SLM Katmanlı Üretim

3D baskı olarak da bilinen eklemeli üretim, parça ve ürün üretmenin dönüştürücü bir yoludur. En yaygın kullanılan katmanlı üretim tekniklerinden biri seçici lazer eritme (SLM). SLM, parçaları katman katman oluşturmak üzere malzeme tozunu seçici olarak birbirine kaynaştırmak için yüksek güçlü bir lazer kullanan bir toz yatağı füzyon yöntemidir.

SLM, karmaşık iç özelliklere sahip karmaşık geometrilerin doğrudan 3D CAD verilerinden oluşturulmasını sağlar. Ayrıca malzeme israfını en aza indirir ve geleneksel üretimle mümkün olmayan tasarım esnekliği sunar. Bununla birlikte, SLM özel ekipman, optimize edilmiş işleme parametreleri ve malzeme özelliklerinin anlaşılmasını gerektirir.

Bu kapsamlı kılavuz, seçici lazer eritme katkılı üretim hakkında bilmeniz gereken her şeyi kapsar. Teknolojiyi, kullanılan tipik malzemeleri, uygulamaları, avantajları ve sınırlamaları, teknik özellikleri, tedarikçileri, maliyetleri, diğer 3D baskı yöntemleriyle karşılaştırmaları ve daha fazlasını açıklar. SLM uzmanı olmak için okumaya devam edin!

SLM 3D Baskı Nasıl Çalışır?

SLM, metalik tozu eritmek ve birbirine kaynaştırmak için odaklanmış bir lazer ışını kullanır. Parçalar, 3D CAD model verilerinin dilimlenmesine dayalı olarak katman katman eklenebilir şekilde oluşturulur. İşte SLM sürecinin temel yönleri:

SLM Katmanlı Üretim Sürecine Genel Bakış

Katmanlı yaklaşım, katı bloklardan döküm veya işleme gibi geleneksel yöntemlerle yapılamayan karmaşık iç boşluklara ve tünellere sahip karmaşık, organik şekillerin oluşturulmasına olanak tanır.

SLM aynı zamanda seçici lazer sinterleme (SLS), doğrudan metal lazer sinterleme (DMLS) ve toz yatağı füzyonu (PBF) gibi benzer isimlerle de anılmaktadır. Bu toz bazlı süreçlerin temel yönleri, küçük ekipman farklılıkları dışında esasen aynıdır.

SLM Malzemeleri

SLM katkılı üretim teknolojisi ile çok çeşitli metaller, alaşımlar ve seramikler işlenebilir. En sık kullanılanlar arasında paslanmaz çelikler, kobalt krom, titanyum, alüminyum ve nikel bazlı süper alaşımlar bulunmaktadır. Teknoloji geliştikçe malzeme seçenekleri de artmaya devam etmektedir.

Yaygın SLM Malzemeleri ve Kullanım Alanları

En popüler seçenek 316L paslanmaz çelik tozu mukavemeti, korozyon direnci, yüksek kaliteli yüzeyleri ve egzotik alaşımlara kıyasla daha düşük maliyeti nedeniyle.

SLM için kullanılan malzemeler, ortalama 15-100 mikron çapındaki küresel toz parçacıklarıyla sıkı kalite kontrolünden geçer. Daha ince tozlar çözünürlüğü artırırken, daha kaba olanlar daha hızlı ancak daha düşük doğrulukla üretilir.

SLM Uygulamaları

SLM, prototipler, özel takımlar ve gelişmiş mekanik özelliklere sahip karmaşık, yüksek performanslı metal bileşenlerin düşük hacimli üretimi için değerlidir. İşte başlıca endüstrilerdeki önde gelen uygulamalardan bazıları:

SLM Katmanlı Üretim Uygulama Alanları

Montajları tek parçalar halinde birleştirme, tasarımları hızla özelleştirme ve geleneksel üretim yöntemlerine kıyasla teslim sürelerini aylardan günlere indirme yeteneği, bu endüstrilerde üretim uygulamaları için SLM'nin artan kullanımının temelini oluşturmaktadır.

