Metal Katmanlı Üretim için SLM

İçindekiler

Seçici Lazer Eritmeye Genel Bakış

Seçici lazer eritme (SLM), tamamen yoğun parçalar oluşturmak için metalik toz parçacıklarını katman katman seçici olarak eritmek ve kaynaştırmak için bir lazer kullanan bir toz yatağı füzyon metal 3D baskı işlemidir.

SLM teknolojisinin temel özellikleri:

KarakteristikAçıklama
MalzemelerPaslanmaz çelik, titanyum, alüminyum, nikel alaşımları gibi metaller
Lazer tipiFiber, CO2 veya doğrudan diyot lazerler
Atmosferİnert argon veya nitrojen atmosferi
Çözünürlük150 μm'ye kadar ince özellikler oluşturabilir
Doğruluk0,2% boyutlarında veya daha iyi parçalar

SLM, havacılık, tıp, otomotiv ve endüstriyel uygulamalar için karmaşık, özelleştirilebilir metal parçalar sağlar.

Seçici Lazer Eritme Nasıl Çalışır?

SLM baskı süreci aşağıdaki gibi çalışır:

  • 2D kesit katmanlarına dilimlenmiş 3D model
  • Yapı plakası üzerine ince tabaka halinde yayılmış toz
  • Lazer seçici olarak katmanı tarar, tozu eritir
  • Erimiş toz katılaşır ve birbirine kaynaşır
  • Yapı plakası alçalır ve yeni katman üstüne yayılır
  • Tam parça oluşana kadar işlem tekrarlanır

Erimemiş toz, bileşen oluşturulurken destek sağlar. Bu, özel destek yapıları olmadan karmaşık geometrileri mümkün kılar.

slm

Seçici Lazer Eritme Sistemlerinin Türleri

Birkaç tane var SLM sistem konfigürasyonları:

SistemDetaylar
Tek lazerEritme için bir adet yüksek güçlü lazer
Çoklu lazerİnşa hızını artırmak için çoklu lazerler
Tarama sistemiGalvo aynalar veya sabit optikler
Metal tozu işlemeAçık sistemler veya kapalı toz geri dönüşümü
Atmosfer kontrolüArgon veya nitrojen ile doldurulmuş sızdırmaz yapı odası

Çoklu lazer sistemleri daha hızlı üretim sağlarken, kapalı döngü toz işleme verimliliği ve geri dönüştürülebilirliği artırır.

Seçici Lazer Eritme için Malzemeler

SLM için kullanılan yaygın metal malzemeler şunlardır:

MalzemeAvantajlar
Alüminyum alaşımlarİyi mukavemete sahip hafif
Titanyum alaşımlarıYüksek mukavemet/ağırlık oranı
Paslanmaz çeliklerKorozyon direnci, yüksek tokluk
Takım çelikleriYüksek sertlik ve aşınma direnci
Nikel alaşımlarıYüksek sıcaklık dayanımı
Kobalt-Kromİyi aşınma ile biyouyumlu

Bir dizi alaşım tozu, uygulamalarda ihtiyaç duyulan mukavemet, sertlik, sıcaklık direnci ve biyouyumluluk gibi özellikleri sağlar.

Seçici Lazer Ergitme Uygulamaları

SLM metal baskının tipik uygulamaları şunlardır:

EndüstriUygulamalar
Havacılık ve UzayMotor bileşenleri, hafif yapılar
TıbbiÖzel implantlar, protezler, aletler
OtomotivHafif parçalar, özel takımlar
EndüstriyelHafifletme bileşenleri, son kullanım üretimi
Petrol ve gazKorozyona dayanıklı vanalar, kuyu başı parçaları

SLM, karmaşık, özel metal parçaların tek bir parça halinde birleştirilmesini ve ağırlık ve performans açısından optimize edilmesini sağlar.

Seçici Lazer Eritmenin Faydaları

SLM teknolojisinin temel avantajları:

FaydaAçıklama
Karmaşık geometrilerOrganik şekiller için sınırsız tasarım özgürlüğü
Parça konsolidasyonuTek bir bileşen olarak basılan montajlar
ÖzelleştirmeÖzel parçalar üretmek için kolayca uyarlanabilir
HafifletmeKafes yapıları ve topoloji optimizasyonu
Malzeme tasarrufuEksiltici yöntemlere kıyasla daha az atık
İşlem sonrasıDesteğin kaldırılması ve yüzey işlemesi gerekebilir

Bu avantajlar, daha düşük üretim hacimlerinde rekabetçi teslim süreleri ve maliyetlerle daha yüksek performanslı son kullanım metal parçaları sağlar.

slm

Seçici Lazer Eritmenin Sınırlamaları

SLM'nin sınırlamaları şunlardır:

SınırlamaAçıklama
Parça boyutuTipik olarak 1 m3'ün altında yazıcı yapı hacmi ile sınırlıdır
ÜretkenlikNispeten yavaş üretim hızları yüksek hacimleri sınırlar
İşlem sonrasıDestek kaldırma, işleme, son işlem gerektirebilir
AnizotropiMekanik özellikler yapı yönüne bağlı olarak değişir
Yüzey kaplamasıBaskılı yüzey nispeten pürüzlüdür
Operatör uzmanlığıKapsamlı yazıcı deneyimi gerektirir

Teknoloji, karmaşık metal parçaların düşük ila orta üretim hacimleri için en uygun olanıdır.

