SLM для аддитивного производства металлов
Оглавление
Обзор селективного лазерного плавления
Селективное лазерное плавление (SLM) — это процесс 3D-печати металла плавлением в порошковом слое, в котором используется лазер для избирательного плавления и плавления частиц металлического порошка слой за слоем для создания полностью плотных деталей.
Ключевые атрибуты технологии SLM:
Характеристика | Описание |
---|---|
Материалы | Металлы, такие как нержавеющая сталь, титан, алюминий, никелевые сплавы. |
Тип лазера | Волоконные, CO2 или прямые диодные лазеры |
Атмосфера | Инертная атмосфера аргона или азота |
Разрешение | Способен выполнять мелкие детали размером до 150 мкм. |
Точность | Детали с размерами ±0,2% или выше. |
SLM позволяет создавать сложные, настраиваемые металлические детали для аэрокосмического, медицинского, автомобильного и промышленного применения.
Как работает селективное лазерное плавление
Процесс печати SLM работает следующим образом:
- 3D-модель, разделенная на 2D-слои поперечного сечения.
- Порошок распределяется по рабочей пластине тонким слоем.
- Лазер выборочно сканирует слой, плавя порошок
- Расплавленный порошок затвердевает и сплавляется вместе.
- Создайте нижнюю часть пластины и наложите новый слой сверху.
- Процесс повторяется до тех пор, пока не будет собрана вся деталь.
Нерасплавленный порошок обеспечивает поддержку при сборке компонента. Это позволяет создавать сложные геометрии без специальных опорных конструкций.
![SLM для аддитивного производства металлов 1 СМЛ](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/TC4-1.jpg)
Типы систем селективной лазерной плавки
Есть несколько SLM конфигурации системы:
Система | Подробности |
---|---|
Одиночный лазер | Один мощный лазер для плавления |
Мультилазер | Несколько лазеров для увеличения скорости сборки |
Система сканирования | Гальвозеркала или фиксированная оптика |
Работа с металлическим порошком | Открытые системы или закрытая переработка порошка |
Контроль атмосферы | Герметичная рабочая камера, заполненная аргоном или азотом. |
Мультилазерные системы обеспечивают более быструю сборку, а замкнутый цикл обработки порошка повышает эффективность и возможность вторичной переработки.
Материалы для селективной лазерной плавки
Общие металлические материалы, используемые для SLM, включают:
Материал | Преимущества |
---|---|
Алюминиевые сплавы | Легкий с хорошей прочностью |
Титановые сплавы | Высокое соотношение прочности и массы |
Нержавеющие стали | Коррозионная стойкость, высокая прочность |
Инструментальные стали | Высокая твердость и износостойкость |
Никелевые сплавы | Высокая термостойкость |
Кобальт-хром | Биосовместимость с хорошей износостойкостью |
Ассортимент порошков сплавов обеспечивает такие свойства, как прочность, твердость, термостойкость и биосовместимость, необходимые для различных применений.
Применение селективного лазерного плавления
Типичные области применения металлической печати SLM включают:
Промышленность | Приложения |
---|---|
Аэрокосмическая промышленность | Детали двигателя, легкие конструкции |
Медицина | Индивидуальные имплантаты, протезы, инструменты |
Автомобильная промышленность | Легкие детали, нестандартная оснастка |
Промышленность | Облегчение компонентов, производство конечного использования |
Нефть и газ | Коррозионностойкая арматура, устьевые детали |
SLM позволяет объединить сложные металлические детали в одно целое и оптимизировать их по весу и производительности.
Преимущества селективного лазерного плавления
Ключевые преимущества технологии SLM:
Выгода | Описание |
---|---|
Сложная геометрия | Неограниченная свобода дизайна для органических форм |
Объединение частей | Сборки, напечатанные как один компонент. |
Персонализация | Легко адаптируется для изготовления нестандартных деталей. |
Облегчение | Решетчатые структуры и оптимизация топологии |
Экономия материалов | Уменьшение количества отходов по сравнению с субтрактивными методами |
Постобработка | Может потребоваться удаление опоры и обработка поверхности. |
Эти преимущества позволяют изготавливать металлические детали с более высокими эксплуатационными характеристиками для конечного использования при конкурентоспособных сроках и затратах при меньших объемах производства.
![SLM для аддитивного производства металлов 2 СМЛ](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/Automotive-Parts-4.png)
Ограничения селективного лазерного плавления
Ограничения SLM включают в себя:
Ограничение | Описание |
---|---|
Размер детали | Ограничено объемом сборки принтера, обычно менее 1 м3. |
Производительность | Относительно низкие темпы производства ограничивают большие объемы. |
Постобработка | Может потребоваться удаление поддержки, механическая обработка, чистовая обработка. |
Анизотропия | Механические свойства различаются в зависимости от ориентации конструкции. |
Обработка поверхности | Поверхность после печати относительно шероховатая. |
Опыт оператора | Требуется большой опыт работы с принтером. |
Технология лучше всего подходит для небольших и средних объемов производства сложных металлических деталей.