SLM Yazıcı Üreticileri

Birçok şirket 3D yazıcı olarak da adlandırılan SLM ekipmanı üretmektedir. Endüstriyel sınıf profesyonel metal 3D yazıcılardaki ana oyuncular şunlardır:

Önde Gelen SLM Makine Sağlayıcıları

Endüstriyel bir SLM makinesi için ilk ekipman maliyetleri $150.000 ila $1 milyon arasında değişirken, mevcut alan, malzeme ihtiyaçları, doğruluk gereksinimleri ve bütçe hususları için doğru sistemi seçmek çok önemlidir. Önde gelen üreticiler farklı yapı boyutları, hız için çoklu lazer konfigürasyonları, farklı alaşımlarda kalite ve tekrarlanabilirlik için özel parametreler, yazılım otomasyon özellikleri seviyeleri ve daha fazlasını sunar.

SLM Malzeme Özellikleri

SLM makinelerinde basılan parçalar, katmanlı üretim ve hızlı katılaşma nedeniyle geleneksel döküm ve işleme yöntemlerine kıyasla benzersiz özellikler sergiler.

Mekanik Özellik Karşılaştırması - SLM vs Geleneksel Üretim

SLM işleminin 106 °C/s'yi aşan yüksek soğutma hızları, metastabil fazlarla daha ince mikroyapılar oluşturur. Bu, toz konsolidasyonundan elde edilen maksimum yoğunlukların yanı sıra gelişmiş akma ve çekme mukavemeti gibi mükemmel mekanik özellikleri de açıklar. Yüksek sertlik ve iç gerilimlerin varlığı sünekliği sınırladığından SLM parçalarında uzama tipik olarak daha düşüktür.

Uygun ısıl işlemler ve sıcak izostatik presleme (HIP) iç gerilimleri azaltabilir ve tutarlılığı artırırken fiziksel özellikleri daha da optimize edebilir. Genel olarak SLM, 99,5%'nin üzerinde yoğunluğa ulaşarak geleneksel üretimle esasen aynı olan işlevsel metal parçalar üretebilir.

SLM vs Diğer 3B Baskı

SLM'nin Diğer Katmanlı Üretim Yöntemleriyle Karşılaştırılması

SLM, elektron ışını eritme (EBM) gibi diğer toz yatağı füzyon yöntemlerinden, daha düşük artık gerilmelere ve daha yüksek çözünürlüğe sahip parçalar oluşturmak için daha yüksek tarama hızları açısından ayrılır. SLM tamamen yoğun işlevsel metal parçalar üretirken, bağlayıcı jet 3D baskı hız sunar ancak daha fazla işlem sonrası gereksinimi vardır. FDM ve SLA sistemleri, mevcut malzeme mukavemetinde SLM ve EBM ekipmanlarının büyük ölçüde gerisindedir.

SLM Teknik Özellikleri

Seçici lazer eritme teknolojisini kullanan 3D yazıcılar, üretilebilecek malzemeleri, hassasiyeti ve parça boyutlarını belirleyen birkaç temel parametre ile belirlenir.

Temel SLM Makinesi Özellikleri

Bu temel makine parametrelerinin yanı sıra tozun ön ısıtması için entegre ısıtma ve soğutma hızlarının kontrolü gibi faktörler mekanik özelliklerin ayarlanmasını sağlar. İnert gaz odası ortamı ayrıca oksidasyonu önlerken, lazerler metal toz yatağı boyunca parça yapımı başına binlerce kez tarar.

Doğruluk ve Yüzey İşlemi

As-printed SLM parçaları için boyutsal doğruluk ve yüzey kalitesi, seçilen parametrelere, geometri karmaşıklığına, post-processing ve operatör tekniğine bağlı olarak nispeten geniş spesifikasyon aralıklarına düşmektedir.

SLM Doğruluğu ve Yüzey İşlemi

Uygun yönlendirme, destek yapıları, yapı plakası ön ısıtması, optimize edilmiş tarama stratejileri ve CNC işleme ve parlatma gibi işlem sonrası adımlar finişi iyileştirebilir. Boyutsal doğruluk da büyük ölçüde uygun şekilde kalibre edilmiş ekipmana bağlıdır.

İşlem Sonrası Gereksinimler

SLM sistemi bir bileşenin imalatını tamamladıktan sonra, parçaları hizmete sokmadan önce tipik olarak ek işlem sonrası gereklidir. Adımlar şunları içerebilir:

• Parçaların toz kekinden çıkarılması
• Destek yapılarının ortadan kaldırılması
• Stres giderici ısıl işlemler
• Sıcak izostatik presleme (HIP)
• Yüzey taşlama, kumlama, boncuk kumlama, parlatma
• Tahribatsız muayene

İşlem sonrası, yüzey pürüzlülüğünü azaltmayı, artık gerilmeleri gidermeyi, mikro gözenekleri kapatmayı ve boyutsal hassasiyeti ve estetiği iyileştirmeyi amaçlar.

