Jak działa drukowanie SLM
Spis treści
Selektywne topienie laserowe (SLM) to technika produkcji addytywnej, która wykorzystuje laser do selektywnego topienia i stapiania proszku metalicznego w obiekty 3D. Niniejszy przewodnik zawiera szczegółowy przegląd Drukowanie SLMmateriały, parametry procesu, zastosowania, korzyści i inne.
Czym jest SLM?
SLM to proces stapiania w łożu proszkowym, który wykorzystuje laser o dużej mocy do topienia i zestalania drobnego proszku metalicznego warstwa po warstwie w celu zbudowania w pełni gęstych części 3D bezpośrednio z danych CAD.
Proces | Opis |
---|---|
Topienie laserowe | Laser skanuje i topi proszek w kształcie każdej warstwy |
Rozprowadzanie proszku | Świeża warstwa proszku rozprowadzona na obszarze roboczym |
Obniżenie platformy roboczej | Platforma robocza opuszczona przed rozprowadzeniem nowej warstwy proszku |
Powtarzanie kroków | Kroki powtarzane warstwa po warstwie aż do ukończenia części |
SLM umożliwia drukowanie w pełni gęstych części metalowych o złożonej geometrii bezpośrednio z danych 3D CAD.
![Jak działa drukowanie SLM 1 Drukowanie SLM](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/TC11-Powder.jpg)
Jak Drukowanie SLM Prace
Drukowanie SLM obejmuje następujące kluczowe komponenty i procesy:
Komponent | Rola |
---|---|
Laser | Selektywne topienie proszku na wzór każdej warstwy |
System skanera | Kontroluje pozycję i ogniskowanie lasera |
Łóżko proszkowe | Utrzymuje warstwy proszku podczas drukowania |
Dozownik proszku | Rozsypuje świeży proszek dla każdej warstwy |
Płytka konstrukcyjna | Przytrzymuje i obniża część podczas drukowania |
System gazu obojętnego | Zapewnia atmosferę ochronną zapobiegającą utlenianiu |
Proces ten jest w pełni zautomatyzowany w oparciu o zaimportowaną geometrię modelu 3D.
SLM a inne metody druku 3D
SLM różni się od innych form druku 3D w kluczowy sposób:
Metoda | Porównanie |
---|---|
Modelowanie topionego osadzania (FDM) | FDM wykorzystuje wytłaczane tworzywa termoplastyczne, SLM wykorzystuje proszek metalowy |
Stereolitografia (SLA) | SLA wykorzystuje fotopolimery, SLM wykorzystuje metale |
Topienie wiązką elektronów (EBM) | EBM wykorzystuje wiązkę elektronów, SLM wykorzystuje wiązkę laserową |
Binder Jetting | Wtryskiwanie spoiwa wiąże cząstki proszku, SLM w pełni topi proszek |
SLM umożliwia drukowanie w pełni gęstych części metalowych odpowiednich do końcowych zastosowań inżynieryjnych.
Metale do druku SLM
Popularne metale drukowane w technologii SLM:
Materiał | Kluczowe właściwości |
---|---|
Stal nierdzewna | Odporność na korozję, wysoka wytrzymałość |
Stopy aluminium | Lekki, ciągliwy |
Stopy tytanu | Lekkość i wysoka wytrzymałość |
Stopy niklu | Odporność na ciepło i korozję |
Kobalt-chrom | Biokompatybilność, odporność na zużycie |
Stale narzędziowe | Wysoka twardość, stabilność termiczna |
Szereg metali jest drukowanych za pomocą SLM dla różnych zastosowań wymagających określonych właściwości materiału.
Parametry procesu SLM
Krytyczne parametry procesu SLM:
Parametr | Typowy zakres |
---|---|
Moc lasera | 100-400 W |
Prędkość skanowania | 100-5000 mm/s |
Rozstaw włazów | 50-200 μm |
Grubość warstwy | 20-100 μm |
Rozmiar plamki | 50-100 μm |
Budowanie atmosfery w komorze | Argon lub azot |
Parametry te są optymalizowane w zależności od materiału, geometrii części, szybkości produkcji i wymaganych właściwości mechanicznych.
Korzyści z Drukowanie SLM
Kluczowe zalety druku SLM:
- Możliwość tworzenia złożonych geometrii, które nie są możliwe w przypadku obróbki skrawaniem
- Znacznie krótszy czas realizacji w porównaniu do obróbki skrawaniem
- Minimalna ilość odpadów materiałowych i niższe współczynniki zakupu do lotu
- Potencjał lekkości dzięki strukturom kratowym
- Konsolidacja zespołów w pojedyncze części
- Niestandardowe produkty dostosowane do specyfikacji klienta
- Produkcja just-in-time i redukcja zapasów
- Wysoka dokładność wymiarowa i powtarzalność
- Dobre wykończenie powierzchni i wysoka rozdzielczość
SLM zapewnia znaczną oszczędność kosztów i czasu w przypadku produkcji nisko- i średnioseryjnej.
