Hoe SLM-afdrukken werkt
Inhoudsopgave
Selectief lasersmelten (SLM) is een additieve productietechniek waarbij een laser wordt gebruikt om metaalpoeder selectief te smelten en samen te smelten tot 3D-objecten. Deze gids geeft een diepgaand overzicht van SLM-afdrukken, materialen, procesparameters, toepassingen, voordelen en meer.
Wat is SLM?
SLM is een poederbedfusieproces waarbij gebruik wordt gemaakt van een krachtige laser om fijn metaalpoeder laag voor laag te smelten en te laten stollen om volledig dichte 3D-onderdelen rechtstreeks uit CAD-gegevens op te bouwen.
Proces | Beschrijving |
---|---|
Laser smelten | Een laser scant en smelt poeder in de vorm van elke laag |
Poeder verspreiden | Een verse laag poeder verspreid over het bouwgebied |
Bouwplatform verlagen | Bouwplatform verlaagd voordat nieuwe poederlaag wordt verspreid |
Herhalende stappen | Stappen worden laag voor laag herhaald totdat het onderdeel is voltooid |
SLM maakt het mogelijk om volledig dichte metalen onderdelen met complexe geometrieën rechtstreeks vanuit 3D CAD-gegevens te printen.
![Hoe SLM-afdrukken werkt 1 SLM-afdrukken](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/TC11-Powder.jpg)
Hoe SLM-afdrukken Werken
SLM-printen omvat de volgende belangrijke componenten en processen:
Onderdeel | Rol |
---|---|
Laser | Smelt selectief poeder in patroon van elke laag |
Scannersysteem | Regelt de laserpositie en scherpstelling |
Poeder bed | Houdt poederlagen vast tijdens het printen |
Poederdispenser | Verspreidt vers poeder voor elke laag |
Bouw plaat | Houdt het onderdeel vast en laat het zakken tijdens het afdrukken |
Inert gassysteem | Zorgt voor een beschermende atmosfeer om oxidatie te voorkomen |
Het proces is volledig geautomatiseerd op basis van de geïmporteerde 3D-modelgeometrie.
SLM versus andere 3D-printmethoden
SLM verschilt op belangrijke punten van andere vormen van 3D-printen:
Methode | Vergelijking |
---|---|
Gesmolten afzettingsmodellering (FDM) | FDM gebruikt geëxtrudeerde thermoplasten, SLM gebruikt metaalpoeder |
Stereolithografie (SLA) | SLA gebruikt fotopolymeren, SLM gebruikt metalen |
Elektronenbundelsmelten (EBM) | EBM gebruikt elektronenbundel, SLM gebruikt laserbundel |
Binder jetting | Binderjetting verbindt poederdeeltjes, SLM smelt het poeder volledig |
SLM maakt het printen van volledig dichte metalen onderdelen mogelijk die geschikt zijn voor technische eindtoepassingen.
Metalen voor SLM-printen
Gangbare metalen bedrukt met SLM-technologie:
Materiaal | Belangrijkste eigenschappen |
---|---|
Roestvrij staal | Corrosiebestendigheid, hoge sterkte |
Aluminium legeringen | Lichtgewicht, ductiel |
Titanium legeringen | Lichtgewicht, hoge sterkte |
Nikkel legeringen | Hitte- en corrosiebestendigheid |
Kobalt-Chroom | Biocompatibiliteit, slijtvastheid |
Gereedschapsstaal | Hoge hardheid, thermische stabiliteit |
Een reeks metalen wordt met SLM bedrukt voor verschillende toepassingen die specifieke materiaaleigenschappen vereisen.
SLM-procesparameters
Kritieke SLM-procesparameters:
Parameter | Typisch bereik |
---|---|
Laserkracht | 100-400 W |
Scansnelheid | 100-5000 mm/s |
Hatch-afstand | 50-200 µm |
Laagdikte | 20-100 µm |
Vlekgrootte | 50-100 µm |
Bouw kameratmosfeer op | Argon of stikstof |
Deze parameters worden geoptimaliseerd afhankelijk van het materiaal, de onderdeelgeometrie, de bouwsnelheid en de vereiste mechanische eigenschappen.
Voordelen van SLM-afdrukken
Belangrijkste voordelen van SLM-printen:
- Mogelijkheid om complexe geometrieën te creëren die niet mogelijk zijn met machinale bewerking
- Aanzienlijk kortere doorlooptijden vergeleken met verspanen
- Minimale materiaalverspilling en lagere buy-to-fly-ratio's
- Lichtgewichtpotentieel met roosterstructuren
- Consolideer samenstellingen in afzonderlijke onderdelen
- Op maat gemaakte producten afgestemd op de specificaties van de klant
- Just-in-time productie en voorraadreductie
- Hoge maatnauwkeurigheid en herhaalbaarheid
- Goede oppervlakteafwerking en fijne resolutie
SLM levert aanzienlijke kosten- en tijdbesparingen op voor de productie van kleine tot middelgrote volumes.
