SLS Metal Tozu: Özellikler, Uygulamalar ve Tedarikçiler

İçindekiler

Seçici lazer sinterleme (SLS), küçük plastik, metal, seramik veya cam toz parçacıklarını 3D bir nesneye kaynaştırmak için lazer kullanan bir eklemeli üretim tekniğidir. SLS metal tozları Doğru özelliklere sahip metal parçalar, bu proses aracılığıyla karmaşık geometrilere sahip yüksek kaliteli metal parçaların üretilmesi için kritik öneme sahiptir.

SLS Metal Tozlarına Genel Bakış

SLS metal tozları, metal parçalar ve prototipler üretmek için seçici lazer sinterleme 3D yazıcılarında kullanılmak üzere optimize edilmiş metalik tozları ifade eder. En yaygın kullanılan SLS metal tozları şunlardır:

SLS Metal Tozu Çeşitleri

TipKompozisyonTemel Özellikler
Paslanmaz çelikFe, Cr, Ni alaşımlarıKorozyon direnci, yüksek mukavemet
Takım çeliğiFe, Cr, Mo alaşımlarıYüksek sertlik, ısıl işlem uygulanabilir
Alaşımlı çelikFe, Cr, Ni alaşımlarıIsıl işlem uygulanabilir, işlenebilir
Kobalt-kromCo, Cr alaşımlarıBiyouyumlu, aşınmaya/korozyona dayanıklı
Titanyum ve alaşımlarıTi, Al, V alaşımlarıHafif, biyouyumlu, güçlü
InconelNi, Cr alaşımlarıIsıya/korozyona dayanıklı
Alüminyum alaşımlarAl, Cu, Mg alaşımlarıHafif, güçlü

Bu metal tozları, doğruluk, hassasiyet ve istenen mekanik özelliklere sahip yüksek yoğunluklu SLS parçaları üretmek için akışkanlık, partikül şekli ve boyut dağılımı gibi özelliklere sahip olmalıdır.

SLS Metal Tozlarının Temel Özellikleri

ParametreAçıklamaGereksinimler
Boyut aralığıToz partikül boyutları10-45 mikron yaygın
Boyut dağılımıToz boyutları aralığıBazı uydulara izin verilmekle birlikte çoğunlukla küresel
MorfolojiToz parçacık şekliKüresel idealdir, uydular kusurlara neden olabilir
Akış hızıToz akışkanlığıHall akış ölçerden 35-40 s/50g
Görünür yoğunlukToz paketleme yoğunluğuYaklaşık 60% gerçek yoğunluk
Gerçek yoğunlukMalzeme yoğunluğuBileşime göre değişir
Yüzey alanıBirim kütle başına parçacık yüzey alanıOksidasyonu azaltmak için daha düşük olması daha iyidir
Artık gazlar ve nemToz ile birlikte bulunan safsızlıklarYüksek kaliteli parçalar için minimize edilmiştir

SLS Metal Tozu Özellikleri

KarakteristikSLS Sürecindeki Rolü
Parçacık şekli ve yüzey dokusuHer yeni katmana toz akışını, lazer emilimini, yansıtıcılığı etkiler
Parçacık boyutu dağılımıPaketleme yoğunluğunu, eriyik havuzu dinamiklerini, yayılabilirliği etkiler
Akış özellikleriDüzgün yayılabilirlik, katman tutarlılığı sağlar
Görünür yoğunlukParçacıklar arasındaki boşluğu, gerekli enerji girdisini kontrol eder
Gerçek yoğunlukUlaşılabilecek nihai maksimum parça yoğunluğunu belirler
Alaşım ilaveleriMukavemet, sertlik vb. gibi belirli malzeme özelliklerini etkinleştirir.
sls metal tozu

Uygulamaları SLS Metal Tozları

SLS metal tozu, prototipleme, kalıplama ve kısa süreli üretim ihtiyaçlarına hizmet eden tam yoğunluklu fonksiyonel metal parçaların basılmasını sağlar:

