SLM pro aditivní výrobu kovů

Přehled selektivního laserového tavení

Selektivní laserové tavení (SLM) je proces 3D tisku z kovu pomocí fúze v práškovém loži, který využívá laser k selektivnímu tavení a spojování částic kovového prášku vrstvu po vrstvě a vytváří tak plně husté díly.

Klíčové vlastnosti technologie SLM:

SLM umožňuje vyrábět složité kovové díly na míru pro letecké, lékařské, automobilové a průmyslové aplikace.

Jak funguje selektivní laserové tavení

Proces tisku SLM funguje následovně:

• 3D model rozřezaný na 2D vrstvy průřezu
• Prášek rozetřete v tenké vrstvě na stavební desku
• Laser selektivně skenuje vrstvu, tavící se prášek
• Roztavený prášek ztuhne a spojí se dohromady.
• Sestavovací deska se sníží a na ni se rozprostře nová vrstva.
• Proces se opakuje, dokud se nevytvoří celá část

Netavený prášek poskytuje oporu při vytváření součásti. To umožňuje vytvářet složité geometrie bez speciálních podpůrných struktur.

Typy systémů selektivního laserového tavení

Existuje několik SLM konfigurace systému:

Vícelaserové systémy nabízejí rychlejší sestavení, zatímco uzavřená smyčka manipulace s práškem zvyšuje efektivitu a recyklovatelnost.

Materiály pro selektivní laserové tavení

Mezi běžné kovové materiály používané pro SLM patří:

Řada práškových slitin umožňuje vlastnosti, jako je pevnost, tvrdost, teplotní odolnost a biokompatibilita, které jsou potřebné pro různé aplikace.

Aplikace selektivního laserového tavení

Mezi typické aplikace tisku kovů pomocí SLM patří:

SLM umožňuje vyrábět složité kovové díly na zakázku konsolidované do jednoho kusu a optimalizované z hlediska hmotnosti a výkonu.

Výhody selektivního laserového tavení

Hlavní výhody technologie SLM:

Tyto výhody umožňují vyrábět kovové díly s vyšším výkonem při konkurenceschopných dodacích lhůtách a nákladech při nižších objemech výroby.

Omezení selektivního laserového tavení

Mezi omezení SLM patří:

Tato technologie je nejvhodnější pro nízké až střední objemy výroby složitých kovových dílů.

Dodavatelé SLM tiskáren

Přední výrobci systémů SLM:

Stroje se pohybují v rozmezí od menších stavebních objemů kolem 250 x 250 x 300 mm až po velké systémy 800 x 400 x 500 mm pro vysokou produktivitu.

Výběr 3D tiskárny SLM

Klíčová hlediska při výběru systému SLM:

Optimální systém SLM poskytuje materiály, objem konstrukce, rychlost a vlastnosti manipulace s práškem, které jsou pro dané aplikace potřebné.

Požadavky na zařízení SLM

Aby bylo možné provozovat tiskárnu SLM, musí zařízení splňovat:

• Úrovně elektrického výkonu 20-60 kW typicky
• Stabilní teplota kolem 20-25 °C
• Nízká vlhkost pod 70% RH
• Kontrola částic a manipulace s kovovým práškem
• Přívod a odvzdušnění inertního plynu
• Filtrace výfukových plynů pro uvolněné částice
• Monitorovací systémy pro atmosféru
• přísné bezpečnostní postupy pro zaměstnance

Systémy SLM vyžadují rozsáhlou infrastrukturu pro napájení, chlazení, manipulaci s práškem a dodávku inertního plynu.

Parametry procesu tisku SLM

Typické parametry tisku SLM:

Přesné nastavení těchto parametrů je nutné k dosažení plně hustých dílů pro každý prášek slitiny.

SLM Pokyny pro navrhování a omezení

Klíčové zásady pro navrhování SLM zahrnují:

Proces SLM klade geometrické požadavky, jako jsou úhly přesahu a minimální velikosti prvků, které je třeba zohlednit.

Požadavky na následné zpracování SLM

Běžné kroky následného zpracování dílů SLM:

Úroveň následného zpracování závisí na požadavcích aplikace na tolerance, povrchovou úpravu a vlastnosti materiálu.

Kvalifikační testování dílů SLM

Typické kvalifikační testy pro komponenty SLM:

Důkladné testování zajišťuje, že díly SLM splňují požadavky před uvedením do výroby.

Výhody SLM Technologie

Selektivní laserové tavení přináší klíčové výhody:

• Složité, organické geometrie, které nejsou možné při odlévání nebo CNC.
• lehčí konstrukce díky optimalizaci topologie.
• Konsolidace dílů do jednotlivých tištěných komponent
• Snížení odpadu ve srovnání se subtraktivními metodami
• Přizpůsobení a rychlé iterace návrhu
• Výroba kovových dílů Just-in-time
• Vysoká pevnost a tvrdost blížící se kovaným materiálům

Díky těmto výhodám je SLM vhodná pro výrobu dílů s vysokou hodnotou a malým objemem na vyžádání v různých průmyslových odvětvích.

Výzvy spojené s přijetím SLM tisku

Překážky bránící zavedení SLM zahrnují:

S tím, jak technologie dozrává, se tyto překážky snižují díky zdokonaleným materiálům, vybavení, školení a snahám o standardizaci v celém odvětví.

Budoucnost selektivního laserového tavení

Nové trendy v technologii SLM:

• Větší stavební objemy nad 500 x 500 x 500 mm
• Vícenásobné laserové systémy pro rychlejší sestavování
• Rozšířené slitiny včetně vysokoteplotních superslitin
• Lepší recyklovatelnost prášku a manipulace s ním
• Automatické odstraňování podpory a následné zpracování
• Hybridní výroba kombinující AM a CNC
• Specializovaný software pro optimalizaci designu
• Standardizace procesních parametrů a kvalifikace dílů

Systémy SLM se budou dále vyvíjet, pokud jde o velikost, rychlost, materiály a spolehlivost, aby splňovaly výrobní potřeby ve více průmyslových aplikacích.

Shrnutí klíčových bodů

• SLM selektivně taví kovový prášek laserem pro 3D tisk s plnou hustotou
• Proces tavení v práškovém loži, který dokáže zpracovat jemné detaily a složité geometrie
• Vhodné pro letecký, lékařský, automobilový a průmyslový průmysl.
• Používá kovy, jako je nerezová ocel, titan, hliník a slitiny niklu.
• Poskytuje výhody konsolidace dílů, přizpůsobení a odlehčení.
• Vyžaduje řízenou atmosféru a robustní systémy pro manipulaci s práškem
• U tištěných dílů může být nutné provést významné následné zpracování.
• Špičková technologie pro nízko a středně objemové výrobní aplikace
• Průběžné zlepšování materiálů, velikosti, rychlosti a kvality konstrukce
• Umožňuje tisknout vysoce výkonné kovové součásti

Selektivní laserové tavení se bude i nadále rozvíjet jako průmyslové výrobní řešení pro zakázkové kovové díly na vyžádání.

FAQ

znát více procesů 3D tisku