SLM-applicaties
Industrie | Veel voorkomende toepassingen |
---|---|
Lucht- en ruimtevaart | Turbinebladen, structurele beugels, motoronderdelen |
Medisch | Tandheelkundige copings, implantaten, chirurgische instrumenten |
Automobiel | Lichtgewicht componenten, aangepaste prototypes |
Industrieel | Lichtgewicht robotonderdelen, mallen, armaturen, gereedschappen |
SLM wordt in alle sectoren gebruikt om hoogwaardige metalen onderdelen voor eindgebruik te produceren met kortere doorlooptijden.
Nabewerking voor SLM-onderdelen
Typische nabewerkingsstappen voor SLM-onderdelen:
- Ondersteuningsstructuur verwijderen met EDM
- Oppervlaktebewerking om de afwerking te verbeteren
- Gaten boren, schroefdraad tappen
- Warmtebehandeling om de eigenschappen te verbeteren
- Heet isostatisch persen om interne holtes te elimineren
- Oppervlaktebehandelingen zoals parelstralen, anodiseren, coaten
Nabewerking zorgt ervoor dat de onderdelen voldoen aan de toepassingsvereisten.
SLM-ontwerprichtlijnen
Belangrijke overwegingen bij het SLM-ontwerp:
- Optimaliseer geometrieën om steunstructuren te verminderen
- Handhaaf een minimale wanddikte voor een betere warmteafvoer
- Gebruik fijne roosterstructuren om het gewicht te verminderen
- Ontwerp zelfdragende geometrieën om steunen te vermijden
- Houd rekening met toleranties na de bewerking en oppervlakteafwerking
- Oriënteer de onderdelen om het traptrede-effect te minimaliseren
- Houd rekening met de effecten van thermische spanningen tijdens het printen
- Ingebouwde functies zoals tabbladen om het verwijderen van de ondersteuning te vergemakkelijken
Simulatietools helpen bij het evalueren van de SLM-printbaarheid tijdens de ontwerpfase zelf.
SLM-afdrukapparatuur
Grote fabrikanten van SLM-systemen:
Bedrijf | Model |
---|---|
EOS | EOS M-serie |
3D-systemen | ProX DMP-serie |
Renishaw | AM-serie |
GE-additief | Conceptlaser M2 |
SLM-oplossingen | SLM 500 |
Deze kant-en-klare systemen bieden geautomatiseerde SLM-printmogelijkheden in verschillende bouwgroottes.
![Hoe SLM-afdrukken werkt 2 SLM-afdrukken](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/D2.jpg)
SLM-kosteneconomie
SLM-afdrukkosten variëren op basis van:
- Aankoopkosten van machines – $0,5M tot $1,5M
- Materiaalkosten – $50-$150/kg voor gewone metalen
- Arbeidskosten – bediening van de machine, nabewerking
- Bouwsnelheid – 5-100 cm3/uur, afhankelijk van de parameters
- Schaalvoordelen door hogere productievolumes
SLM is het meest kosteneffectief voor complexe productie van kleine tot middelgrote volumes in vergelijking met andere metaalproductieprocessen.
Uitdagingen van SLM-afdrukken
Enkele uitdagingen die verband houden met SLM zijn onder meer:
- Hoge restspanningen kunnen vervormingen van onderdelen veroorzaken
- Anisotrope materiaaleigenschappen afhankelijk van de bouworiëntatie
- Beperkingen op de maximale onderdeelgrootte
- Poeder verwijderen uit interne kanalen
- Het bereiken van een oppervlakteafwerking die vergelijkbaar is met machinaal bewerken
- Noodzaak van ondersteunende structuren op uitsteeksels
- Gespecialiseerde operatortraining vereist
- Risico's bij het hanteren van poeder vereisen veiligheidsmaatregelen
De voortdurende ontwikkeling helpt echter veel van deze uitdagingen op te lossen.
Toekomstperspectieven voor SLM
De toekomstvooruitzichten voor SLM-printen zijn positief:
- Verbeterde onderdeelkwaliteit met minder defecten
- Grotere bouwvolumes maken grotere onderdelen mogelijk
- Hogere bouwsnelheden dankzij hogere laservermogens
- De ontwikkeling van nieuwe materialen breidt de toepassingen uit
- Hybride productie waarbij SLM wordt gecombineerd met machinale bewerking
- Geautomatiseerde poederbehandeling en nabewerking
- Mainstream-adoptie in een breder scala van industrieën
- Dalende kosten maken het economisch voor meer toepassingen
Deze ontwikkelingen zullen ervoor zorgen dat SLM-geprinte metalen onderdelen voor een toenemend aantal toepassingen kunnen concurreren met conventionele productieprocessen.
