SLS Metal Tozu: Özellikler, Uygulamalar ve Tedarikçiler

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

Tip	Kompozisyon	Temel Özellikler
Paslanmaz çelik	Fe, Cr, Ni alaşımları	Korozyon direnci, yüksek mukavemet
Takım çeliği	Fe, Cr, Mo alaşımları	Yüksek sertlik, ısıl işlem uygulanabilir
Alaşımlı çelik	Fe, Cr, Ni alaşımları	Isıl işlem uygulanabilir, işlenebilir
Kobalt-krom	Co, Cr alaşımları	Biyouyumlu, aşınmaya/korozyona dayanıklı
Titanyum ve alaşımları	Ti, Al, V alaşımları	Hafif, biyouyumlu, güçlü
Inconel	Ni, Cr alaşımları	Isıya/korozyona dayanıklı
Alüminyum alaşımlar	Al, Cu, Mg alaşımları	Hafif, 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

Parametre	Açıklama	Gereksinimler
Boyut aralığı	Toz partikül boyutları	10-45 mikron yaygın
Boyut dağılımı	Toz boyutları aralığı	Bazı uydulara izin verilmekle birlikte çoğunlukla küresel
Morfoloji	Toz parçacık şekli	Küresel idealdir, uydular kusurlara neden olabilir
Akış hızı	Toz akışkanlığı	Hall akış ölçerden 35-40 s/50g
Görünür yoğunluk	Toz paketleme yoğunluğu	Yaklaşık 60% gerçek yoğunluk
Gerçek yoğunluk	Malzeme yoğunluğu	Bileşime göre değişir
Yüzey alanı	Birim kütle başına parçacık yüzey alanı	Oksidasyonu azaltmak için daha düşük olması daha iyidir
Artık gazlar ve nem	Toz ile birlikte bulunan safsızlıklar	Yüksek kaliteli parçalar için minimize edilmiştir

SLS Metal Tozu Özellikleri

Karakteristik	SLS Sürecindeki Rolü
Parçacık şekli ve yüzey dokusu	Her yeni katmana toz akışını, lazer emilimini, yansıtıcılığı etkiler
Parçacık boyutu dağılımı	Paketleme yoğunluğunu, eriyik havuzu dinamiklerini, yayılabilirliği etkiler
Akış özellikleri	Düzgün yayılabilirlik, katman tutarlılığı sağlar
Görünür yoğunluk	Parçacıklar arasındaki boşluğu, gerekli enerji girdisini kontrol eder
Gerçek yoğunluk	Ulaşılabilecek nihai maksimum parça yoğunluğunu belirler
Alaşım ilaveleri	Mukavemet, sertlik vb. gibi belirli malzeme özelliklerini etkinleştirir.

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

Endüstri	Uygulamalar	Kullanılan Yaygın Malzemeler
Havacılık ve Uzay	Türbin kanatları, motor/yapısal bileşenler	Paslanmaz çelikler, süper alaşımlar, titanyum alaşımları
Otomotiv	Prototip parçalar, özel takımlar	Paslanmaz çelikler, takım çelikleri, alüminyum alaşımları
Tıbbi implantlar	Hastaya özel implantlar, kılavuzlar	Kobalt krom, titanyum alaşımları, paslanmaz çelik
Endüstriyel	Hassas takımlar, robot tutucular	Paslanmaz çelikler, takım çelikleri
Takı	Yüzükler, zincirler, özel parçalar	Altın alaşımları, gümüş gibi değerli metaller

Geleneksel üretim yollarına kıyasla bazı benzersiz avantajlar:

Metal Parça Üretimi için SLS'nin Avantajları

Fayda	Açıklama
Geometri özgürlüğü	Eksiltici/döküm yöntemlerinin aksine parça geometrisi kısıtlaması yoktur
Hızlı geri dönüş	CAD verilerinden hızlı baskı
Hafif ağırlık	Kafes yapılar ağırlığı >30% oranında azaltır
Parça konsolidasyonu	Eklemlerin yerini entegre baskılı tertibatlar alıyor
Kitlesel özelleştirme	Hastaya özel tıbbi cihazlar
Hibrit yapılar	Metal ve polimer çok malzemeli parçalar mümkün

Sektörler arasında yaygın SLS baskılı metal parça uygulamaları:

SLS Baskılı Metal Parçaların Tipik Uygulamaları

Uygulama	Örnekler	Kullanılan Malzemeler
İşlevsel prototipler	Motor bileşenleri, implantlar	Alaşımlı çelikler, Ti alaşımları
Araçlar	Matkap kılavuzları, fikstürler, jigler	Paslanmaz çelikler
Kalıp takımları	Enjeksiyon kalıplama takımları	H13 gibi takım çelikleri
Seri üretim	Havacılık/tıbbi bileşenler	Ti ve Ni alaşımları, CoCr
Hafif yapılar	Kafes paneller, destekler	Al 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

