选区激光烧结（SLS）、选区激光熔化（SLM）、直接激光烧结技术（DMLS）均是基于粉末与激光相互作用成型的增材制造技术，其实质均是CAD模型驱动下的激光加工过程。三者的主要区别集中在加工材料、成型原理以及设备结构方面。

1. 成型材料的区别

1）SLS技术主要用于加工非金属粉末，如PA（尼龙）、PP（聚丙烯）、PS（聚苯乙烯）、陶瓷材料、覆膜砂等；金属材料也有用于SLS，但通常混合高分子材料。用于SLS的材料具有以下性能：需要有良好的热塑（固）性，一定的导热性和足够的粘结强度；粉末的颗粒越小越能体现激光烧结的工艺优势和成形特点；材料应有较小的软化—固化温度范围，保证制件精度和表面质量不受影响。

2）SLM技术主要采用预合金金属粉进行加工，如不锈钢、钛合金、镍基高温合金等。SLM采用刮刀刮粉，对粉末的含氧量、球形度、粒度分布等要求较高。

3）DMLS技术成型的金属粉末较为复杂，包括单组元粉末（如Fe粉）、多组元粉末（如黄铜和锡混合粉末）以及预合金粉末。DMLS多用同轴送粉方式（粉末通过喷嘴吹到成型面，可实现符合材料的制备），对粉末颗粒没有高要求，通常用于DMLS的金属粉末颗粒比SLM用粉末颗粒粗大且形状不规则。

2.  成型原理的区别

成型材料的不同，造成成型原理的不同，非金属粉末对10.6μm的CO2激光具有较高的吸收率，因此SLS多选择10.6μmCO2激光为热源。而金属粉末对1.06μm的光纤激光具有较高的吸收率，故SLM以及DMLS多选择1. 06μm的激光为热源。金属打印技术之所以在近几年得到快速发展得益于光纤激光器新技术的崛起，在此之前无论SLM、DMLS还是LENS技术均是采用几千瓦的CO2激光器。

图1.不同材料对激光的吸收率

1）SLS激光作用机理：

SLS成型分为半熔化与全部熔化两种。半熔化的粉末以覆膜陶瓷、覆膜砂为代表，该类材料的特点是复合两种材料成型的粉末。以覆膜砂为例，粉末的核心是原砂，外层包裹一层高分子材料，如缩醛聚乙烯、聚乙烯醛酯等，激光与粉末作用过程中只将外层熔点较低的高分子材料熔化，颗粒与颗粒之间粘结在一起。利用这些聚合物粉末制造的原型制品强度低，韧性差，容易被破坏，不能直接用于成品装配。

图2. SLS半熔化机理

以尼龙、PP材料为代表的的材料为全熔化，即激光加热粉末颗粒熔化至形成颈部连接后，两个颗粒融合在一起，当颗粒完全熔化后，液体快速凝固。对全熔化而言，层与层之间的粘接非常重要，当进行当前层熔化时，须将上一层从新熔化表面，才能使层间结合牢固。以PP和PA为代表的材料烧结后可达到很高的强度，往往可以直接用作功能件。

金属粉末用于激光烧结并不是采用单纯的金属粉末，而是将金属与高分子材料混合或金属粉表面涂覆高分子材料的方式用于烧结。成型过程中，激光将高分子材料熔化之后，颗粒之间粘结在一起，高分子材料起到粘结剂的作用，属于半熔化的一种。用于激光烧结的激光能量无法将纯金属粉末熔化，多用于多孔结构及高温模具的制造。

2）SLM/DMLS激光作用机理：

SLM与DMLS之间也并没有严格意义上的区别，都是以金属粉末做为成型材料，成型过程中激光将金属颗粒完全熔化实现冶金结合后快速凝固，成型件性能可以达到传统方法制件性能。

激光与单组元或预合金粉末相互作用时，激光将粉末完全熔化实现冶金结合；而DMLS中激光对于多组元粉末的作用则是先将低熔点的金属熔化形成液相，固相颗粒重新排布，最后颗粒之间相互靠拢、接触、黏结。根据材料组元的比例，采用DMLS可以制备复合材料以及梯度材料。

3.  设备区别

三种技术在设备方面的去呗主要体现在送粉方式和光源上的不同。

SLS工艺采用滚筒铺送粉，主要是因为成型过程中粉末需要压实，但采用滚筒也存在粘粉的问题，导致成型过程中缺粉，可以采用在滚筒上镀膜的方式解决。

SLM工艺采用刮刀送粉方式，包括金属刮刀、陶瓷刮刀以及橡胶刮刀。金属打印中会发生复杂的物理化学变化，伴随球化、黑烟等问题的发生，导致成型过程中粗大颗粒的产生，常规的硬质刮刀会导致成型失败，目前解决该问题的主要通过调节工艺参数和更换橡胶刮刀来解决。

DMLS的送粉方式多样化，主要包括辊筒送粉和同轴送粉，其与SLM的主要区别在同轴送粉方面。类似激光熔覆，将金属粉末通过送粉器送到需要成型的部位，同时光源随轴移动，多用于大型件的加工。国内北航和西工大在该技术方面具有优势。DMLS的成型件表面粗糙度很大，需要较多的后续处理才能应用，是与SLM技术的又一重要区别。