Een SLM-afdrukserviceprovider kiezen
Hier zijn belangrijke factoren bij het selecteren van een SLM-dienstverlener:
- Ervaring specifiek met SLM-technologie
- Aangeboden uitrusting en bouwgroottes
- Materiaalkennis met verschillende metaallegeringen
- Secundaire verwerkingsmogelijkheden zoals warmtebehandeling
- Kwaliteitscertificeringen zoals ISO 9001 en AS9100
- Ontwerpoptimalisatie en technische ondersteuning
- Trackrecord op het gebied van doorlooptijd en tijdige levering
- Referenties en getuigenissen van klanten
- Prijsstructuur – prijs van onderdelen versus volume
Door te kiezen voor een betrouwbare SLM-servicepartner bent u verzekerd van kwalitatief hoogwaardige onderdelen die efficiënt worden geproduceerd.
Voor- en nadelen van SLM-afdrukken
Pluspunten
- Complexe geometrieën zijn niet mogelijk met machinale bewerking
- Snelle doorlooptijden van CAD tot onderdeel
- Weinig materiaalverspilling en buy-to-fly-ratio's
- Lichtgewicht door geoptimaliseerde ontwerpen
- Consolideer samenstellingen in afzonderlijke afgedrukte onderdelen
- Op maat gemaakt, just-in-time productiepotentieel
- Elimineert de kosten van gereedschap, mallen en armaturen
Nadelen
- Hoge machinekapitaalinvestering
- Beperkte grootte op basis van de afmetingen van de bouwkamer
- Nabewerking is vaak nodig om onderdelen af te werken
- Anisotrope eigenschappen afhankelijk van de bouworiëntatie
- Gebrek aan ontwerpnormen voor additieve productie
- Materiaalopties beperkter dan bij verspaning
- Vereist opgeleid personeel om de apparatuur te bedienen
Voor productie van kleine tot middelgrote volumes kan SLM aanzienlijke voordelen bieden, maar er zijn wel beperkingen waarmee rekening moet worden gehouden.
![Hoe SLM-afdrukken werkt 3 SLM-afdrukken](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/430L-Powder.jpg)
Veelgestelde vragen
Vraag | Antwoord |
---|---|
Welke materialen worden gebruikt in SLM? | Veel voorkomende SLM-materialen zijn roestvrij staal, aluminium, titanium, nikkellegeringen, gereedschapsstaal en kobaltchroom. |
Welke industrieën gebruiken SLM-printen? | De lucht- en ruimtevaart-, medische, automobiel- en industriële sectoren zijn de belangrijkste gebruikers van SLM. |
Kunnen metalen onderdelen van SLM direct worden gebruikt? | De meeste SLM-onderdelen hebben nabewerking nodig, zoals oppervlakteafwerking en warmtebehandeling, voordat ze als eindgebruikscomponent kunnen worden gebruikt. |
Is SLM-printen geschikt voor massaproductie? | Nee, SLM-printen is beter geschikt voor kleine tot middelgrote batchgroottes dan voor massaproductievolumes. |
Welke precisie en oppervlakteafwerking kan SLM bereiken? | Precisie van +/- 0,1-0,2% is mogelijk. De oppervlakteruwheid varieert van 10-30 μm vóór afwerking. |
Conclusie
SLM-printen maakt on-demand productie mogelijk van complexe, hoogwaardige metalen onderdelen met een digitale productieworkflow. Naarmate de technologie zich verder ontwikkelt, zal SLM levensvatbaar worden voor meer reguliere toepassingen in verschillende industrieën. De unieke mogelijkheden van SLM-printen zullen ingenieurs en ontwerpers in staat stellen innovatieve producten van de volgende generatie te creëren met behulp van additieve productie.
Delen op
Facebook
Twitteren
LinkedIn
WhatsAppen
E-mail
MET3DP Technology Co, LTD is een toonaangevende leverancier van additieve productieoplossingen met hoofdkantoor in Qingdao, China. Ons bedrijf is gespecialiseerd in 3D printapparatuur en hoogwaardige metaalpoeders voor industriële toepassingen.
Onderzoek om de beste prijs en een op maat gemaakte oplossing voor uw bedrijf te krijgen!
gerelateerde artikelen
Over Met3DP
Video afspelen
Recente update
Ons product
NEEM CONTACT MET ONS OP
Nog vragen? Stuur ons nu een bericht! Na ontvangst van uw bericht behandelen wij uw verzoek met een heel team.
![metalen 3dp-logo klein](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Metaalpoeders voor 3D printen en additieve productie
BEDRIJF
PRODUCT
contact informatie
- Qingdao-stad, Shandong, China
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731