Jak funguje tisk SLM
Obsah
Selektivní laserové tavení (SLM) je technika aditivní výroby, která využívá laser k selektivnímu tavení a spojování kovového prášku do 3D objektů. Tento průvodce poskytuje podrobný přehled Tisk SLM, materiály, procesní parametry, aplikace, výhody a další.
Co je SLM?
SLM je proces tavení práškového lože, který využívá vysoce výkonný laser k tavení a tuhnutí jemného kovového prášku po vrstvách, aby bylo možné vytvořit plně husté 3D díly přímo z dat CAD.
Proces | Popis |
---|---|
Tavení laserem | Laser skenuje a taví prášek ve tvaru každé vrstvy. |
Roztírání prášku | Čerstvá vrstva prášku rozetřená po ploše stavby |
Snížení stavební plošiny | Spuštění stavební plošiny před nanesením nové vrstvy prášku |
Opakování kroků | Kroky se opakují vrstvu po vrstvě, dokud není díl dokončen. |
SLM umožňuje tisknout plně husté kovové díly se složitou geometrií přímo z dat 3D CAD.
![Jak funguje tisk SLM 1 Tisk SLM](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/TC11-Powder.jpg)
Jak Tisk SLM funguje
Tisk SLM zahrnuje následující klíčové komponenty a procesy:
Komponent | Role |
---|---|
Laser | Selektivně rozpouští prášek ve vzoru každé vrstvy. |
Systém skeneru | Ovládání polohy laseru a zaostřování |
Práškové lůžko | Udržuje vrstvy prášku během tisku |
Dávkovač prášku | Nasype čerstvý prášek pro každou vrstvu |
Stavební deska | Přidržuje a spouští díl během tisku |
Systém inertního plynu | Poskytuje ochrannou atmosféru, která zabraňuje oxidaci |
Proces je plně automatizován na základě importované geometrie 3D modelu.
SLM vs. jiné metody 3D tisku
SLM se od ostatních forem 3D tisku liší v několika zásadních ohledech:
Metoda | Srovnání |
---|---|
Tavené depoziční modelování (FDM) | FDM používá extrudované termoplasty, SLM používá kovový prášek. |
Stereolitografie (SLA) | SLA používá fotopolymery, SLM kovy |
Tavení elektronovým paprskem (EBM) | EBM využívá elektronový paprsek, SLM laserový paprsek. |
Tryskání pojiva | Tryskání pojiva spojuje částice prášku, SLM plně taví prášek |
SLM umožňuje tisk plně hustých kovových dílů vhodných pro koncové strojírenské aplikace.
Kovy pro SLM tisk
Běžné kovy tištěné technologií SLM:
Materiál | Klíčové vlastnosti |
---|---|
Nerezová ocel | Odolnost proti korozi, vysoká pevnost |
Slitiny hliníku | Lehké, tvárné |
Slitiny titanu | Lehké, vysoce pevné |
Slitiny niklu | Odolnost proti teplu a korozi |
Kobalt-chrom | Biokompatibilita, odolnost proti opotřebení |
Nástrojové oceli | Vysoká tvrdost, tepelná stabilita |
Pomocí SLM se tiskne řada kovů pro různé aplikace vyžadující specifické vlastnosti materiálu.
Parametry procesu SLM
Kritické parametry procesu SLM:
Parametr | Typický rozsah |
---|---|
Výkon laseru | 100-400 W |
Rychlost skenování | 100-5000 mm/s |
Rozteč poklopů | 50-200 μm |
Tloušťka vrstvy | 20-100 μm |
Velikost místa | 50-100 μm |
Vytvoření atmosféry v komoře | Argon nebo dusík |
Tyto parametry jsou optimalizovány v závislosti na materiálu, geometrii dílu, rychlosti sestavování a požadovaných mechanických vlastnostech.
Výhody Tisk SLM
Hlavní výhody tisku SLM:
- Možnost vytvářet složité geometrie, které nelze vytvořit obráběním.
- Výrazně kratší dodací lhůty ve srovnání s obráběním
- Minimální plýtvání materiálem a nižší poměr nákupů a letů
- Potenciál odlehčení pomocí mřížových struktur
- Konsolidace sestav do jednotlivých dílů
- Výrobky na míru podle specifikací zákazníka
- Výroba Just-in-time a snížení zásob
- Vysoká rozměrová přesnost a opakovatelnost
- Dobrá kvalita povrchu a jemné rozlišení
SLM přináší výrazné úspory nákladů a času při výrobě malých a středních objemů.