SLS Baskılı Metal Parçaların Endüstri Uygulamaları

EndüstriUygulamalarKullanılan Yaygın Malzemeler
Havacılık ve UzayTürbin kanatları, motor/yapısal bileşenlerPaslanmaz çelikler, süper alaşımlar, titanyum alaşımları
OtomotivPrototip parçalar, özel takımlarPaslanmaz çelikler, takım çelikleri, alüminyum alaşımları
Tıbbi implantlarHastaya özel implantlar, kılavuzlarKobalt krom, titanyum alaşımları, paslanmaz çelik
EndüstriyelHassas takımlar, robot tutucularPaslanmaz çelikler, takım çelikleri
TakıYüzükler, zincirler, özel parçalarAltın alaşımları, gümüş gibi değerli metaller

Geleneksel üretim yollarına kıyasla bazı benzersiz avantajlar:

Metal Parça Üretimi için SLS'nin Avantajları

FaydaAçıklama
Geometri özgürlüğüEksiltici/döküm yöntemlerinin aksine parça geometrisi kısıtlaması yoktur
Hızlı geri dönüşCAD verilerinden hızlı baskı
Hafif ağırlıkKafes yapılar ağırlığı >30% oranında azaltır
Parça konsolidasyonuEklemlerin yerini entegre baskılı tertibatlar alıyor
Kitlesel özelleştirmeHastaya özel tıbbi cihazlar
Hibrit yapılarMetal ve polimer çok malzemeli parçalar mümkün

Sektörler arasında yaygın SLS baskılı metal parça uygulamaları:

SLS Baskılı Metal Parçaların Tipik Uygulamaları

UygulamaÖrneklerKullanılan Malzemeler
İşlevsel prototiplerMotor bileşenleri, implantlarAlaşımlı çelikler, Ti alaşımları
AraçlarMatkap kılavuzları, fikstürler, jiglerPaslanmaz çelikler
Kalıp takımlarıEnjeksiyon kalıplama takımlarıH13 gibi takım çelikleri
Seri üretimHavacılık/tıbbi bileşenlerTi ve Ni alaşımları, CoCr
Hafif yapılarKafes paneller, desteklerAl alaşımları, Ti alaşımları

SLS Metal Tozu Özellikleri

EOS, 3D Systems ve Renishaw gibi SLS sistemi üreticileri, yazıcı modellerine göre uyarlanmış nitelikli SLS metal tozu özellikleri sağlar. Bazı yaygın metal tozları ve boyutları şunlardır:

SLS Metal Tozu Türleri ve Boyut Aralıkları

MalzemeMevcut Toz ÇeşitleriPartikül Boyut Aralığı
Paslanmaz çelik316L, 17-4PH, 303, 41015-45 mikron
Maraging çelikMS1, 18Ni300, 18Ni35015-45 mikron
Kobalt kromCoCr, CoCrMo15-45 mikron
Alüminyum alaşımAlSi10Mg, AlSi1215-45 mikron
Titanyum alaşımıTi6Al4V Sınıf 515-45 mikron
Nikel alaşımıInconel 718, Inconel 62515-45 mikron

Standart kuruluşları, AM süreçlerinde kullanılan farklı metal tozu kaliteleri için sınıflandırmalar tanımlamıştır:

ISO/ASTM Standartlarına Göre Metal Tozu Kaliteleri

StandartNotlarAçıklama
ISO 17296-2PA1 - PA6P1'den P6'ya kadar safsızlıklara ilişkin giderek daha katı gereklilikler tanımlar
ISO 17296-3PM1 - PM4PM1'den PM4'e kadar partikül şekli ve boyut parametrelerini tanımlar
ASTM F3049Sınıf 1 - Sınıf 41'den 4'e kadar kompozisyon aralıklarında izin verilen sınırları tanımlar
ASTM F3056Tip 1'den Tip 3'e1'den 3'e kadar istatistiksel boyut dağılımı parametrelerini tanımlar

Bu sınıflandırma planları, kalite seviyelerinin belirlenmesine yardımcı olur ve alıcılara tedarikte yardımcı olur. Yüksek saflıkta PA5 sınıfı toz minimum kontaminasyon sağlayacaktır. Benzer şekilde Sınıf 4 daha sıkı kimya kontrolü değişkenliği azaltır.