Aplikacje SLM
Przemysł | Typowe zastosowania |
---|---|
Lotnictwo i kosmonautyka | Łopatki turbin, wsporniki strukturalne, elementy silnika |
Medyczny | Wkładki dentystyczne, implanty, narzędzia chirurgiczne |
Motoryzacja | Lekkie komponenty, niestandardowe prototypy |
Przemysłowy | Lekkie części robotów, przyrządy, osprzęt, oprzyrządowanie |
SLM jest wykorzystywana w różnych branżach do produkcji wysokowydajnych części metalowych o skróconym czasie realizacji.
Obróbka końcowa części SLM
Typowe etapy obróbki końcowej części SLM:
- Usuwanie konstrukcji wsporczej za pomocą EDM
- Obróbka powierzchni w celu poprawy wykończenia
- Wiercenie otworów, gwintowanie
- Obróbka cieplna w celu poprawy właściwości
- Prasowanie izostatyczne na gorąco w celu wyeliminowania wewnętrznych pustek
- Obróbka powierzchniowa, taka jak piaskowanie, anodowanie, powlekanie
Obróbka końcowa dostosowuje części do wymagań aplikacji.
Wytyczne projektowe SLM
Kluczowe kwestie związane z projektowaniem SLM:
- Optymalizacja geometrii w celu zredukowania konstrukcji wsporczych
- Zachowanie minimalnej grubości ścianki dla lepszego rozpraszania ciepła
- Wykorzystanie drobnych struktur kratowych w celu zmniejszenia wagi
- Projektowanie geometrii samonośnych w celu uniknięcia podpór
- Uwzględnienie tolerancji po obróbce i wykończenia powierzchni
- Orientacja części w celu zminimalizowania efektu schodków
- Uwzględnienie wpływu naprężeń termicznych podczas drukowania
- Funkcje konstrukcyjne, takie jak zakładki ułatwiające usuwanie podpory
Narzędzia symulacyjne pomagają ocenić drukowalność SLM już na etapie projektowania.
Sprzęt drukujący SLM
Główni producenci systemów SLM:
Firma | Model |
---|---|
EOS | Seria EOS M |
3D Systems | Seria ProX DMP |
Renishaw | Seria AM |
GE Additive | Concept Laser M2 |
SLM Solutions | SLM 500 |
Te gotowe systemy zapewniają zautomatyzowane możliwości drukowania SLM w różnych rozmiarach.
![Jak działa drukowanie SLM 2 Drukowanie SLM](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/D2.jpg)
Ekonomia kosztów SLM
Koszty drukowania SLM różnią się w zależności od:
- Koszty zakupu maszyn - $0.5M do $1.5M
- Koszty materiałów - $50-$150/kg dla popularnych metali
- Koszty pracy - obsługa maszyny, obróbka końcowa
- Szybkość budowania - 5-100 cm3/godz. w zależności od parametrów
- Korzyści skali wynikające z większych wolumenów produkcji
W porównaniu z innymi procesami produkcji metali, SLM jest najbardziej opłacalna w przypadku złożonej produkcji na małą i średnią skalę.
Wyzwania Drukowanie SLM
Niektóre wyzwania związane z SLM obejmują:
- Wysokie naprężenia szczątkowe mogą powodować zniekształcenia części
- Anizotropowe właściwości materiału w zależności od orientacji kompilacji
- Ograniczenia dotyczące maksymalnego rozmiaru części
- Usuwanie proszku z kanałów wewnętrznych
- Osiągnięcie wykończenia powierzchni porównywalnego z obróbką skrawaniem
- Potrzeba konstrukcji wsporczych na nawisach
- Wymagane specjalistyczne szkolenie operatora
- Ryzyko związane z obsługą proszków wymaga środków ostrożności
Jednak ciągły rozwój pomaga rozwiązać wiele z tych wyzwań.
Perspektywy na przyszłość dla SLM
Perspektywy na przyszłość dla druku SLM są pozytywne:
- Lepsza jakość części z mniejszą liczbą defektów
- Większe objętości konstrukcyjne umożliwiają stosowanie większych części
- Większe prędkości budowy dzięki wyższej mocy lasera
- Rozwój nowych materiałów rozszerza zakres zastosowań
- Produkcja hybrydowa łącząca SLM z obróbką skrawaniem
- Zautomatyzowana obsługa proszku i przetwarzanie końcowe
- Powszechne zastosowanie w szerszym zakresie branż
- Malejące koszty sprawiają, że jest to ekonomiczne rozwiązanie dla większej liczby zastosowań
Te postępy pozwolą drukowanym częściom metalowym SLM konkurować z konwencjonalnymi procesami produkcyjnymi w coraz większej liczbie zastosowań.