Spesifik prosedürler malzeme türüne, üretim amacına (prototip vs. işlevsel parça), performans gereksinimlerine ve ihtiyaç duyulan kritik toleranslara göre belirlenir.

Maliyet Analizi

Şirket içi SLM eklemeli üretim kapasitesinin edinilmesi ve işletilmesi için yatırım getirisinin belirlenmesi birçok değişkene bağlıdır.

SLM Maliyet Değerlendirmeleri

Toplam işletme maliyetlerini aşağıdaki gibi değer faktörlerine göre tartın:

- Ağırlık azaltma, özelleştirme, parça konsolidasyonu için tasarım özgürlüğü

- Teslim süresinin aylardan günlere/saatlere indirilmesi

- Talep üzerine üretim ile tedarik zincirinin basitleştirilmesi

- Daha fazla güç ve sertlik gibi performans geliştirmeleri

- Eksiltici yöntemlere karşı minimum atıkla sürdürülebilir üretim

- Havacılık ve medikal gibi yüksek değerli parçaların ömrünün uzatılması

Üretkenlik ve inovasyon kazanımlarının ölçülmesi çok önemlidir. Tecrübe ile SLM ile üretilen parça başına toplam maliyet, daha düşük hacimli üretim çalışmaları için CNC işleme ile eşleşebilir.

Endüstri Standartları

Nispeten yeni bir teknoloji olan SLM katkılı üretimde endüstri çapında spesifikasyonların, kodların ve standartların uygulanmasına yönelik çalışmalar halen devam etmektedir.

SLM Standardizasyon Ortamı

Bu standartlara göre belgelendirme, tedarik zinciri boyunca AM parçaları için sözleşme yapılırken tekrarlanabilirlik ve güvenilirlik sağlar. Uyumluluk ayrıca havacılık ve tıbbi cihazlar gibi düzenlemeye tabi sektörlerde daha geniş bir benimsemenin kilidini açar.

Vaka Çalışmaları

Sayısız şirket, havacılık roketlerinden Formula 1 arabalarına kadar çeşitli sektörlerde daha hafif ve daha güçlü bileşenler için SLM'nin tasarım özgürlüğünden ve hızlı teslimat sürelerinden yararlanıyor.

SLM Katmanlı Üretim Uygulama Örnekleri

Bu uygulamalar SLM parçalarının geleneksel üretim kısıtlamalarından daha iyi performans gösterdiğini ortaya koyuyor. Daha fazla şirket AM teknolojilerini benimsedikçe, inovasyon olanakları da genişlemeye devam ediyor.

SLM Katmanlı Üretim - SSS

SLM Hakkında Sıkça Sorulan Sorular

Bu SSS, seçici lazer eritme katkılı üretim hakkında en çok sorulan soruların yanıtlarını özetlemektedir. SLM, tam tasarım özgürlüğü sayesinde yeni performans ölçütlerinin kilidini açıyor.

SLM'nin Geleceği

Daha fazla sektör katmanlı üretimin sınırlarını zorladıkça SLM'nin benimsenmesi hızlanmaya devam ediyor. Ekipman, yazılım, malzeme ve kalite süreçlerindeki ilerlemeler uygulamaların genişlemesini sağlayacaktır.

Önde gelen yazıcı üreticilerinden özel çok alaşımlı makinelerin ve işleme parametrelerinin daha fazla bulunmasını bekleyin. Entegre üretim için frezeleme, delme, inceleme gibi tamamlayıcı süreçleri içeren hibrit sistemler de ortaya çıkmaktadır. Otomatik toz giderme ve geri kazanım maliyetleri azaltacaktır.

Gerçek zamanlı izleme, daha da sıkı süreç kontrolleri ve kapalı döngü kalite güvencesi sağlayacaktır. Makine öğrenimi algoritmaları bina performansını optimize edebilir. Standartlar en iyi uygulamalar etrafında sağlamlaştıkça, kullanıcılar da daha fazla öngörülebilirlik kazanacaktır.