SLS Metal Tozu Tedarikçiler

Çeşitli satıcılar dünya çapında kullanıma hazır SLS tozları tedarik etmektedir. Bazı önde gelen küresel tedarikçiler şunlardır:

Önemli SLS Metal Tozu Tedarikçileri

TedarikçiSunulan MalzemelerHizmet Verilen Coğrafyalar
SandvikPaslanmaz çelik, Ni alaşımları, CoCr, takım çeliği, alüminyum alaşımlarıAvrupa, Asya
PraxairTi alaşımları, Ni alaşımları, paslanmaz, takım çelikleriKuzey Amerika
LPW TeknolojiPaslanmaz çelik, alüminyum alaşımları, CoCrBirleşik Krallık, Avrupa
Marangoz KatkısıPaslanmaz çelikler, CoCr, Cu, alüminyum alaşımlarıKüresel
HoganasPaslanmaz çelikler, takım çelikleriAvrupa, Asya

Olağan tedarik minimumları malzeme sınıfı başına yaklaşık 10 kg'dır, ancak OEM alıcıları için büyük hacimli sözleşmeler de mevcuttur. Paketleme seçenekleri vakumlu teneke kutulardan her biri 700 g ila 1 kg toz içeren özel SLS makine kartuşlarına kadar değişmektedir.

SLS Metal Tozu Ambalaj Çeşitleri

TipHacim AralıklarıÖzellikler
Vakum kutuları500g ila 20kg'lık partilerRaf ömrü 1 yıla kadar
Yazıcı kartuşları700 ila 1000 gr'lık partilerEn aza indirilmiş elleçleme maruziyeti
Malzeme kuleleri700 ila 1200 g kartuşlarYazıcıya otomatik besleme

Küçük miktarlardaki yaygın malzemeler için fiyat aralıkları şunlardır:

SLS Baskı için Metal Tozu Maliyet Aralıkları

MalzemeKüçük Miktar Fiyat Aralığı*
Paslanmaz çelik 316L$60-$100 kg başına
Alüminyum AlSi10Mg$80-$130 kg başına
Maraging çelik$90-$140 kg başına
Titanyum Ti6Al4V$200-$350 kg başına
Kobalt krom$300-$500 kg başına
Değerli metallerKg başına $3000+

SLS Metal Toz Malzemelerinin Karşılaştırılması

SLS baskı için her biri kendi özelliklerine ve ödünleşimlerine sahip çeşitli metal alaşımları kullanılır:

SLS Metal Tozu Malzemeleri Karşılaştırması

ParametrePaslanmaz ÇeliklerTakım ÇelikleriTitanyum AlaşımlarıNikel AlaşımlarıKobalt KromAlüminyum Alaşımları
YoğunlukOrtaDaha yüksekDaha düşükYüksekYüksekEn düşük
GüçOrtaEn yüksekOrta-YüksekOrta-YüksekOrtaOrta
SertlikDaha düşükÇok yüksekOrtaOrtaDaha yüksekDüşük-Orta
Korozyon DirenciMükemmelOrtaMükemmelMükemmelMükemmelOrta-İyi
Biyo-uyumlulukİyiSınırlıMükemmelSınırlıMükemmelİyi
Isı DirenciOrtaOrta-YüksekOrtaÇok YüksekÇok YüksekDaha düşük
MaliyetEn düşükOrtaYüksekÇok YüksekYüksekDüşük

Maliyet söz konusu olduğunda paslanmaz çeliklerin en iyi kombinasyonel özellikleri sunduğunu, takım çeliklerinin ise aşırı sertlik sağladığını görebiliyoruz. Titanyum, düşük yoğunluk ile biyouyumluluk ve güç sağlar. Inconel ve CoCr gibi süper alaşımlar termal stabilite ve biyouyumluluk sunar. Alüminyum alaşımları en uygun maliyetli hafif seçenektir.

