SLM Baskı Nasıl Çalışır?

Seçici lazer eritme (SLM), metalik tozu seçici olarak eritmek ve 3D nesnelere kaynaştırmak için lazer kullanan bir eklemeli üretim tekniğidir. Bu kılavuz, aşağıdakiler hakkında derinlemesine bir genel bakış sağlar SLM Baskımalzemeler, proses parametreleri, uygulamalar, faydalar ve daha fazlası.

SLM nedir?

SLM, doğrudan CAD verilerinden tamamen yoğun 3D parçalar oluşturmak için ince metalik tozu katman katman eritmek ve katılaştırmak için yüksek güçlü bir lazer kullanan bir toz yatağı füzyon işlemidir.

Süreç	Açıklama
Lazer eritme	Bir lazer her katmanın şeklindeki tozu tarar ve eritir
Toz serpme	Yapı alanı üzerine taze toz tabakası serpilir
Yapı platformunun alçaltılması	Yeni toz tabakasını yaymadan önce platformu alçaltın
Tekrar eden adımlar	Parça tamamlanana kadar katman katman tekrarlanan adımlar

SLM, karmaşık geometrilere sahip tamamen yoğun metal parçaların doğrudan 3D CAD verilerinden yazdırılmasına olanak tanır.

Nasıl SLM Baskı İşler

SLM baskı aşağıdaki temel bileşenleri ve süreci içerir:

Bileşen	Rol
Lazer	Her katmanın desenindeki tozu seçici olarak eritir
Tarayıcı sistemi	Lazer konumunu ve odaklamayı kontrol eder
Toz yatağı	Baskı sırasında toz katmanlarını tutar
Toz dağıtıcı	Her katman için taze toz yayar
Yapı plakası	Baskı sırasında parçayı tutar ve indirir
İnert gaz sistemi	Oksidasyonu önlemek için koruyucu atmosfer sağlar

Süreç, içe aktarılan 3B model geometrisine dayalı olarak tamamen otomatikleştirilmiştir.

SLM ve Diğer 3D Baskı Yöntemleri

SLM, diğer 3D baskı biçimlerinden önemli şekillerde farklılık gösterir:

Yöntem	Karşılaştırma
Kaynaşmış Biriktirme Modelleme (FDM)	FDM ekstrüde termoplastik kullanır, SLM metal tozu kullanır
Stereolitografi (SLA)	SLA fotopolimerleri, SLM metalleri kullanır
Elektron Işınıyla Eritme (EBM)	EBM elektron ışını, SLM lazer ışını kullanır
Binder Jetting	Bağlayıcı püskürtme toz partiküllerini bağlar, SLM tozu tamamen eritir

SLM, son kullanım mühendislik uygulamaları için uygun tamamen yoğun metal parçaların basılmasına olanak tanır.

SLM Baskı için Metaller

SLM teknolojisi ile basılan yaygın metaller:

Malzeme	Anahtar Özellikler
Paslanmaz çelik	Korozyon direnci, yüksek mukavemet
Alüminyum alaşımlar	Hafif, sünek
Titanyum alaşımları	Hafif, yüksek mukavemetli
Nikel alaşımları	Isı ve korozyon direnci
Kobalt-Krom	Biyouyumluluk, aşınma direnci
Takım çelikleri	Yüksek sertlik, termal kararlılık

Belirli malzeme özellikleri gerektiren farklı uygulamalar için SLM ile bir dizi metal basılmaktadır.

SLM Süreç Parametreleri

Kritik SLM süreç parametreleri:

Parametre	Tipik Aralık
Lazer gücü	100-400 W
Tarama hızı	100-5000 mm/s
Kapak aralığı	50-200 μm
Katman kalınlığı	20-100 μm
Nokta boyutu	50-100 μm
Oda atmosferi oluşturun	Argon veya nitrojen

Bu parametreler malzemeye, parça geometrisine, üretim hızına ve gerekli mekanik özelliklere bağlı olarak optimize edilir.