Wybór dostawcy usług drukowania SLM
Oto ważne czynniki przy wyborze dostawcy usług SLM:
- Doświadczenie z technologią SLM
- Zakres oferowanego sprzętu i rozmiarów zabudowy
- Doświadczenie materiałowe z różnymi stopami metali
- Możliwości przetwarzania wtórnego, takie jak obróbka cieplna
- Certyfikaty jakości, takie jak ISO 9001 i AS9100
- Optymalizacja projektu i wsparcie inżynieryjne
- Czas realizacji i terminowość dostaw
- Referencje i referencje klientów
- Struktura cenowa - ceny częściowe a ilościowe
Wybór niezawodnego partnera serwisowego SLM zapewnia wysoką jakość produkowanych części.
Plusy i minusy Drukowanie SLM
Plusy
- Złożone geometrie nieosiągalne przy obróbce skrawaniem
- Krótki czas realizacji od CAD do części
- Niski poziom odpadów materiałowych i współczynnik zakupu do lotu
- Lekkość dzięki zoptymalizowanym projektom
- Konsolidacja zespołów w pojedyncze części drukowane
- Indywidualny potencjał produkcji just-in-time
- Eliminuje koszty oprzyrządowania, przyrządów, mocowań
Wady
- Wysokie inwestycje kapitałowe w maszyny
- Ograniczony rozmiar w oparciu o wymiary komory roboczej
- Do wykończenia części często wymagana jest obróbka końcowa
- Właściwości anizotropowe w zależności od orientacji kompilacji
- Brak standardów projektowych dla produkcji addytywnej
- Opcje materiałowe bardziej ograniczone niż w przypadku obróbki skrawaniem
- Wymaga przeszkolonego personelu do obsługi sprzętu
W przypadku produkcji nisko- i średnioseryjnej, SLM może zapewnić znaczące korzyści, ale ma pewne ograniczenia, które należy wziąć pod uwagę.
![Jak działa drukowanie SLM 3 Drukowanie SLM](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/430L-Powder.jpg)
Najczęściej zadawane pytania
Pytanie | Odpowiedź |
---|---|
Jakie materiały są wykorzystywane w SLM? | Typowe materiały SLM obejmują stal nierdzewną, aluminium, tytan, stopy niklu, stale narzędziowe i kobaltowo-chromowe. |
Jakie branże korzystają z druku SLM? | Sektory lotniczy, medyczny, motoryzacyjny i przemysłowy są wiodącymi użytkownikami SLM. |
Czy części metalowe z SLM mogą być używane bezpośrednio? | Większość części SLM wymaga obróbki końcowej, takiej jak wykańczanie powierzchni i obróbka cieplna przed użyciem jako komponenty końcowe. |
Czy druk SLM nadaje się do masowej produkcji? | Nie, drukowanie SLM lepiej nadaje się do małych i średnich partii niż do masowej produkcji. |
Jaką precyzję i wykończenie powierzchni można osiągnąć dzięki SLM? | Możliwa jest precyzja +/- 0,1-0,2%. Chropowatość powierzchni wynosi od 10 do 30 μm przed wykończeniem. |
Wnioski
Druk SLM umożliwia produkcję na żądanie złożonych, wysokowydajnych części metalowych z cyfrowym przepływem pracy. W miarę dojrzewania technologii, SLM stanie się opłacalna dla bardziej powszechnych zastosowań w różnych branżach. Unikalne możliwości druku SLM umożliwią inżynierom i projektantom tworzenie innowacyjnych produktów nowej generacji przy użyciu produkcji addytywnej.
Udostępnij
Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
E-mail
MET3DP Technology Co., LTD jest wiodącym dostawcą rozwiązań w zakresie produkcji addytywnej z siedzibą w Qingdao w Chinach. Nasza firma specjalizuje się w sprzęcie do druku 3D i wysokowydajnych proszkach metali do zastosowań przemysłowych.
Zapytaj o najlepszą cenę i spersonalizowane rozwiązanie dla Twojej firmy!
Powiązane artykuły
Informacje o Met3DP
Odtwórz wideo
Ostatnia aktualizacja
Nasz produkt
KONTAKT
Masz pytania? Wyślij nam wiadomość teraz! Po otrzymaniu wiadomości obsłużymy Twoją prośbę całym zespołem.
![metalowe logo 3dp małe](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Proszki metali do druku 3D i produkcji addytywnej
PRODUKT
cONTACT INFO
- Miasto Qingdao, Shandong, Chiny
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731