Yaygın SLS Metal Tozlarının Artıları ve Eksileri

MalzemeAvantajlarDezavantajlar
Paslanmaz çeliklerUygun maliyetli, kolay işlenebilirDaha düşük sertlik ve mukavemet
Takım çelikleriSon derece sert ve ısıl işlem uygulanabilirDaha az korozyon direnci, biyouyumluluk
Titanyum alaşımlarıGüçlü, hafif, biyo-dostuPahalıdır, oksijenli ortamda yanabilir
Nikel alaşımlarıMükemmel ısı/korozyon direnciAğır, zehirli, çok pahalı
Kobalt kromBiyouyumlu, korozyona dayanıklıAğır, orta maliyetli
Alüminyum alaşımlarHafif, iyi mukavemetDüşük erime noktası, sertlik

SLS Metal Tozu Seçimi için Müşteri Kriterleri

Seçim KriterleriAnahtar Sorular
Mekanik özelliklerHedef uygulama mukavemetini, aşınma direncini ve diğer mekanik özellikleri karşılıyor mu?
Malzeme maliyetiİstenen metal tozu tipi uygulama bütçesine uygun mu?
İşlem sonrasıSıcak İzostatik Presleme veya ısıl işlem gibi ikincil işlemler gerekli mi?
Üretim çalışma boyutuHedef hacim, üretim SLS baskısı için çok mu yüksek?
Parça boyut ölçüleriMaksimum yazıcı üretim hacmi en büyük parça geometrileri için yeterli mi?
Çözünürlük, yüzey kalitesiSLS süreci ince özellik-detay ve yüzey kalitesi gereksinimlerini karşılayabilir mi?
Teslimat süresiÜretim zaman çizelgesi dikkate alındığında tedarikçi teslim süresi kabul edilebilir mi?

Son parça uygulaması, performans ihtiyaçlarını ve ekonomiyi dengeleyen optimum malzeme seçimine rehberlik eder.

SLS Metal Baskı Sürecine Genel Bakış

SLS 3D baskıyı anlamak, toz özelliklerinin parça kalitesini nasıl etkilediğini anlamaya yardımcı olur:

SLS 3D Baskı Süreci Aşamaları

SahneAçıklama
3D ModellemeCAD yazılımı yazdırılacak parçanın katı/mesh modelini oluşturur
DilimlemeYazıcı dosyası oluşturmak için model dijital olarak katmanlara ayrılır
Toz serpmeMerdane veya bıçak, yapı platformu üzerine ince bir toz tabakası yayar
Lazer taramaCO2 lazer, partikülleri birlikte eritmek için toz yatağı üzerinde tarama yapar
İndirme platformuYapı platformu 1 katman kalınlığı kadar alçalır (~50 mikron)
Tekrar yayma/eritmeNesnenin tamamı katman katman oluşturulana kadar adımlar tekrarlanır
İşlem sonrasıFazla toz temizlenir, parçayı bitirmek için son işlemler yapılır

Toz Özellikleri Baskı Sonuçlarını Nasıl Etkiler?

Toz MülkiyetBaskı Kalitesi Üzerindeki Etkisi
Toz geometrisiİyi akışa sahip küresel partiküller, hatasız tek tip katmanlar sağlar
Parçacık boyutu aralığıÇok ince tozlar zayıf akışa sahiptir, çok büyük tozlar zayıf çözünürlük oluşturur
Boyut dağılımıÇok geniş bir dağılım ayrıştırabilir veya değişken erime yaratabilir
Görünür yoğunlukDaha yüksek yoğunluk, sinterleme sonrası daha yüksek nihai parça yoğunluğu sağlar
Gerçek yoğunlukUlaşılabilir parça yoğunluğuna üst sınır koyar
Yüzey dokusuPürüzlü partiküller gazları hapsedebilir veya toz akışını engelleyebilir

Çeşitli toz fiziksel özelliklerinin baskı sonuçlarını doğrudan etkilediğini görebiliyoruz, bu nedenle tedarikçilerin sıkı kontrolü çok önemli.