Aplikace SLM
Průmysl | Běžné aplikace |
---|---|
Aerospace | Lopatky turbíny, konstrukční držáky, součásti motoru |
Lékařský | Zubní náhrady, implantáty, chirurgické nástroje |
Automobilový průmysl | Lehké komponenty, prototypy na zakázku |
Průmyslový | Lehké robotické díly, přípravky, upínací přípravky, nástroje |
SLM se používá v různých průmyslových odvětvích k výrobě vysoce výkonných kovových dílů pro konečné použití se zkrácenou dobou dodání.
Následné zpracování dílů SLM
Typické kroky následného zpracování dílů SLM:
- Odstranění nosné konstrukce pomocí EDM
- Obrábění povrchu pro zlepšení povrchové úpravy
- Vrtání otvorů, závitování závitů
- Tepelné zpracování pro zlepšení vlastností
- Izostatické lisování za tepla k odstranění vnitřních dutin
- Povrchové úpravy jako tryskání, eloxování, lakování
Následné zpracování přizpůsobuje díly požadavkům aplikace.
Pokyny pro navrhování SLM
Klíčové aspekty návrhu SLM:
- Optimalizace geometrie za účelem snížení podpůrných struktur
- Zachování minimální tloušťky stěny pro lepší odvod tepla
- Použití jemných mřížkových struktur pro snížení hmotnosti
- Navrhování samonosných geometrií s cílem vyhnout se podpěrám.
- tolerance po obrábění a povrchová úprava
- Orientujte díly tak, abyste minimalizovali schodovitý efekt.
- Zohlednění účinků tepelného namáhání při tisku
- Konstrukční prvky, jako jsou záložky pro snadné odstranění podpěry
Simulační nástroje pomáhají vyhodnotit tisknutelnost pomocí SLM již ve fázi návrhu.
Tisková zařízení SLM
Hlavní výrobci systémů SLM:
Společnost | Modelka |
---|---|
EOS | Řada EOS M |
3D Systems | Řada ProX DMP |
Renishaw | Řada AM |
Přísady GE | Concept Laser M2 |
Řešení SLM | SLM 500 |
Tyto systémy na klíč umožňují automatizovaný tisk SLM v různých velikostech.
![Jak funguje tisk SLM 2 Tisk SLM](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/D2.jpg)
Ekonomika nákladů SLM
Náklady na tisk SLM se liší v závislosti na:
- Náklady na pořízení stroje - $0,5M až $1,5M
- Materiálové náklady - $50-$150/kg pro běžné kovy
- Mzdové náklady - obsluha stroje, následné zpracování
- Rychlost vytváření - 5-100 cm3/hod v závislosti na parametrech
- Úspory z rozsahu díky vyšším objemům výroby
SLM je ve srovnání s ostatními výrobními procesy kovů nákladově nejefektivnější pro komplexní výrobu v malých až středních objemech.
Výzvy Tisk SLM
Mezi problémy spojené s SLM patří:
- Vysoká zbytková napětí mohou způsobit deformace dílů.
- Anizotropní vlastnosti materiálu v závislosti na orientaci konstrukce
- Omezení maximální velikosti dílu
- Odstraňování prášku z vnitřních kanálků
- Dosažení kvality povrchu srovnatelné s obráběním
- Potřeba podpůrných konstrukcí na převisech
- Vyžaduje se specializované školení obsluhy
- Rizika při manipulaci s práškem vyžadují bezpečnostní opatření
Mnohé z těchto problémů však pomáhá řešit neustálý vývoj.
Budoucí výhled pro SLM
Výhled do budoucna je pro tisk SLM pozitivní:
- Zlepšená kvalita dílů s menším počtem vad
- Větší stavební objemy umožňují výrobu větších dílů
- Vyšší rychlost sestavování díky vyšším výkonům laseru
- Vývoj nových materiálů rozšiřuje možnosti použití
- Hybridní výroba kombinující SLM s obráběním
- Automatizovaná manipulace s práškem a následné zpracování
- Přijetí v širší škále průmyslových odvětví
- Díky klesajícím nákladům je ekonomicky výhodné pro více aplikací.
Tyto pokroky umožní, aby kovové díly vytištěné metodou SLM konkurovaly konvenčním výrobním procesům pro stále větší počet aplikací.
