SLM, to metoda wytwarzania przyrostowego materiałów metalowych, lepiej znana jako druk metalowy 3D lub selektywne topienie laserowe. Chociaż w igus® koncentrujemy się na polimerach o wysokiej wydajności, z przyjemnością wyjaśniamy tę technologię produkcji.
Jak działa SLM – selektywne topienie laserowe?
Selektywne topienie laserowe (SLM) jest jednym z proszkowych procesów addytywnych. Aby utworzyć komponent, proszek metalu wypala się warstwa po warstwie w przestrzeni instalacyjnej drukarki 3D.
Laser stapia poszczególne warstwy razem w obszarze, w którym komponent jest tworzony. W związku z tym, z każdą przetworzoną warstwą platforma konstrukcyjna obniża się w przestrzeni konstrukcyjnej o grubość nowej nakładanej warstwy. Tak więc przestrzeń instalacyjna stopniowo zapełnia się do momentu ukończenia komponentu.
Nadmiar proszku, jaki pozostaje na platformie w procesie druku 3D, zachowuje postać sproszkowaną i jest usuwany pod koniec procesu budowy elementu.
W procesie przetwarzania końcowego obiekt jest uwalniany z pozostałego proszku i czyszczony. Struktura nośna jest usuwana, a produkt może być nadal przetwarzany w zależności od zastosowania (np. obróbka cieplna).
Selektywne topienie laserowe umożliwia wytwarzanie produktu już od pojedynczej sztuki, przez większe partie, aż do produkcji przemysłowej.
Materiały stosowane w metodzie SLM
Do selektywnego topienia laserowego stosuje się następujące materiały:
- stal narzędziowa,
- stop aluminium
- stal nierdzewna
- stop brązu
- tytan i stop tytanu
- stop kobaltowo-chromowy
- stopy metali szlachetnych
- stop na bazie niklu
Drukarka 3D do metalu – możliwości w procesie drukowania
Dzięki temu, że obiekt, który chcemy wydrukować, można podzielić na poszczególne obszary, mamy możliwość zastosowania różnych strategii ekspozycji. Zależy to od wymagań strefy zewnętrznej, która musi być twardsza i mniej porowata niż strona wewnętrzna.
W związku z tym, tak zwane strony górne i dolne powinny być odsłaniane osobno. Oznacza to, że przez to zewnętrzne, powierzchnie elementu skierowane w górę i elementy wystające.
Ważną cechą metody SLM, jest z pewnością to, że indywidualne przetwarzanie za pomocą lasera umożliwia określenie chropowatości, gęstości i jakości powierzchni fragment po fragmencie.
Dzięki metodzie SLM, możliwe jest wytwarzanie przedmiotów o dużej objętości i zmniejszonym napięciu w elemencie.
Wyjątkiem są konstrukcje o cienkich ścianach. Tutaj często nie można podzielić na segmenty, dlatego ekspozycja w tym przypadku jest ciągła.
Z pewnością, dużą zaletą selektywnego topienia laserowego jest możliwość wytwarzania komponentów o dobrych właściwościach mechanicznych, wysokiej gęstości i precyzji. Można również zmieniać gęstość obiektu, aby był lżejszy i bardziej elastyczny przy niskiej gęstości, podczas gdy wysoka gęstość absorbuje na przykład linie siły.
Warto również zwrócić uwagę, na to że różne funkcje mogą być bezpośrednio zintegrowane z komponentami, które są wytwarzane w procesie produkcyjnym. W przypadku komponentów w obszarach o wysokich temperaturach, można na przykład wstawić kanały chłodzące lub w jednym obiekcie można przetwarzać dwa różne metale w celu lepszego odprowadzania ciepła.
Ponieważ prędkość konstrukcyjna jest znacznie mniejsza niż w przypadku wariantu z tworzywa sztucznego (selektywne spiekanie laserowe), koszty produkcji elementu są znacznie wyższe niż w przypadku spiekania laserowego.
Zalety selektywnego topienia laserowego
- Nie ma narzędzi
- Niskie koszty cyklu życia
- Krótki czas opracowywania i wprowadzania produktu na rynek
- Niewielki wysiłek montażowy
- Wysoka elastyczność i niskie ryzyko produkcji
- Technologia produkcji wysoce zrównoważona i oszczędzająca zasoby.
Zużycie materiałów zależy od ciężaru obiektu i konstrukcji wsporczej. Wysoki poziom wydajności energetycznej i cyfrowy łańcuch procesów mają wpływ również na zmniejszenie emisji CO₂ i wspierają zrównoważony rozwój.
Obszary zastosowania metody SLM
- Technologia dentystyczna
- Inżynieria samochodowa
- Lotnictwo
- Budowa turbin
- Prototypowanie i szybkie prototypowanie
- Produkcja narzędzi
- Technologia medyczna
Dowiedz się więcej o drukowaniu 3D w igus® dzięki odpornym na zużycie tworzywom sztucznym.
super wpis i bardzo ciekawy temat