SLM Yazıcı Tedarikçileri

Önde gelen SLM sistemi üreticileri:

ŞirketÖnemli Sistemler
EOSEOS M serisi
3D SistemlerDMP serisi
GE Katkı MaddesiX Line 2000R
TrumpfTruPrint 1000, 3000
SLM ÇözümleriSLM 500, SLM 800
RenishawAM500, AM400

Makineler 250 x 250 x 300 mm civarındaki küçük yapı hacimlerinden yüksek üretkenlik için 800 x 400 x 500 mm'lik büyük sistemlere kadar çeşitlilik göstermektedir.

Bir SLM 3D Yazıcı Seçme

Bir SLM sistemi seçerken dikkat edilmesi gereken temel hususlar:

FaktörÖncelik
Hacim oluşturunGerekli parça boyutlarıyla eşleştirme
Desteklenen malzemelerTi, Al, paslanmaz, takım çelikleri gibi gerekli alaşımlar
İnert gaz sistemiMühürlü, otomatik argon veya nitrojen işleme
Lazer teknolojisiFiber, CO2 veya doğrudan diyot lazerler
Tarama yöntemiGalvo veya sabit ayna taraması
Toz işlemeKapalı döngü geri dönüşüm tercih edilir

Optimum SLM sistemi, uygulamalar için gereken malzeme, yapı hacmi, hız ve toz işleme özelliklerini sağlar.

SLM Tesis Gereklilikleri

Bir SLM yazıcısını çalıştırmak için tesisin aşağıdakileri karşılaması gerekir:

  • Elektrik gücü seviyeleri 20-60 kW tipik
  • 20-25°C civarında kararlı sıcaklık
  • 70% RH'nin altında düşük nem
  • Partikül kontrolü ve metal tozu işleme
  • İnert gaz beslemesi ve havalandırması
  • Serbest kalan partiküller için egzoz filtrasyonu
  • Atmosfer için izleme sistemleri
  • Güçlü personel güvenliği prosedürleri

SLM sistemleri güç, soğutma, toz işleme ve inert gaz dağıtımı için önemli bir altyapı gerektirir.

SLM Baskı Süreci Parametreleri

Tipik SLM baskı parametreleri:

ParametreTipik Aralık
Lazer gücü100-400 W
Tarama hızı100-2000 mm/s
Katman kalınlığı20-100 μm
Kapak aralığı50-200 μm
Nokta boyutu50-100 μm
Tarama modeliDönüşümlü, her katman için döndürülmüş

Her bir alaşım tozu için tamamen yoğun parçalar elde etmek için bu parametrelerin hassas bir şekilde ayarlanması gerekir.

SLM Tasarım Yönergeleri ve Sınırlamalar

Temel SLM tasarım kılavuzları şunları içerir:

KılavuzSebep
Minimum duvar kalınlığıIsı birikimini ve bükülmeyi önleyin
Destekli çıkıntılarDestekler olmadan çökmeyi önleyin
İnce özelliklerden kaçınınErimeyi veya buharlaşmayı önleyin
Güç için yönlendirinYük yönü için optimize edin
Destek kullanımını en aza indirinİşlem sonrasını basitleştirin

SLM süreci, hesaba katılması gereken çıkıntı açıları ve minimum özellik boyutları gibi geometrik gereklilikler getirir.

SLM İşlem Sonrası Gereksinimleri

SLM parçaları için yaygın işlem sonrası adımları:

SüreçAmaç
Destek kaldırmaOtomatik oluşturulan destekleri yazılımdan kaldırın
Toz gidermeİç kanallarda kalan tozu temizleyin
Yüzey bitirmeİşleme yoluyla yüzey finişini ve pürüzlülüğü iyileştirme
Stres gidericiIsıl işlem yoluyla artık gerilmeleri azaltın
Sıcak izostatik preslemeYoğunluğu artırın ve iç boşlukları azaltın

Son işlem seviyesi, toleranslar, yüzey kaplamaları ve malzeme özellikleri için uygulama gereksinimlerine bağlıdır.

SLM Parçaları için Kalifikasyon Testi

SLM bileşenleri için tipik kalifikasyon testleri:

Test TürüAçıklama
Yoğunluk analiziDövme malzemelere kıyasla yoğunluğu ölçün
Mekanik testlerÇekme, yorulma, kırılma tokluğu testleri
MetalografiMikroyapı görüntüleme ve kusur analizi
Kimyasal analizBileşimin spesifikasyonla eşleştiğini kontrol edin
TahribatsızBoşluklar için CT taraması veya X-ray incelemesi

Kapsamlı testler, SLM parçalarının üretim uygulamalarına alınmadan önce gereksinimleri karşılamasını sağlar.