Поставщики принтеров SLM
Ведущие производители систем SLM:
Компания | Известные системы |
---|---|
EOS | Серия EOS M |
3D Systems | серия ДМП |
GE Additive | Х-Лайн 2000Р |
Трампф | ТруПринт 1000, 3000 |
Решения SLM | СЛМ 500, СЛМ 800 |
Renishaw | АМ500, АМ400 |
Машины варьируются от небольших объемов сборки (около 250 x 250 x 300 мм) до больших систем размером 800 x 400 x 500 мм для высокой производительности.
Выбор 3D-принтера SLM
Ключевые соображения при выборе системы SLM:
Фактор | Приоритет |
---|---|
Объем сборки | Соответствие требуемым размерам деталей |
Поддерживаемые материалы | Необходимы сплавы, такие как Ti, Al, нержавеющие, инструментальные стали. |
Система инертного газа | Герметичная автоматизированная обработка аргона или азота |
Лазерная технология | Волоконные, CO2 или прямые диодные лазеры |
Метод сканирования | Гальво или фиксированное зеркальное сканирование |
Обработка порошка | Предпочтительна переработка по замкнутому циклу |
Оптимальная система SLM обеспечивает материалы, объем сборки, скорость и функции обработки порошка, необходимые для конкретного применения.
Требования к объектам УУЗР
Для эксплуатации принтера SLM предприятие должно соответствовать:
- Уровни электрической мощности 20–60 кВт (тип.)
- Стабильная температура около 20-25°C.
- Низкая влажность ниже 70% RH
- Контроль твердых частиц и обработка металлического порошка
- Подача и вентиляция инертного газа
- Фильтрация выхлопных газов для удаления твердых частиц
- Системы мониторинга атмосферы
- Строгие процедуры обеспечения безопасности персонала
Системы SLM требуют значительной инфраструктуры для электропитания, охлаждения, обработки порошка и подачи инертного газа.
Параметры процесса SLM-печати
Типичные параметры SLM-печати:
Параметр | Типовой диапазон |
---|---|
Мощность лазера | 100-400 W |
Скорость сканирования | 100-2000 мм/с |
Толщина слоя | 20-100 мкм |
Расстояние между люками | 50-200 мкм |
Размер пятна | 50-100 мкм |
Шаблон сканирования | Чередование, поворот для каждого слоя |
Точная настройка этих параметров необходима для достижения полной плотности деталей для каждого порошка сплава.
SLM Рекомендации по проектированию и ограничения
Ключевые рекомендации по проектированию УУЗР включают в себя:
Руководство | Причина |
---|---|
Минимальная толщина стенки | Избегайте перегрева и деформации |
Поддерживаемые свесы | Предотвратить обрушение без опор |
Избегайте тонких черт | Предотвратить плавление или испарение |
Ориентируйтесь на прочность | Оптимизация по направлению нагрузки |
Минимизируйте использование поддержки | Упрощение постобработки |
Процесс SLM предъявляет геометрические требования, такие как углы свеса и минимальные размеры элементов, которые необходимо учитывать.
Требования к постобработке SLM
Общие этапы постобработки деталей SLM:
Процесс | Назначение |
---|---|
Удаление опоры | Удалить автоматически созданные поддержки из программного обеспечения |
Удаление порошка | Очистите внутренние каналы от остатков порошка. |
Обработка поверхности | Улучшение качества поверхности и шероховатости за счет механической обработки. |
Снятие стресса | Снижение остаточных напряжений за счет термообработки. |
Горячее изостатическое прессование | Улучшите плотность и уменьшите внутренние пустоты. |
Уровень постобработки зависит от требований приложения к допускам, качеству поверхности и свойствам материала.
Квалификационные испытания деталей SLM
Типичные квалификационные испытания компонентов SLM:
Тип теста | Описание |
---|---|
Анализ плотности | Измерьте плотность по сравнению с деформируемыми материалами. |
Механические испытания | Испытания на растяжение, усталость, трещиностойкость |
Металлография | Визуализация микроструктуры и анализ дефектов |
Химический анализ | Проверьте соответствие состава спецификации |
Неразрушающий | КТ или рентгеновский контроль пустот |
Тщательное тестирование гарантирует, что детали SLM соответствуют требованиям, прежде чем они будут запущены в производство.
Преимущества SLM Технология
Селективное лазерное плавление обеспечивает ключевые преимущества:
- Сложная органичная геометрия невозможна с помощью литья или станков с ЧПУ.