SLS Baskılı Metal Parçaların Sonradan İşlenmesi

SLS baskı işleminden sonra, ek son işlem adımları nihai parça özelliklerini iyileştirmeye yardımcı olur:

Yaygın SLS Parça Son İşlem Adımları

SüreçAçıklamaAvantajlar
Toz gidermeFazla toz fırçalanır/püskürtülürBasılı nesneyi ortaya çıkarır
Stres gidericiArtık gerilmeleri gidermek için ısıtmaBoyutsal doğruluğu artırır
Yüzey bitirmeZımparalama, parlatma, boncuk püskürtmeYüzeyi pürüzsüzleştirir, kaplamanın yapışmasına yardımcı olur
SızmaSıvı artık gözenekliliği doldururYoğunluğu daha da artırır, mukavemeti geliştirir
Isıl işlemSertleştirme ve temperleme termal döngüleriÇeliklerde sertliği artırır

Parça Özellikleri Üzerinde İşlem Sonrası Etkiler

Mülkiyetİşlem Sonrası Etki
YoğunlukEpoksi veya bronz ile infiltrasyon gözenekleri doldurarak yoğunluğu artırır 5-15%
Yüzey pürüzlülüğüManuel/otomatik parlatma ile 2 mikronun altında pürüzlülük elde edilebilir
Boyutsal doğrulukGerilim giderici ısı döngüsü çarpılmayı azaltarak hassasiyeti artırır
Çekme mukavemetiİnfiltrasyon UTS'yi artırırken ısıl işlem akma dayanımını iki katına çıkarabilir
SüneklikTedavi sonrası güç artışı ile değiş tokuş
Sertlik17-4PH gibi çökelme ile sertleştirilebilen alaşımlar yaşlandırma işlemlerine iyi yanıt verir

Böylece işlem sonrası, metal özelliklerinin uygulama ihtiyaçlarına göre daha fazla uyarlanmasına olanak tanır.

SLS Metal Baskı Kalite Kontrolü

SLS süreci izleme ile birlikte tutarlı yüksek kaliteli toz hammadde, güvenilir parçalar sağlar:

Kalite Kontrol için SLS Metal Tozu

ParametreTipik ÖzelliklerTest Yöntemleri
Parçacık boyutu dağılımıSalon akış hızı > 35s/50gEleme, lazer kırınımı
Görünür yoğunluk65-80% gerçek yoğunlukGravimetrik ölçüm
Toz bileşimiISO 27296'ya göre alaşımlama aralıklarıX-Işını floresanı
Yüzey morfolojisiMedyan dairesellik > 0,75Mikrograflar, görüntü analizi
Kirlenme< 50 ppm oksijen, < 150 ppm azotİnert gaz füzyon analizi

SLS Baskı için Proses İçi İzleme

MetrikKullanılan SensörAmaç
Lazer gücüDahili fotodiyotFüzyon tutarlılığını korur
Toz yatağı sıcaklığıIR sensörüParça bütünlüğü sağlar, eğilme olmaz
AtmosferOksijen analizörüYapı haznesinde barutun tutuşmasını önler
Katman kalınlığıZ ekseni kodlayıcıHassas tekrarlanabilir katmanlar

Girdi tozu ve proses ayarları üzerindeki bu sıkı kontrol, her üretim çalışmasından yüksek kaliteli metal parçalar elde edilmesini sağlar.

