快速原型激光燒結(jié)技術(shù)的應用范圍十分廣泛，包括：塑膠、金屬材料功能性原型的直接生產(chǎn)；應用于注塑、壓鑄及其他的金屬模具的直接生產(chǎn)；應用于多種鑄造技術(shù)（真空鑄造、熔模鑄造、砂型鑄造）的直接生產(chǎn)；作為最終零件（單個或數(shù)以萬計）的直接生產(chǎn)。在產(chǎn)品的生命周期越來越受到人們重視的今天，可以說激光燒結(jié)技術(shù)將電子化制造和快速制造這兩個概念具體化和加以實施了。
在近10年里，激光燒結(jié)（Laser-sintering）技術(shù)的發(fā)展，以及其在傳統(tǒng)快速原型（RapidPrototyping）中的應用，不但可以實現(xiàn)單件產(chǎn)品的生產(chǎn)，同時也實現(xiàn)了快速、靈活、有效的批量生產(chǎn)。
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德國EOS公司于1994年分別推出了三個系列的產(chǎn)品。第一個系列是以熱塑性粉末為原料的激光燒結(jié)系統(tǒng)，稱之為EOSINT P。這種系統(tǒng)是以尼龍粉末燒結(jié)功能性零件或以聚苯乙烯材料粉末燒結(jié)原型，然后做熔模鑄造或真空鑄型。第二個產(chǎn)品系列是金屬粉末激光直接燒結(jié)系統(tǒng)，應用于金屬模具及金屬零件的直接加工，稱之為EOSINT M。第三個產(chǎn)品系列是用激光直接燒結(jié)樹脂砂，可以一次完成任意復雜的鑄造砂型和砂芯的成型，稱為EOSINT S。這三種激光燒結(jié)系統(tǒng)一個共同點，就是以聚焦后的激光束逐層燒結(jié)固化粉末狀材料（熱塑性材料、金屬、鑄造砂），從而生成三維零件。
圖1 熱塑性粉末材料制造的油箱
由于組成汽車的零部件很多，可以說汽車的安全性就是其零部件各個功能的綜合體現(xiàn)，因此，對汽車零部件的開發(fā)和生產(chǎn)的要求也更為嚴格。快速成型技術(shù)應用在汽車零部件的開發(fā)及制造中能夠有效地降低開發(fā)成本，不僅能夠達到汽車零部件的質(zhì)量要求，同時也滿足了汽車開發(fā)周期短這一特性。
熱塑性粉末材料的激光燒結(jié)
圖1中的油箱是使用EOSINT P 700系統(tǒng)以塑膠（此處使用聚酰胺，俗稱尼龍）激光燒結(jié)技術(shù)實現(xiàn)的快速原型。其加工時間（包括數(shù)據(jù)處理、成型、冷卻、清潔時間）只需4天，與傳統(tǒng)方法相比節(jié)省了75％的時間及25％的生產(chǎn)成本。在車輛上加入汽油進行測試，其產(chǎn)品的韌性、密度及抗化學特性均很高。同時，只需更改CAD的數(shù)據(jù)就可完成設計上的修改，使用附加成本相當小。
圖2 一級方程式賽車SLS Pattern金屬鑄造齒輪箱
圖2中的摩托車賽車變速箱的融模鑄造金屬件，由于具有復雜的幾何形狀和高要求的機械性能，因此，對于這些薄壁件的生產(chǎn)來說，熔模鑄造過程是十分困難的，尤其是使用鈦金屬。而以聚苯乙烯粉末材料燒結(jié)的工件，可以得到不錯的表面質(zhì)量，并很容易用于融模鑄造（灰粉殘留率萬分之五）。從這個例子來看，鑄造并不僅限于原型的制造，也可用作最終產(chǎn)品零件的小批量生產(chǎn)。
金屬粉末的激光燒結(jié)技術(shù)
直接金屬激光燒結(jié)同樣可應用于快速原型。在產(chǎn)品開發(fā)階段，有時需要等候一個重要的關(guān)鍵性零部件才可以工作，對于生產(chǎn)這種金屬的功能性原型，DMLS可以說是一個不錯的方法。圖3為一個傳動輪，使用Direct Steel金屬粉末燒結(jié)而成，可作測試實驗。
圖3 傳動輪金屬零件
圖4 用于生產(chǎn)梅賽德斯奔馳轎車內(nèi)飾件的模具
圖5 利用激光燒結(jié)砂芯用于砂型鑄造的V6發(fā)動機缸蓋
另外，在很多實際情況下，如：高檔轎車其本身產(chǎn)量不多，所需零部件的加工就需要尋找一種靈活、經(jīng)濟的生產(chǎn)方式。直接金屬粉末燒結(jié)金屬模具就是一種很好的選擇。高檔梅賽德斯奔馳轎車內(nèi)飾件的模具就是一個小批量生產(chǎn)的案例，圖4中是使用Direct Metal燒結(jié)得到的模具，可以看出產(chǎn)品是有著較復雜的筋板結(jié)構(gòu)的薄壁件，因此對產(chǎn)品的機械性能有著較高的要求。使用Direct Metal燒結(jié)系統(tǒng)，使整個周期包括模具設計在內(nèi)到交貨期縮短到了25天，并交付了50000件的合格產(chǎn)品。
激光燒結(jié)的砂型用于砂型鑄造
以激光燒結(jié)的砂型用于砂型鑄造可以制造原型、生產(chǎn)零件或備用件。圖5是V6發(fā)動機的缸蓋，以往的加工方法是需要很多不同的砂芯，每個砂芯都需要不同的模具加工，而且還要在最后將這些砂芯拼接起來。而激光燒結(jié)砂型的方法可以一次成型，加工時間由以往的18周縮減到3周。無論從加工的時間還是加工的精度來講，激光燒結(jié)砂型都是最好的開發(fā)方案。
激光燒結(jié)的發(fā)展進程
以上所述是由快速原型走向最終零件及批量生產(chǎn)的發(fā)展趨勢，激光燒結(jié)技術(shù)的進步將大大加快這種趨勢的發(fā)展。
物料的特性是直接使用激光燒結(jié)生產(chǎn)最終零件的關(guān)鍵因素?，F(xiàn)在金屬及塑膠粉末的性能已有了顯著的改善，舉例來說，現(xiàn)在使用的尼龍粉末比工程上使用的PA12和ABS材料在機械性能上都有著更佳的表現(xiàn)。使用DirectSteel 20金屬粉末制造金屬零件，其拉伸強度高達600MPa，精度、表面處理效果也有很大的提升。1999年，20mm厚度粉末的出現(xiàn)，標志著這一階段的重大突破。同時，它對于最終的金屬零件及DMLS模具的應用也有著重大的意義。
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