Faydaları SLM Baskı

SLM baskının temel avantajları:

• Talaşlı imalat ile mümkün olmayan karmaşık geometriler oluşturma yeteneği
• Talaşlı imalata kıyasla önemli ölçüde daha kısa teslim süreleri
• Minimum malzeme israfı ve daha düşük satın alma-uçuş oranları
• Kafes yapılarla hafifletme potansiyeli
• Montajları tek parçalar halinde birleştirin
• Müşteri özelliklerine göre uyarlanmış özelleştirilmiş ürünler
• Tam zamanında üretim ve stok azaltma
• Yüksek boyutsal doğruluk ve tekrarlanabilirlik
• İyi yüzey kalitesi ve ince çözünürlük

SLM, düşük ila orta hacimli üretim için önemli maliyet ve zaman tasarrufu sağlar.

SLM Uygulamaları

Endüstri	Yaygın Uygulamalar
Havacılık ve Uzay	Türbin kanatları, yapısal braketler, motor bileşenleri
Tıbbi	Dental kopingler, implantlar, cerrahi aletler
Otomotiv	Hafif bileşenler, özel prototipler
Endüstriyel	Hafif robotik parçalar, jigler, fikstürler, takımlar

SLM, daha kısa teslim süreleriyle yüksek performanslı son kullanım metal parçaları üretmek için endüstriler genelinde kullanılmaktadır.

SLM Parçaları için İşlem Sonrası

Tipik SLM parça işleme sonrası adımları:

• EDM kullanarak destek yapısının kaldırılması
• Finişi iyileştirmek için yüzey işleme
• Delik delme, diş açma
• Özellikleri geliştirmek için ısıl işlem
• İç boşlukları ortadan kaldırmak için sıcak izostatik presleme
• Boncuk kumlama, eloksal, kaplama gibi yüzey işlemleri

İşlem sonrası parçalar uygulama gereksinimlerini karşılayacak şekilde uyarlanır.

SLM Tasarım Kılavuzları

Temel SLM tasarım hususları:

• Destek yapılarını azaltmak için geometrileri optimize edin
• Daha iyi ısı dağılımı için minimum duvar kalınlığını koruyun
• Ağırlığı azaltmak için ince kafes yapılar kullanın
• Desteklerden kaçınmak için kendi kendini destekleyen geometriler tasarlayın
• İşleme sonrası toleranslara ve yüzey finişine izin verin
• Merdiven basamağı etkisini en aza indirmek için parçaları yönlendirin
• Baskı sırasında termal gerilimlerin etkilerini göz önünde bulundurun
• Desteğin çıkarılmasını kolaylaştırmak için sekmeler gibi tasarım özellikleri

Simülasyon araçları, SLM basılabilirliğinin tasarım aşamasında değerlendirilmesine yardımcı olur.

SLM Baskı Ekipmanları

Başlıca SLM sistemi üreticileri:

Şirket	Model
EOS	EOS M serisi
3D Sistemler	ProX DMP serisi
Renishaw	AM serisi
GE Katkı Maddesi	Konsept Lazer M2
SLM Çözümleri	SLM 500

Bu anahtar teslim sistemler, farklı yapı boyutlarında otomatik SLM baskı yetenekleri sağlar.

SLM Maliyet Ekonomisi

SLM baskı maliyetleri aşağıdakilere göre değişir:

• Makine satın alma maliyetleri - $0,5M ila $1,5M
• Malzeme maliyetleri - yaygın metaller için $50-$150/kg
• İşçilik maliyetleri - makine operasyonu, işlem sonrası
• Yapı oranları - parametrelere bağlı olarak 5-100 cm3/saat
• Daha yüksek üretim hacimlerinden kaynaklanan ölçek ekonomileri

SLM, diğer metal üretim süreçlerine kıyasla karmaşık düşük ila orta hacimli üretim için en uygun maliyetlidir.

Zorlukları SLM Baskı

SLM ile ilgili bazı zorluklar şunlardır:

• Yüksek artık gerilmeler parça bozulmalarına neden olabilir
• Yapı yönüne bağlı olarak anizotropik malzeme özellikleri
• Maksimum parça boyutuna ilişkin sınırlamalar
• İç kanallardan tozun çıkarılması
• Talaşlı imalatla karşılaştırılabilir yüzey kalitesi elde etme
• Çıkıntılarda destek yapılarına duyulan ihtiyaç
• Uzman operatör eğitimi gereklidir
• Toz taşıma riskleri güvenlik önlemleri gerektirir

Bununla birlikte, devam eden gelişmeler bu zorlukların çoğunun çözülmesine yardımcı olmaktadır.