Alternatiflerle Karşılaştırıldığında SLS Metal Baskı

SLS'ye diğer metal 3D baskı alternatifleri şunlardır:

Metal 3D Baskı Yöntemlerinin Karşılaştırılması

MetrikBinder JettingDMLSSLMEBM
HammaddeMetal/polimer karışımı tozMetal tozuMetal tozuMetal tel/toz
Enerji kaynağıSıvı bağlayıcıFiber lazerGüçlü Yb fiber lazerElektron ışını
Yapı hızıOrta düzeyde, lazer yöntemlerinden daha hızlıNokta nokta tarama nedeniyle yavaşÇok hızlı, tam erime gerçekleşirEn hızlı yöntem
Çözünürlük, yüzey kalitesiBağlayıcı nedeniyle daha zayıf, işlem sonrası yardımcı olurİnce lazer noktası sayesinde çok iyiTam erime nedeniyle mükemmelKısmi erime nedeniyle orta düzeyde
Boyutsal doğrulukCTQ süreci ile +/- 0,3%+/- 0.1-0.2%+/- 0.1-0.2%+/- 0.2-0.3%
İşlem sonrasıKürleme, sinterleme her ikisi de gerekliYalnızca kaldırma desteğiBazı işlemlere ihtiyaç duyulabilirÇoğu ikincil çalışma gerekli
Parça başına maliyetDüşük malzeme maliyeti fiyatın düşmesine yardımcı olurÇok daha yüksek işletme maliyetiYüksek ekipman, malzeme maliyetiYüksek ekipman maliyeti

Tüm yöntemler arasında bağlayıcı püskürtme, 10.000 birime kadar düşük hacimlerde metal parça üretimi için en uygun maliyetli yöntem olarak ortaya çıkmıştır. SLS, iyi doğruluk ve yüzey kalitesi ile birlikte en kolay son işlemeyi sağlar.

sls metal tozu

SSS

SLS metal baskıyı hangi sektörler kullanıyor?

SLS metal baskı, havacılık, otomotiv, tıp ve hassas metal parçaların gerekli olduğu diğer birçok sektörde kullanılmaktadır.

SLS metal baskının doğruluğu ve çözünürlüğü nedir?

Doğruluk ve çözünürlük makine, malzeme ve işlem parametreleri gibi çeşitli faktörlere bağlıdır, ancak SLS metal baskı yüksek hassasiyet seviyelerine ulaşabilir.

SLS metal baskılı parçalar için işlem sonrası gerekli mi?

Evet, destek yapılarını kaldırmak, yüzey kalitesini iyileştirmek ve uygulama için özel gereksinimleri karşılamak için işlem sonrası gerekli olabilir.

SLS metal baskının sınırlamaları nelerdir?

Bazı sınırlamalar arasında ekipman maliyeti, sınırlı boyuttaki yapı odaları ve lazer ve metal tozlarının kullanımı nedeniyle uygun güvenlik önlemlerine duyulan ihtiyaç yer almaktadır.

SLS metal baskı seri üretim için kullanılabilir mi?

Evet, SLS metal baskı hem prototipleme hem de düşük ila orta hacimli metal parça üretimi için kullanılabilir.

SLS metal baskı çevre dostu mu?

Geleneksel üretim yöntemlerine kıyasla malzeme israfını azaltabilirken, metal tozlarının bertarafı ve enerji tüketimi çevresel etkisi açısından dikkate alınması gereken faktörlerdir.

SLS metal baskı ile çalışırken herhangi bir güvenlik önlemi var mı?

Evet, metal tozları ile çalışırken güvenlik önlemleri alınmalı ve operatörler lazer tabanlı sistemlerle güvenli bir şekilde çalışmak üzere eğitilmelidir.

SLS metal baskı hizmetlerinin maliyeti nedir?

Maliyet, malzeme seçimi, parça karmaşıklığı ve miktarı gibi faktörlere bağlı olarak değişir. En iyisi, belirli projeler için hizmet sağlayıcılardan fiyat teklifi istemektir.

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