- более легкие конструкции за счет оптимизации топологии
- Консолидация деталей в единые печатные компоненты
- Уменьшение количества отходов по сравнению с субтрактивными методами
- Кастомизация и быстрые итерации дизайна
- Производство металлических деталей точно в срок
- Высокая прочность и твердость, приближающиеся к кованым материалам.
Эти преимущества делают SLM подходящим для производства дорогостоящих деталей в небольших объемах по требованию в различных отраслях.
Проблемы внедрения SLM-печати
Барьеры на пути внедрения УУЗР включают в себя:
Испытание | Стратегии смягчения последствий |
---|---|
Высокая стоимость принтера. | Используйте сервисные бюро, подтвердите рентабельность инвестиций |
Варианты материалов | Новые сплавы в разработке, специализированные поставщики |
Знание процессов | Программы обучения, кривая обучения |
Стандарты | Протоколы квалификации деталей разрабатываются |
Постобработка | Автоматизированные процессы в разработке |
По мере развития технологии эти барьеры уменьшаются за счет улучшения материалов, оборудования, обучения и усилий по стандартизации во всей отрасли.
Будущее селективной лазерной плавки
Новые тенденции в технологиях УУЗР:
- Большие объемы сборки более 500 x 500 x 500 мм.
- Мультилазерные системы для более высокой скорости сборки
- Расширенные сплавы, включая жаропрочные суперсплавы
- Улучшенная переработка и обращение с порошком
- Автоматическое удаление поддержки и постобработка
- Гибридное производство, сочетающее АМ и ЧПУ
- Специализированное программное обеспечение для оптимизации проектирования
- Стандартизация параметров процесса и квалификация деталей
Системы SLM будут продолжать развиваться с точки зрения размера сборки, скорости, материалов и надежности для удовлетворения производственных потребностей во все большем количестве промышленных приложений.
![SLM для аддитивного производства металлов 3 СМЛ](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/310-Powder.jpg)
Краткое изложение ключевых моментов
- SLM выборочно сплавляет металлический порошок с помощью лазера для 3D-печати полной плотности
- Процесс сварки в порошковом слое позволяет получать мелкие детали и сложную геометрию.
- Подходит для аэрокосмической, медицинской, автомобильной и промышленной промышленности.
- Используются такие металлы, как нержавеющая сталь, титан, алюминий и никелевые сплавы.
- Обеспечивает преимущества консолидации деталей, настройки и облегчения.
- Требуется контролируемая атмосфера и надежные системы обработки порошка.
- На печатных деталях может потребоваться значительная постобработка.
- Передовые технологии для производства малых и средних объемов
- Постоянное улучшение материалов, размеров, скорости и качества сборки.
- Позволяет создавать высокопроизводительные печатные металлические компоненты.
Селективное лазерное плавление будет продолжать развиваться как решение для промышленного производства металлических деталей по индивидуальному заказу.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Вопрос | Отвечать |
---|---|
Какие материалы совместимы с SLM? | Большинство свариваемых сплавов, таких как нержавеющая сталь, титан, алюминий, инструментальная сталь, никелевые сплавы и кобальт-хром. |
Какова типичная точность деталей SLM? | Точность размеров около ±0,2% достижима для большинства геометрий. |
Какая постобработка требуется? | Обычно используются удаление поддержек, удаление порошка, обработка поверхности, снятие напряжений и горячее изостатическое прессование. |
Каковы распространенные дефекты SLM? | Пористость, растрескивание, расслоение слоев, коробление, плохая обработка поверхности, нерасплавленные частицы. |
Какие типы лазеров используются в SLM? | Обычно используются волоконные лазеры, CO2-лазеры или мощные диоды. |
Поделиться
Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
Электронная почта
MET3DP Technology Co., LTD - ведущий поставщик решений для аддитивного производства со штаб-квартирой в Циндао, Китай. Наша компания специализируется на производстве оборудования для 3D-печати и высокопроизводительных металлических порошков для промышленного применения.
Сделайте запрос, чтобы получить лучшую цену и индивидуальное решение для вашего бизнеса!
Похожие статьи
О компании Met3DP
Воспроизвести видео
Последние обновления
Наш продукт
CONTACT US
Есть вопросы? Отправьте нам сообщение прямо сейчас! После получения Вашего сообщения мы всей командой выполним Ваш запрос.
Получите информацию о Metal3DP
Брошюра о продукции
Получить последние продукты и прайс-лист
![металлический 3dp логотип малый](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Металлические порошки для 3D-печати и аддитивного производства
КОМПАНИЯ
ПРОДУКТ
ИНФОРМАЦИЯ О КОНТАКТЕ
- Город Циндао, Шаньдун, Китай
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731