以聚苯乙烯(PS)为原材料的选区激光烧结(SLS)制件具有精度高、成型周期短等优点,被广泛应用于快速熔模铸造领域,但是其成型强度低,不适用于大尺寸复杂零件、悬臂零件和薄壁零件的成型。本文对PS粉SLS成型机理、成型工艺优化以及材料改性等问题进行了深入系统的理论分析和实验研究,提高了成型质量,这对于PS粉制件的快速铸造应用有重要意义。首先针对于SLS成型工艺特点,通过DSC/TG实验测定了PS的相关热学参数(玻璃化转变温度、分解温度),从材料与激光的热作用过程分析了PS粉SLS成型机理,并从材料特性、能量积累和工艺参数等方面分析了PS粉烧结过程中各种缺陷的成因。全面分析了PS粉的SLS成型工艺,确定了部分工艺参数的取值,实验研究了不同工艺参数下PS粉制件在长、宽、高三方向的尺寸变化规律,并以制件Z向尺寸精度为指标,确定出其它工艺参数较优的取值范围,计算出合适的烧结温度范围,并进行了实验验证。然后通过一系列的成型实验,总结并分析了不同工艺参数耦合下PS制件尺寸精度和强度的变化规律及成因,利用扫描电子显微镜观察制件内部形貌,并计算了孔隙率。选取主要工艺参数(激光功率、分层厚度、扫描速度和扫描间隔)进行四因素三水平正交实验,利用方差分析法,以制件精度和强度为评价目标,得到一组最优的工艺参数组合,并通过对支撑扫描(支撑类型、支撑层数)的实验研究,有效的提高了成型质量。最后对PS粉制件的低强度问题进行了PS粉与有机高分子材料共混改性研究。从PS粉的改性理论、有机高分子材料选取、材料配比、材料处理方法以及成型工艺参数选取等方面进行了深入的分析和研究,并通过系统的成型实验,最终分别得到PS/PA和PS/PE蜡/PTEE蜡两种改性材料的配方及制备方法,相对于改性前纯PS粉的烧结强度,两种改性材料的烧结强度得到明显提高。