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3D打印|SLS技术详解，尼龙3D打印个性定制化眼镜需求渐涨


经过几十年的发展 ， 目前已经开发出多种3D打印技术路径 ， 从大类上划分为挤出成型、粒状物料成型、光聚合成型和其他成型几大类 ， 基础成型主要代表技术路径为熔融沉积成型（FDM）；粒状物成型技术路径主要包括电子束熔化成型（EBM）、选择性激光烧结（SLS）、三维打印（3DP）、选择性热烧结（SHS）等；光聚合成型主要包括光固化（SLA）、数字光处理（DLP）、聚合物喷射（PI）；其他技术包括激光熔覆快速制造技术（LENS）、熔丝制造（FFF）、 融化压模（MEM）、层压板制造（LOM）等 。

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选择性激光烧结工艺（SLS）
选择性激光烧结工艺（Selective Laser Sintering ， SLS） ， 该工艺最早是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R.Dechard于1989年在其硕士论文中提出的 ， 随后C.R.Dechard创立了DTM公司并于1992年发布了基于SLS技术的工业级商用3D打印机Sinterstation 。 二十年多年来奥斯汀分校和DTM公司在SLS工艺领域投入了大量的研究工作 ， 在设备研制和工艺、材料开发上都取得了丰硕的成果 。 德国的EOS公司针对SLS工艺也进行了大量的研究工作并且已开发出一系列的工业级SLS快速成型设备 ， 在2012年的欧洲模具展上EOS公司研发的3D打印设备大放异彩 。 在国内也有许多科研单位开展了对SLS工艺的研究 ， 如南京航空航天大学、中北大学、华中科技大学、武汉滨湖机电产业有限公司、北京隆源自动成型有限公司、湖南华曙高科等SLS工艺使用的是粉末状材料 ， 激光器在计算机的操控下对粉末进行扫描照射而实现材料的烧结粘合 ， 就这样材料层层堆积实现成型 ， 如图所示为SLS的成型原理：

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【3D打印|SLS技术详解，尼龙3D打印个性定制化眼镜需求渐涨】

选择性激光烧结加工的过程先采用压辊将一层粉末平铺到已成型工件的上表面 ， 数控系统操控激光束按照该层截面轮廓在粉层上进行扫描照射而使粉末的温度升至熔化点 ， 从而进行烧结并于下面已成型的部分实现粘合 。 当一层截面烧结完后工作台将下降一个层厚 ， 这时压辊又会均匀地在上面铺上一层粉末并开始新一层截面的烧结 ， 如此反复操作直接工件完全成型 。 在成型的过程中 ， 未经烧结的粉末对模型的空腔和悬臂起着支撑的作用 ， 因此SLS成型的工件不需要像SLA成型的工件那样需要支撑结构 。 SLS工艺使用的材料与SLA相比相对丰富些 ， 主要有石蜡、聚碳酸酯、尼龙、纤细尼龙、合成尼龙、陶瓷甚至还可以是金属 。 当工件完全成型并完全冷却后 ， 工作台将上升至原来的高度 ， 此时需要把工件取出使用刷子或压缩空气把模型表层的粉末去掉 。 SLS工艺支持多种材料 ， 成型工件无需支撑结构 ， 而且材料利用率较高 。 尽管这样SLS设备的价格和材料价格仍然十分昂贵 ， 烧结前材料需要预热 ， 烧结过程中材料会挥发出异味 ， 设备工作环境要求相对苛刻 。 适用材料：热塑性塑料、金属粉末、陶瓷粉末 。

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GlassesUSA是一家眼镜在线零售商 ， 2018年1月31日 ， 该公司宣布推出3D打印眼镜 。由著名数字雕塑家Janne Kyttanen设计的文件可以在家里3D打印 ， 消费者也能够定制个性化的眼镜框架 ， 以反映他们的个性和风格 。 其实 ， 据南极熊了解 ， 国内工业级3D打印厂商华曙高科早就做过定制3D打印眼镜方面的尝试 。

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“过去10年来 ， 我们一直在改善消费者购买眼镜的方式 ， 并采用新技术来改善购买体验 ， 3D打印框架的推出标志着我们历史上一个新的里程碑 ， 创造了以前无法实现的定制化的可能性“GlassesUSA首席执行官丹尼尔·罗斯曼（Daniel Rothman）说 。“我们很自豪能够引导消费者如何在网上购买眼镜 ， 并让他们控制自己的眼镜需求 。 ”有三个模板可供选择 - 凤凰 ， 美人鱼和龙 - 都是基于品牌最畅销的框架 ， 每一个都有不同的风格以适应不同的脸型 。消费者可以自定义框架形状 ，选择颜色 ， 添加文字如姓名 ， 电话号码 ， 或鼓舞人心的话以达到个性化 。


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