SLS 3D打印尼龙粉100%循环使用，国内一公司取得重大突破

作为当前选择性激光烧结工艺的主要材料，尼龙（PA）具有耐磨、韧性高、强度大、耐热性好的优点。但尼龙材料在SLS成型过程中会发生老化，回收的粉末再次烧结会发生橘皮效应，导致PA粉末的回收利用率低、成本增加。在工业环境中，用户通常采用新旧粉末混合的方式解决粉体循环的问题，最常用的新、旧粉质量比为1∶1，工艺技术水平控制得好的用户，可以做到3∶7。该方式能够在一定程度上解决粉体循环的问题，但随循环次数的增加，粉体性能的恶化程度也会增加，使得粉体不再具备适宜的烧结条件。

3D打印技术参考获悉，武汉三迪创为科技有限公司的研发团队经过六年技术积累和工艺攻关，通过设备优化和工艺调整，于近期实现了100%全旧粉PA12重复利用，同时保证制件力学性能和表面质量达到标准要求，此举将大幅降低SLS工艺的耗材使用成本，并在该技术领域实现国际同等水平。

该公司工艺负责人表示，该成果的实现主要通过三项因素控制：

首先，采用拥有自主知识产权的基于双PID的温度场实时控制算法，可有效保障温度场的均匀性和精准性，适用于类似尼龙这种加工窗口窄的粉末材料成型。基于温度场的精准控制，实现温度场±1°的动态响应，是该公司的的核心技术。

基于双PID的温度场实时控制知识产权证书

其次，精准的温度场控制配合独立的切片引擎与实时多变的激光扫描策略，提升制件力学性能的同时，增强材料适应性。

典型扫描策略

第三，利用自有的面向激光高斯分布的表面质量控制算法，基于有限元和离散元熔池分析，对温度场、扫描路径、激光烧结等关键环节进行科学的分析和指导，获取最佳的表面质量和细节表现。

细节表现对比图

另外，该公司测试发现，使用重复循环40次的PA12烧结的零件拉伸强度与其他品牌公布的数据相当。

友商关键参数表

武汉三迪创为采用100%旧粉除了可以为用户提供优异的力学性能、表面质量和细节表现外，还可保证极高的精度。基于光斑和轮廓双补偿的精度控制算法，结合激光光斑尺寸和内外轮廓补偿，制件尺寸精度可得到充分保障。零件尺寸小于100 mm时的误差可控制在±0.1mm以内，超过100mm则可以控制在0.1%以内。且容易被忽略的内轮廓误差精度即使大设计尺寸仍可以保持绝对精度不变。

对于100%的旧粉使用率可以为用户带来的收益，该公司也进行了简单估算：以一台幅面400*400mm、打印高度300mm、开机率50%的设备为例，按照3：7和1：1的新旧粉配比，每年可以为用户节约10万和25万左右的材料成本。

循环30次的旧粉+未通氮气打印的尼龙零件

创为在100%利用旧尼龙粉末的同时，还积极从用户角度考虑，尽量减少旧粉的产生：

• 首创快速打印模式，基底厚度5mm，铺完基底后无需等待就可以开始打印；

•常规打印模式，基底厚度8mm，预热时间1小时50分，打印完覆盖粉末厚度2mm；

•两种供粉方式，一种是常规的固定供粉高度，另外一种是根据每层打印图案的截面积计算后进行供粉。

创为100%旧粉且未通氮气制件

武汉三迪创为SLS设备HW-S400及自主研发的四/六轴运动控制主板（左滑查看更多）

该公司表示，实现100%旧尼龙粉末打印，不仅依赖软件算法上的深耕，还实现了整个设备核心部件控制主板的自主化。自主研发的四/六轴伺服运动控制硬件主板适配自主研发的软件系统，完美契合个性化的工艺需求。并且，创为的运动控制主板还预先集成了振镜控制功能，为后续板卡直接控制振镜提供了必要条件。相较当下流行的振镜控制卡模式，板卡直接驱动振镜不仅可以在成本上实现了极大的节约，也为后续振镜工作效率的提升打下了坚实的基础。

具体的工艺控制远比本文的叙述要复杂的多，欲了解详细过程还需要与该公司探讨，3D打印技术参考在此无法判知详细过程及取得的效果。此外，该公司面向从事SLS工艺的用户回收尼龙粉末，联系电话：13922835977 ，微信：diamondpig。