供稿人:蔡智豪 賀健康 發(fā)布日期：2017-12-04
選區(qū)激光燒結(jié)結(jié)束（Selective Laser Sintering，SLS）是一種使用激光熔化粉體材料形成3D實(shí)體結(jié)構(gòu)的先進(jìn)增材制造技術(shù)。盡管該技術(shù)在制造復(fù)雜、高精度的結(jié)構(gòu)上具有極大的潛力，且材料選擇范圍廣泛，但由于其較高的成本，限制了這項(xiàng)技術(shù)在科學(xué)領(lǐng)域中的廣泛研究及應(yīng)用。
圖 1開源SLS硬件模塊
美國萊斯大學(xué)的研究人員IanS.Kinstlinger等人開發(fā)了一款低成本的開源SLS系統(tǒng)并且實(shí)現(xiàn)了聚己內(nèi)酯（PCL）、尼龍粉體材料的大孔徑金剛石點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)燒結(jié)成型。該系統(tǒng)的硬件模塊如圖1所示，激光每燒結(jié)一層粉體，供粉缸及成型缸移動一個(gè)層厚，由刮板來回移動將供粉缸中的粉末鋪平至成型缸，激光燒結(jié)下一層圖形。PCL燒結(jié)成型的金剛石點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)如圖2所示，成型件因粘粉現(xiàn)象使得表面粗糙，研究人員提出使用水汽柔順技術(shù)（vapor-smoothing）光滑成型件表面，經(jīng)過該技術(shù)處理后的PCL表面粗糙度由115.6±28μm，下降到3.9±2.4μm，同時(shí)成型件的彈性模量和屈服應(yīng)力也得到了提升。水汽柔順后的PCL支架可以用作犧牲材料，同時(shí)細(xì)胞在該支架上的生長情況良好。
圖2 PCL燒結(jié)的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)及水汽柔順技術(shù)
綜上，研究人員的工作展示了低成本SLS技術(shù)的可行性，同時(shí)通過后處理實(shí)現(xiàn)了成型支架表面的光滑柔順。