SLM для аддитивного производства металлов

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:

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.

Типы систем селективной лазерной плавки

Есть несколько SLM конфигурации системы:

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:

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:

SLM позволяет объединить сложные металлические детали в одно целое и оптимизировать их по весу и производительности.

Преимущества селективного лазерного плавления

Ключевые преимущества технологии SLM:

Эти преимущества позволяют изготавливать металлические детали с более высокими эксплуатационными характеристиками для конечного использования при конкурентоспособных сроках и затратах при меньших объемах производства.

Ограничения селективного лазерного плавления

Ограничения SLM включают в себя:

Технология лучше всего подходит для небольших и средних объемов производства сложных металлических деталей.

Поставщики принтеров SLM

Ведущие производители систем SLM:

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:

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:

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:

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:

Уровень постобработки зависит от требований приложения к допускам, качеству поверхности и свойствам материала.

Квалификационные испытания деталей SLM

Типичные квалификационные испытания компонентов SLM:

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:

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.

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

узнать больше о процессах 3D-печати