SLM för additiv tillverkning av metall

Översikt över selektiv lasersmältning

Selektiv lasersmältning (SLM) är en 3D-utskriftsprocess för metall med pulverbäddfusion som använder en laser för att selektivt smälta och smälta samman metallpulverpartiklar lager för lager för att bygga upp helt täta delar.

Viktiga egenskaper hos SLM-tekniken:

SLM möjliggör komplexa, anpassningsbara metalldelar för flyg-, medicin-, fordons- och industritillämpningar.

Hur selektiv lasersmältning fungerar

SLM-tryckprocessen fungerar på följande sätt:

• 3D-modell skivad i 2D-tvärsnittslager
• Pulver sprids över byggplattan i ett tunt lager
• Laser skannar selektivt skikt och smälter pulver
• Smält pulver stelnar och smälter samman
• Bygg plattan lägre och nya lagret sprids ovanpå
• Processen upprepas tills hela delen är uppbyggd

Det osmälta pulvret ger stöd när komponenten byggs upp. Detta möjliggör komplexa geometrier utan särskilda stödstrukturer.

Olika typer av system för selektiv lasersmältning

Det finns flera SLM systemkonfigurationer:

Multi-lasersystem ger snabbare byggnationer medan pulverhanteringen i slutna kretslopp förbättrar effektiviteten och återvinningsbarheten.

Material för selektiv lasersmältning

Vanliga metallmaterial som används för SLM inkluderar

En rad olika legeringspulver möjliggör egenskaper som styrka, hårdhet, temperaturbeständighet och biokompatibilitet som behövs i olika applikationer.

Tillämpningar av selektiv lasersmältning

Typiska tillämpningar för SLM-metalltryckning är bl.a:

SLM gör det möjligt att sammanfoga komplexa, kundanpassade metalldelar till ett enda stycke och optimera dem med avseende på vikt och prestanda.

Fördelar med selektiv lasersmältning

Viktiga fördelar med SLM-tekniken:

Dessa fördelar möjliggör metalldelar för slutanvändning med högre prestanda och konkurrenskraftiga ledtider och kostnader vid lägre produktionsvolymer.

Begränsningar av selektiv lasersmältning

Begränsningar av SLM inkluderar:

Tekniken lämpar sig bäst för låga till medelstora produktionsvolymer av komplexa metalldelar.

Leverantörer av SLM-skrivare

Ledande tillverkare av SLM-system:

Maskinerna sträcker sig från mindre byggvolymer på cirka 250 x 250 x 300 mm till stora system på 800 x 400 x 500 mm för hög produktivitet.

Att välja en SLM 3D-skrivare

Viktiga överväganden vid val av SLM-system:

Det optimala SLM-systemet ger de material, den byggvolym, den hastighet och de pulverhanteringsegenskaper som krävs för applikationerna.

Krav på SLM-anläggning

För att använda en SLM-skrivare måste anläggningen uppfylla kraven:

• Elektrisk effektnivå 20-60 kW typiskt
• Stabil temperatur runt 20-25°C
• Låg luftfuktighet under 70% RH
• Partikelkontroll och hantering av metallpulver
• Tillförsel och avluftning av inert gas
• Avgasfiltrering för utsläppta partiklar
• Övervakningssystem för atmosfären
• Starka rutiner för personalsäkerhet

SLM-system kräver omfattande infrastruktur för kraftförsörjning, kylning, pulverhantering och tillförsel av inerta gaser.

Parametrar för SLM-utskriftsprocessen

Typiska parametrar för SLM-utskrift:

Exakt justering av dessa parametrar krävs för att uppnå helt täta delar för varje legeringspulver.

SLM Riktlinjer och begränsningar för design

Viktiga SLM-riktlinjer för design inkluderar:

SLM-processen ställer geometriska krav som överhängsvinklar och minimistorlekar på detaljerna som måste tas hänsyn till.

Krav på efterbehandling av SLM

Vanliga efterbearbetningssteg för SLM-detaljer:

Nivån på efterbearbetningen beror på applikationens krav på toleranser, ytfinish och materialegenskaper.

Kvalificeringstestning för SLM-delar

Typiska kvalificeringstester för SLM-komponenter:

Grundliga tester säkerställer att SLM-detaljerna uppfyller kraven innan de sätts in i produktionsapplikationer.

Fördelar med SLM Teknik

Selektiv lasersmältning ger viktiga fördelar:

• Komplexa, organiska geometrier som inte är möjliga med gjutning eller CNC
• lättare strukturer genom topologioptimering
• Delkonsolidering till enstaka tryckta komponenter
• Minskat avfall jämfört med subtraktiva metoder
• Anpassning och snabba designupprepningar
• Just-in-time-produktion av metalldelar
• Hög hållfasthet och hårdhet för smidda material

Dessa fördelar gör SLM lämplig för tillverkning av högvärdiga detaljer i låga volymer på begäran i olika branscher.

Utmaningar vid införande av SLM-utskrift

Hinder för införande av SLM är bland annat

I takt med att tekniken mognar minskar dessa hinder genom förbättrade material, utrustning, utbildning och standardiseringsinsatser inom hela branschen.

Framtiden för selektiv lasersmältning

Nya trender inom SLM-teknik:

• Större byggvolymer över 500 x 500 x 500 mm
• Multi-lasersystem för snabbare bygghastigheter
• Expanderade legeringar inklusive högtemperatursuperlegeringar
• Förbättrad återvinningsbarhet och hantering av pulver
• Automatiserad borttagning av stöd och efterbearbetning
• Hybridtillverkning som kombinerar AM och CNC
• Specialiserad programvara för designoptimering
• Standardisering av processparametrar och kvalificering av detaljer

SLM-system kommer att fortsätta att utvecklas när det gäller byggstorlek, hastighet, material och tillförlitlighet för att möta produktionsbehoven inom fler industriella tillämpningar.

Sammanfattning av viktiga punkter

• SLM smälter selektivt samman metallpulver med en laser för 3D-utskrift med full densitet
• Pulverbäddsfusionsprocess som möjliggör fina detaljer och komplexa geometrier
• Lämplig för flyg-, medicin-, fordons- och industriapplikationer
• Använder metaller som rostfritt stål, titan, aluminium och nickellegeringar
• Ger fördelar med konsolidering av delar, kundanpassning och lättvikt
• Kräver kontrollerad atmosfär och robusta pulverhanteringssystem
• Betydande efterbearbetning kan behövas på tryckta delar
• Ledande teknik för produktionsapplikationer med låg till medelhög volym
• Löpande förbättringar av material, byggstorlek, hastighet och kvalitet
• Möjliggör högpresterande tryckta metallkomponenter

Selektiv lasersmältning kommer att fortsätta växa som en industriell tillverkningslösning för kundanpassade metalldelar på begäran.

VANLIGA FRÅGOR

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser