过去，选择性激光烧结（SLS）被视为工业级3D打印领域的一项高门槛技术，长期以来受限于设备成本高昂、工艺流程复杂等因素，主要应用于航空航天、医疗器械等高精尖领域。近年来，随着设备与耗材成本逐步下降、扫描策略与算法持续优化，小型化乃至桌面级SLS设备不断涌现，SLS技术正加速向普通工业制造和消费品开发领域渗透，其应用场景也逐步拓展至设计工作室、科研院所及中小型制造企业。在这一变革过程中，耗材的发展与设备端的进步相互促进、相辅相成。其中，聚合物有机粉体材料的多样化发展，不仅拓宽了SLS技术的材料选择范围，也在成本控制和性能优化层面为技术普及提供了重要支撑。

（来源：网络）

SLS的核心工艺优势

3D打印技术经过数十年发展，已衍生出多种工艺路线，其中最为成熟和广泛应用的主要包括熔融沉积成型、光固化成型和选择性激光烧结三种。而与熔融沉积成型（FDM）通过熔融线材逐层堆积、光固化成型（SLA）通过紫外光固化液态树脂的原理不同，SLS采用粉末材料作为成型介质，其工艺路径具有鲜明特点。其工作原理是先在成型缸内铺设一层薄薄的粉末材料，然后通过红外激光按照截面轮廓选择性扫描粉末床，使粉末颗粒受热熔融并粘结在一起；一层烧结完成后，工作台下降一个层厚的高度，重新铺粉并进行下一层烧结；如此反复，层层堆积，最终形成完整零件。这一工艺原理赋予了SLS以下几大优势。

SLS技术原理（来源：网络）

无需支撑结构的独特工艺：在打印过程中，未烧结的粉末自然支撑悬空或复杂结构部分，无需额外设计和添加支撑材料，减少了材料浪费和后处理工作量。

高设计自由度：能够制造几何形状极为复杂的零件，包括内部空腔、晶格结构、异形曲面等，突破了传统制造工艺在形状限制上的瓶颈，适合快速原型开发和定制化生产。

材料利用率高：未烧结的粉末可回收再利用，材料利用率可达80%-95%，降低了材料成本，符合可持续发展理念。

机械性能：相较于采用光敏树脂固化的SLA成型件，SLS技术对材料适应性较广，可采用力学性能更好的材料进行打印，烧结后形成的零件具有较高的强度和韧性，接近注塑件的性能，能承受较大载荷和冲击。

适中的成型精度：SLS成型件的精度通常控制在±0.1mm至±0.3mm之间，虽不及SLA的±0.01mm至±0.05mm，但相较于FDM常见的±0.5mm左右精度，已足以满足绝大多数工业级应用和功能性测试的需求。

从PA12到PEEK：SLS聚合物粉体耗材的多元演进

技术原理的差异决定了耗材形态的根本不同。FDM使用线材，SLA依赖液态树脂，而SLS则采用的是粉体材料。

1、PA12

在SLS技术发展早期，耗材选择较为有限，尼龙12（PA12）具有优异的强度、韧性、耐化学性、低成型收缩率以及宽烧结窗口，综合机械性能接近工程塑料，长期作为主流商业化材料，可实现复杂镂空与卡扣结构的打印，可直接替代部分金属、注塑件，但其合成工艺复杂，生产技术长期由赢创（Evonik）、阿科玛（Arkema）、宇部兴产（UBE）和EMS等少数几家国际化工巨头主导，导致价格居高不下，成为制约SLS技术大规模应用的重要成本因素。不过，值得关注的是，如今以万华化学为代表的中国企业的PA12产品已进入稳定量产和市场导入阶段，并在多个应用领域对进口产品实现了初步替代。

赢创PA12粉末

随着材料科学的不断进步和市场参与者的日益增多，SLS可用粉末种类正呈现快速扩张趋势。热塑性聚氨酯（TPU）、聚乳酸（PLA）、聚醚醚酮（PEEK）等新型聚合物有机粉体相继问世，不仅适应了SLS无需支撑、力学性能优异的工艺特点，也在各自应用领域展现出独特的材料价值。

2、热塑性聚氨酯（TPU ）

TPU是目前SLS技术中可经济加工的最柔软材料之一，硬度可低至70A，且具有极高的断裂伸长率和回弹性，能够在反复压缩和弯曲变形后迅速恢复原状，同时兼具良好的抗冲击性、耐磨性和抗疲劳性，特别适合需要缓冲、减震的应用场景，比如用于制造密封垫圈、减震零件、缓冲隔离件、电缆穿孔件等的打印，也可进行穿戴设备表带、手机壳等的个性化定制。

3、聚乳酸（PLA）

PLA是以玉米、甘蔗等可再生植物资源为原料制成的生物基材料，具有良好的生物可降解性，能最终分解为二氧化碳和水，打印过程安全无毒，是国际公认的环境友好材料。而得益于良好的生物相容性，PLA在医疗领域具有独特应用价值，通过SLS技术，可制造具有复杂多孔结构的组织工程支架、骨科植入物等，实现个性化精准医疗，且植入体内后可逐渐降解，减少二次手术风险。此外，PLA的熔融温度较低（约170-230℃），相比尼龙PA12等，烧结所需激光功率更小，能耗更低。

（a）深圳聚生开发用于SLS 3D打印的可降解聚酯粉末；（b）SLS 3D打印的拉伸样条；（c）SLS 3D打印的组织支架

4、聚醚醚酮（PEEK）

PEEK是一种特种工程塑料，以其优异的力学性能、耐高温性（长期使用温度可达260℃）、耐化学腐蚀性、耐辐照性以及良好的生物相容性而著称，在承载能力和环境适应性方面具有显著优势，被广泛应用于航空航天、医疗器械、汽车制造等高端领域中轻量化部件的制造。

然而，PEEK的加工难度较大，尤其是在选择性激光烧结（SLS）过程中，面临着粉末熔点高、流动性差、界面粘结不良等问题，目前仍处于发展初期，但随着高温SLS设备的普及、粉末改性技术的成熟以及复合材料的持续优化，PEEK粉末有望成为SLS耗材体系中的重要成员，推动SLS技术向更高性能应用场景延伸。

小结

驱动SLS技术从高端走向普及的核心引擎，是设备与材料协同进化。从经典的PA12到弹性TPU、可降解PLA，再到尚处攻关阶段的PEEK，每一种新材料的成功应用，都在为SLS打开一扇通往新领域的大门，同时也在不断倒逼设备的精进，以适应愈发多元的打印需求。可以预见，随着材料创新与设备迭代的持续共振，SLS技术将加速从高精尖领域走向更广阔的工业与消费市场，成为数字化制造的中坚力量。

粉体圈Corange整理