊将粉末在成型缸活塞（工作活塞）上均匀铺上一层，计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹，有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。完成一层后，工作活塞下降一个层厚，铺粉系统铺上新粉，控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复，层层叠加，直到三维零件成型。

　　SLS工艺采用半固态液相烧结机制，粉体未发生完全熔化，虽可在一定程度上降低成形材料积聚的热应力，但成形件中含有未熔固相颗粒，直接导致孔隙率高、致密度低、拉伸强度差、表面粗糙度高等工艺缺陷，在SLS 半固态成形体系中，固液混合体系粘度通常较高，导致熔融材料流动性差，将出现 SLS 快速成形工艺特有的冶金缺陷——“球化”效应。球化现象不仅会增加成形件表面粗糙度，更会导致铺粉装置难以在已烧结层表面均匀铺粉后续粉层，从而阻碍SLS 过程顺利开展。

　　由于烧结好的零件强度较低，需要经过后处理才能达到较高的强度并且制造的三维零件普遍存在强度不高、精度较低及表面质量较差等问题。在SLS出现初期，相对于其他发展比较成熟的快速成型方法，选择性激光烧结具有成型材料选择范围广，成型工艺比较简单（无需支撑）等优点。但由于成型过程中的能量来源为激光，激光器的应用使其成型设备的成本较高，随着2000 年之后激光快速成形设备的长足进步（表现为先进高能光纤激光器的使用、铺粉精度的提高等），粉体完全熔化的冶金机制被用于金属构件的激光快速成形。选择性激光烧结技术（SLS）已被类似更为先进的技术代替。

　　选择性激光熔化SLM的原理:

　　SLM技术是在SLS基础上发展起来的，二者的基本原理类似。SLM技术需要使金属粉末完全熔化，直接成型金属件，因此需要高功率密度激光器激光束开始扫描前，水平铺粉辊先把金属粉末平铺到加工室的基板上，然后激光束将按当前层的轮廓信息选择性地熔化基板上的粉末，加工出当前层的轮廓，然后可升降系统下降一个图层厚度的距离，滚动铺粉辊再在已加工好的当前层上铺金属粉末，设备调入下一图层进行加工，如此层层加工，直到整个零件加工完毕。整个加工过程在抽真空或通有气体保护的加工室中进行，以避免金属在高温下与其他气体发生反应。

　　三、打印过程

　　SLS打印过程：

　　SLS 烧结也是基于离散-堆积的原理，其制造系统主要由激光器、激光光路系统、扫描镜、工作台、粉缸、铺粉辊等构成。激光器输出的光束通过聚焦透镜在工作台上形成高能量密度且尺寸很小的光斑，此光斑对平铺在工作台上的烧结粉末进行烧结。首先通过软件将零件的三维模型沿Z向分层切片，设定好预热温度、扫描速率、扫描功率、单层厚度等工艺参数，然后在工作台上用铺粉辊铺一层粉末材料，由激光器发出的激光束在计算机的控制下，根据几何形体各个截面的CAD数据，有选择性的对粉末层进行扫描。在被激光扫描的区域，粉末交界处融化，粉末相互粘结，未被激光照射的部分仍然呈现松散状态，作为工作和下一层粉末的支撑；一层烧结完成后，工作台下降一截面层的高度，再进行下一层铺粉和烧结，如此循环工作，最后得到所设计的三维实体零件。

　　SLM打印过程：

　　SLM机器的腔室装有金属粉末。然后通过涂布机刀片将这种金属粉末以非常薄的层分布在整个基材或积层板上。

　　然后，高功率激光通过有选择地熔化粉末状材料来熔化零件的2D切片。然后，盖板下降一层高度，然后涂布机将另一层新鲜粉末细微地铺展在整个表面上。重复该过程，直到完成零件为止。

　　整个过程在机器内部的受控气氛中执行。零件制成后，可以将其从机器上卸下。需要从构建板上卸下SLM零件，这通常是使用带锯完成的。然后，您需要卸下支撑架。由于支撑材料与零件材料相同，因此这可能很困难且耗时。

　　烧结零件的表面光洁度很粗糙，根据您的要求，可能需要进行一些后期处理。机加工零件以达到良好的公差并完成精细的特征，表面和孔也是很常见的。

　　四、打印材料

　　SLS打印：由于SLS为烧结成型，所以激光功率小于一般的焊接激光功率，在粉末选择上就灵活很多，包括金属、陶瓷、石蜡以及聚合物的粉末，其粉末粒度一般在50-125微米之间。SLS用的复合粉末通常有两种混合型式:一种是粘结剂粉末与金属或陶瓷粉末按一定比例机械混合;另一种则是把金属或陶瓷粉末放到粘结剂稀释液中，制取具有粘结剂包裹的金属或陶瓷粉末。实验表明，后者制备虽然复杂，但烧结效果较前者好。

　　SLM打印材料：通过使用高能量激光束将金属材料逐层熔化并固化，从而实现对金属零件的制造。镭明激光可打印的材料：高温合金、铝合金、钛合金、不锈钢、模具钢、 铜合金、镁合金、钴铬合金、坡莫合金、因瓦合金等等。

　　五、应用实例

　　SLS工艺应用范围：

　　随着快速成型技术的快速发展，它的应用已从单一的模型制作快速模具制造（Rapid Tooling，简称RT）及快速铸造（Quick Casting，简称QC）等多用途方向发展，其应用领域涉及航空、航天、机械、汽车、电子、建筑、医疗及美术等行业。

　　SLM应用范围：

　　镭明激光SLM技术主要应用于航空航天、工业模具、科研教育、文创领域、在复杂模具、个性化医疗零件、航空航天、汽车等领域具有显着的技术优势。