Výběr poskytovatele tiskových služeb SLM
Zde jsou uvedeny důležité faktory při výběru poskytovatele služeb SLM:
- Zkušenosti konkrétně s technologií SLM
- Rozsah nabízených zařízení a velikostí sestav
- Odborné znalosti materiálů s různými slitinami kovů
- Možnosti sekundárního zpracování, jako je tepelné zpracování
- Certifikace kvality jako ISO 9001 a AS9100
- Optimalizace návrhu a technická podpora
- Dodací lhůty a včasné dodávky
- Reference a posudky klientů
- Struktura cen - dílčí vs. objemové ceny
Výběr spolehlivého servisního partnera SLM zajistí efektivní výrobu vysoce kvalitních dílů.
Výhody a nevýhody Tisk SLM
Klady
- Složité geometrie, které nelze opracovat obráběním
- Rychlá doba zpracování z CAD na díl
- Nízký odpad materiálu a nízký poměr nákupů a letů
- Odlehčení díky optimalizovaným konstrukcím
- Konsolidace sestav do jednotlivých tištěných dílů
- Potenciál výroby na míru, just-in-time
- Eliminuje náklady na nástroje, přípravky, upínací přípravky.
Nevýhody
- Vysoké kapitálové investice do stroje
- Omezená velikost na základě rozměrů stavební komory
- K dokončení dílů je často nutné následné zpracování
- Anizotropní vlastnosti v závislosti na orientaci stavby
- Chybějící konstrukční normy pro aditivní výrobu
- Možnosti výběru materiálu jsou omezenější než při obrábění
- Vyžaduje vyškolený personál pro obsluhu zařízení
Pro výrobu v malých až středních objemech může SLM přinést značné výhody, ale je třeba vzít v úvahu i určitá omezení.
![Jak funguje tisk SLM 3 Tisk SLM](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/430L-Powder.jpg)
Nejčastější dotazy
Otázka | Odpovědět |
---|---|
Jaké materiály se používají při SLM? | Mezi běžné materiály pro SLM patří nerezová ocel, hliník, titan, niklové slitiny, nástrojové oceli a kobalt-chrom. |
Jaká odvětví používají SLM tisk? | Letecký, lékařský, automobilový a průmyslový průmysl patří mezi hlavní uživatele SLM. |
Lze kovové díly ze SLM použít přímo? | Většina dílů vyrobených metodou SLM vyžaduje před použitím jako součástky pro konečné použití následné zpracování, jako je povrchová úprava a tepelné zpracování. |
Je SLM tisk vhodný pro hromadnou výrobu? | Ne, tisk pomocí SLM je vhodnější pro malé až středně velké série než pro velkosériovou výrobu. |
Jaké přesnosti a kvality povrchu lze dosáhnout pomocí SLM? | Je možná přesnost +/- 0,1-0,2%. Drsnost povrchu se pohybuje v rozmezí 10-30 μm před konečnou úpravou. |
Závěr
Tisk SLM umožňuje výrobu složitých, vysoce výkonných kovových dílů na vyžádání pomocí digitálního výrobního postupu. S tím, jak se tato technologie bude vyvíjet, bude SLM využitelná pro více běžných aplikací v různých průmyslových odvětvích. Jedinečné možnosti tisku SLM umožní konstruktérům a designérům vytvářet inovativní výrobky nové generace pomocí aditivní výroby.
Sdílet na
Facebook
Cvrlikání
LinkedIn
WhatsApp
E-mailem
MET3DP Technology Co., LTD je předním poskytovatelem řešení aditivní výroby se sídlem v Qingdao v Číně. Naše společnost se specializuje na zařízení pro 3D tisk a vysoce výkonné kovové prášky pro průmyslové aplikace.
Dotaz k získání nejlepší ceny a přizpůsobeného řešení pro vaše podnikání!
Související články
O Met3DP
Přehrát video
Nedávná aktualizace
Náš produkt
KONTAKTUJTE NÁS
Nějaké otázky? Pošlete nám zprávu hned teď! Po obdržení vaší zprávy obsloužíme vaši žádost s celým týmem.
![malé kovové 3dp logo](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Kovové prášky pro 3D tisk a aditivní výrobu
SPOLEČNOST
PRODUKT
kontaktní informace
- Město Qingdao, Shandong, Čína
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731