SLM için Geleceğe Bakış

SLM baskı için gelecekteki görünüm olumludur:

• Daha az hata ile iyileştirilmiş parça kalitesi
• Daha büyük yapı hacimleri daha büyük parçalar sağlar
• Daha yüksek lazer güçleri sayesinde daha yüksek yapı hızları
• Yeni malzeme geliştirme uygulamaları genişletiyor
• SLM ile talaşlı imalatı birleştiren hibrit üretim
• Otomatik toz işleme ve işleme sonrası
• Daha geniş bir sektör yelpazesinde yaygın benimseme
• Azalan maliyetler daha fazla uygulama için ekonomik hale getiriyor

Bu gelişmeler, SLM baskılı metal parçaların giderek artan sayıda uygulama için geleneksel üretim süreçleriyle rekabet edebilmesini sağlayacaktır.

SLM Baskı Hizmeti Sağlayıcısı Seçme

İşte bir SLM hizmet sağlayıcısı seçerken önemli faktörler:

• Özellikle SLM teknolojisi ile ilgili deneyim
• Sunulan ekipman ve yapı boyutları yelpazesi
• Farklı metal alaşımları ile malzeme uzmanlığı
• Isıl işlem gibi ikincil işleme yetenekleri
• ISO 9001 ve AS9100 gibi kalite sertifikaları
• Tasarım optimizasyonu ve mühendislik desteği
• Teslim süresi ve zamanında teslimat geçmişi
• Müşteri referansları ve referanslar
• Fiyatlandırma yapısı - parça ve hacim fiyatlandırması

Güvenilir bir SLM hizmet ortağı seçmek, verimli bir şekilde üretilen yüksek kaliteli parçalar sağlar.

Artıları ve Eksileri SLM Baskı

Artıları

• Talaşlı imalat ile mümkün olmayan karmaşık geometriler
• CAD'den parçaya hızlı geri dönüş süreleri
• Düşük malzeme israfı ve uçmak için satın alma oranları
• Optimize edilmiş tasarımlarla hafifletme
• Montajları tek basılı parçalar halinde birleştirin
• Özelleştirilmiş, tam zamanında üretim potansiyeli
• Takım, jig, fikstür maliyetlerini ortadan kaldırır

Eksiler

• Yüksek makine sermaye yatırımı
• Yapı haznesi boyutlarına göre sınırlı boyut
• Parçaları bitirmek için genellikle son işlem gerekir
• Yapı yönelimine bağlı olarak anizotropik özellikler
• Katmanlı üretim için tasarım standartlarının eksikliği
• Malzeme seçenekleri talaşlı imalata göre daha sınırlıdır
• Ekipmanı çalıştırmak için eğitimli personel gerektirir

Düşük ila orta hacimli üretim için SLM önemli avantajlar sağlayabilir, ancak dikkate alınması gereken sınırlamaları vardır.

SSS

Soru	Cevap
SLM'de hangi malzemeler kullanılır?	Yaygın SLM malzemeleri arasında paslanmaz çelik, alüminyum, titanyum, nikel alaşımları, takım çelikleri ve kobalt-krom bulunur.
SLM baskıyı hangi sektörler kullanıyor?	Havacılık, tıp, otomotiv ve sanayi sektörleri SLM'nin önde gelen uygulayıcılarıdır.
SLM'den elde edilen metal parçalar doğrudan kullanılabilir mi?	Çoğu SLM parçası, son kullanım bileşenleri olarak kullanılmadan önce yüzey bitirme ve ısıl işlem gibi son işlemlere ihtiyaç duyar.
SLM baskı seri üretim için uygun mu?	Hayır, SLM baskı seri üretim hacimlerinden ziyade küçük ve orta ölçekli partiler için daha uygundur.
SLM ile hangi hassasiyet ve yüzey kalitesi elde edilebilir?	0,1-0,2% hassasiyet mümkündür. Yüzey pürüzlülüğü finisajdan önce 10-30 μm arasında değişir.

Sonuç

SLM baskı, dijital üretim iş akışı ile karmaşık, yüksek performanslı metal parçaların talep üzerine üretilmesini sağlar. Teknoloji olgunlaşmaya devam ettikçe, SLM farklı sektörlerde daha yaygın uygulamalar için uygun hale gelecektir. SLM baskının benzersiz yetenekleri, mühendisleri ve tasarımcıları eklemeli üretim kullanarak yenilikçi yeni nesil ürünler yaratma konusunda güçlendirecektir.

daha fazla 3D baskı süreci öğrenin