Faydaları SLM Teknoloji

Seçici lazer eritme önemli avantajlar sağlar:

  • Döküm veya CNC ile mümkün olmayan karmaşık, organik geometriler
  • topoloji optimizasyonu yoluyla daha hafif yapılar
  • Tek basılı bileşenler halinde parça konsolidasyonu
  • Eksiltici yöntemlere kıyasla daha az atık
  • Özelleştirme ve hızlı tasarım yinelemeleri
  • Metal parçaların tam zamanında üretimi
  • Dövme malzemelere yaklaşan yüksek mukavemet ve sertlik

Bu avantajlar SLM'yi sektörler arasında talep üzerine yüksek değerli, düşük hacimli parçalar üretmek için uygun hale getirir.

SLM Baskıyı Benimsemenin Zorlukları

SLM'nin benimsenmesinin önündeki engeller şunlardır:

Meydan OkumaHafifletme Stratejileri
Yüksek yazıcı maliyetiHizmet bürolarından yararlanın, yatırım getirisini doğrulayın
Malzeme seçenekleriGeliştirilmekte olan yeni alaşımlar, özel tedarikçiler
Süreç bilgisiEğitim programları, öğrenme eğrisi
StandartlarParça yeterlilik protokolleri geliştiriliyor
İşlem sonrasıGeliştirilmekte olan otomatik süreçler

Teknoloji olgunlaştıkça, bu engeller sektör genelinde iyileştirilmiş malzemeler, ekipman, eğitim ve standardizasyon çabalarıyla azaltılmaktadır.

Seçici Lazer Ergitmenin Geleceği

SLM teknolojisinde ortaya çıkan trendler:

  • 500 x 500 x 500 mm'nin üzerinde daha büyük yapı hacimleri
  • Daha hızlı üretim için çoklu lazer sistemleri
  • Yüksek sıcaklık süper alaşımları dahil genişletilmiş alaşımlar
  • Geliştirilmiş toz geri dönüştürülebilirliği ve kullanımı
  • Otomatik destek kaldırma ve işlem sonrası
  • AM ve CNC'yi birleştiren hibrit üretim
  • Tasarım optimizasyonu için özel yazılım
  • Proses parametrelerinin standardizasyonu ve parça kalifikasyonu

SLM sistemleri, daha fazla endüstriyel uygulamada üretim ihtiyaçlarını karşılamak için yapı boyutu, hız, malzeme ve güvenilirlik açısından ilerlemeye devam edecektir.

slm

Önemli Noktaların Özeti

  • SLM, tam yoğunluklu 3D baskı için metal tozunu bir lazerle seçici olarak kaynaştırır
  • İnce detaylar ve karmaşık geometriler oluşturabilen toz yatak füzyon işlemi
  • Havacılık, tıp, otomotiv ve endüstriyel uygulamalar için uygundur
  • Paslanmaz çelik, titanyum, alüminyum ve nikel alaşımları gibi metalleri kullanır
  • Parça konsolidasyonu, özelleştirme, hafifletme gibi avantajlar sağlar
  • Kontrollü atmosfer ve sağlam toz işleme sistemleri gerektirir
  • Basılı parçalar üzerinde önemli ölçüde son işlem gerekebilir
  • Düşük ve orta hacimli üretim uygulamaları için lider teknoloji
  • Malzemeler, yapı boyutu, hız ve kalitede sürekli iyileştirmeler
  • Yüksek performanslı baskılı metal bileşenler sağlar

Seçici lazer eritme, talep üzerine özelleştirilmiş metal parçalar için bir endüstriyel üretim çözümü olarak büyümeye devam edecektir.

SSS

SoruCevap
Hangi malzemeler SLM ile uyumludur?Paslanmaz çelik, titanyum, alüminyum, takım çeliği, nikel alaşımları ve kobalt-krom gibi çoğu kaynaklanabilir alaşım.
SLM parçalarının tipik doğruluğu nedir?Çoğu geometri için ±0,2% civarında boyutsal doğruluk elde edilebilir.
Hangi işlem sonrası gerekli?Destek kaldırma, toz kaldırma, yüzey bitirme, gerilim giderme ve sıcak izostatik presleme yaygındır.
Yaygın SLM hataları nelerdir?Gözeneklilik, çatlama, katman delaminasyonu, çözgü, zayıf yüzey kalitesi, erimemiş parçacıklar.
SLM'de ne tür lazerler kullanılır?Fiber lazerler, CO2 lazerler veya yüksek güçlü diyotlar yaygın olarak kullanılır.

daha fazla 3D baskı süreci öğrenin

Paylaş

Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
E-posta

MET3DP Technology Co, LTD, merkezi Qingdao, Çin'de bulunan lider bir katmanlı üretim çözümleri sağlayıcısıdır. Şirketimiz, endüstriyel uygulamalar için 3D baskı ekipmanları ve yüksek performanslı metal tozları konusunda uzmanlaşmıştır.

İşletmeniz için en iyi fiyatı ve özelleştirilmiş Çözümü almak için sorgulayın!

İlgili Makaleler

Metal3DP'yi edinin
Ürün Broşürü

En Son Ürünleri ve Fiyat Listesini Alın