在光源方面，SLS设备采用10.6μm的CO2激光器，SLM及DMLS设备采用1.06μm的光纤激光器。

此外，金属打印需要惰性气体保护，SLS技术在尼龙成型时也需通入氮气保护。

选区激光烧结（SLS）、选区激光熔化（SLM）、直接激光烧结技术（DMLS）均是基于粉末与激光相互作用成型的增材制造技术，其实质均是CAD模型驱动下的激光加工过程。三者的主要区别集中在加工材料、成型原理以及设备结构方面。

1. 成型材料的区别

1）SLS技术主要用于加工非金属粉末，如PA（尼龙）、PP（聚丙烯）、PS（聚苯乙烯）、陶瓷材料、覆膜砂等；金属材料也有用于SLS，但通常混合高分子材料。用于SLS的材料具有以下性能：需要有良好的热塑（固）性，一定的导热性和足够的粘结强度；粉末的颗粒越小越能体现激光烧结的工艺优势和成形特点；材料应有较小的软化—固化温度范围，保证制件精度和表面质量不受影响。

2）SLM技术主要采用预合金金属粉进行加工，如不锈钢、钛合金、镍基高温合金等。SLM采用刮刀刮粉，对粉末的含氧量、球形度、粒度分布等要求较高。

3）DMLS技术成型的金属粉末较为复杂，包括单组元粉末（如Fe粉）、多组元粉末（如黄铜和锡混合粉末）以及预合金粉末。DMLS多用同轴送粉方式（粉末通过喷嘴吹到成型面，可实现符合材料的制备），对粉末颗粒没有高要求，通常用于DMLS的金属粉末颗粒比SLM用粉末颗粒粗大且形状不规则。

2.  成型原理的区别

成型材料的不同，造成成型原理的不同，非金属粉末对10.6μm的CO2激光具有较高的吸收率，因此SLS多选择10.6μmCO2激光为热源。而金属粉末对1.06μm的光纤激光具有较高的吸收率，故SLM以及DMLS多选择1. 06μm的激光为热源。金属打印技术之所以在近几年得到快速发展得益于光纤激光器新技术的崛起，在此之前无论SLM、DMLS还是LENS技术均是采用几千瓦的CO2激光器。

图1.不同材料对激光的吸收率

1）SLS激光作用机理：

SLS成型分为半熔化与全部熔化两种。半熔化的粉末以覆膜陶瓷、覆膜砂为代表，该类材料的特点是复合两种材料成型的粉末。以覆膜砂为例，粉末的核心是原砂，外层包裹一层高分子材料，如缩醛聚乙烯、聚乙烯醛酯等，激光与粉末作用过程中只将外层熔点较低的高分子材料熔化，颗粒与颗粒之间粘结在一起。利用这些聚合物粉末制造的原型制品强度低，韧性差，容易被破坏，不能直接用于成品装配。

图2. SLS半熔化机理

以尼龙、PP材料为代表的的材料为全熔化，即激光加热粉末颗粒熔化至形成颈部连接后，两个颗粒融合在一起，当颗粒完全熔化后，液体快速凝固。对全熔化而言，层与层之间的粘接非常重要，当进行当前层熔化时，须将上一层从新熔化表面，才能使层间结合牢固。以PP和PA为代表的材料烧结后可达到很高的强度，往往可以直接用作功能件。

金属粉末用于激光烧结并不是采用单纯的金属粉末，而是将金属与高分子材料混合或金属粉表面涂覆高分子材料的方式用于烧结。成型过程中，激光将高分子材料熔化之后，颗粒之间粘结在一起，高分子材料起到粘结剂的作用，属于半熔化的一种。用于激光烧结的激光能量无法将纯金属粉末熔化，多用于多孔结构及高温模具的制造。

2）SLM/DMLS激光作用机理：

SLM与DMLS之间也并没有严格意义上的区别，都是以金属粉末做为成型材料，成型过程中激光将金属颗粒完全熔化实现冶金结合后快速凝固，成型件性能可以达到传统方法制件性能。

激光与单组元或预合金粉末相互作用时，激光将粉末完全熔化实现冶金结合；而DMLS中激光对于多组元粉末的作用则是先将低熔点的金属熔化形成液相，固相颗粒重新排布，最后颗粒之间相互靠拢、接触、黏结。根据材料组元的比例，采用DMLS可以制备复合材料以及梯度材料。

3.  设备区别

三种技术在设备方面的去呗主要体现在送粉方式和光源上的不同。

SLS工艺采用滚筒铺送粉，主要是因为成型过程中粉末需要压实，但采用滚筒也存在粘粉的问题，导致成型过程中缺粉，可以采用在滚筒上镀膜的方式解决。

SLM工艺采用刮刀送粉方式，包括金属刮刀、陶瓷刮刀以及橡胶刮刀。金属打印中会发生复杂的物理化学变化，伴随球化、黑烟等问题的发生，导致成型过程中粗大颗粒的产生，常规的硬质刮刀会导致成型失败，目前解决该问题的主要通过调节工艺参数和更换橡胶刮刀来解决。

DMLS的送粉方式多样化，主要包括辊筒送粉和同轴送粉，其与SLM的主要区别在同轴送粉方面。类似激光熔覆，将金属粉末通过送粉器送到需要成型的部位，同时光源随轴移动，多用于大型件的加工。国内北航和西工大在该技术方面具有优势。DMLS的成型件表面粗糙度很大，需要较多的后续处理才能应用，是与SLM技术的又一重要区别。

在光源方面，SLS设备采用10.6μm的CO2激光器，SLM及DMLS设备采用1.06μm的光纤激光器。

此外，金属打印需要惰性气体保护，SLS技术在尼龙成型时也需通入氮气保护。