Malzeme	Mevcut Toz Çeşitleri	Partikül Boyut Aralığı
Paslanmaz çelik	316L, 17-4PH, 303, 410	15-45 mikron
Maraging çelik	MS1, 18Ni300, 18Ni350	15-45 mikron
Kobalt krom	CoCr, CoCrMo	15-45 mikron
Alüminyum alaşım	AlSi10Mg, AlSi12	15-45 mikron
Titanyum alaşımı	Ti6Al4V Sınıf 5	15-45 mikron
Nikel alaşımı	Inconel 718, Inconel 625	15-45 mikron

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

ISO/ASTM Standartlarına Göre Metal Tozu Kaliteleri

Standart	Notlar	Açıklama
ISO 17296-2	PA1 - PA6	P1'den P6'ya kadar safsızlıklara ilişkin giderek daha katı gereklilikler tanımlar
ISO 17296-3	PM1 - PM4	PM1'den PM4'e kadar partikül şekli ve boyut parametrelerini tanımlar
ASTM F3049	Sınıf 1 - Sınıf 4	1'den 4'e kadar kompozisyon aralıklarında izin verilen sınırları tanımlar
ASTM F3056	Tip 1'den Tip 3'e	1'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

Tedarikçi	Sunulan Malzemeler	Hizmet Verilen Coğrafyalar
Sandvik	Paslanmaz çelik, Ni alaşımları, CoCr, takım çeliği, alüminyum alaşımları	Avrupa, Asya
Praxair	Ti alaşımları, Ni alaşımları, paslanmaz, takım çelikleri	Kuzey Amerika
LPW Teknoloji	Paslanmaz çelik, alüminyum alaşımları, CoCr	Birleşik Krallık, Avrupa
Marangoz Katkısı	Paslanmaz çelikler, CoCr, Cu, alüminyum alaşımları	Küresel
Hoganas	Paslanmaz çelikler, takım çelikleri	Avrupa, 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

Tip	Hacim Aralıkları	Özellikler
Vakum kutuları	500g ila 20kg'lık partiler	Raf ömrü 1 yıla kadar
Yazıcı kartuşları	700 ila 1000 gr'lık partiler	En aza indirilmiş elleçleme maruziyeti
Malzeme kuleleri	700 ila 1200 g kartuşlar	Yazıcıya otomatik besleme

Küçük miktarlardaki yaygın malzemeler için fiyat aralıkları şunlardır:

SLS Baskı için Metal Tozu Maliyet Aralıkları

Malzeme	Küçük 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 metaller	Kg 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

Parametre	Paslanmaz Çelikler	Takım Çelikleri	Titanyum Alaşımları	Nikel Alaşımları	Kobalt Krom	Alüminyum Alaşımları
Yoğunluk	Orta	Daha yüksek	Daha düşük	Yüksek	Yüksek	En düşük
Güç	Orta	En yüksek	Orta-Yüksek	Orta-Yüksek	Orta	Orta
Sertlik	Daha düşük	Çok yüksek	Orta	Orta	Daha yüksek	Düşük-Orta
Korozyon Direnci	Mükemmel	Orta	Mükemmel	Mükemmel	Mükemmel	Orta-İyi
Biyo-uyumluluk	İyi	Sınırlı	Mükemmel	Sınırlı	Mükemmel	İyi
Isı Direnci	Orta	Orta-Yüksek	Orta	Çok Yüksek	Çok Yüksek	Daha düşük
Maliyet	En düşük	Orta	Yüksek	Çok Yüksek	Yüksek	Düşük

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

Malzeme	Avantajlar	Dezavantajlar
Paslanmaz çelikler	Uygun maliyetli, kolay işlenebilir	Daha düşük sertlik ve mukavemet
Takım çelikleri	Son derece sert ve ısıl işlem uygulanabilir	Daha az korozyon direnci, biyouyumluluk
Titanyum alaşımları	Güçlü, hafif, biyo-dostu	Pahalıdır, oksijenli ortamda yanabilir
Nikel alaşımları	Mükemmel ısı/korozyon direnci	Ağır, zehirli, çok pahalı
Kobalt krom	Biyouyumlu, korozyona dayanıklı	Ağır, orta maliyetli
Alüminyum alaşımlar	Hafif, iyi mukavemet	Düşük erime noktası, sertlik

SLS Metal Tozu Seçimi için Müşteri Kriterleri

Seçim Kriterleri	Anahtar Sorular
Mekanik özellikler	Hedef uygulama mukavemetini, aşınma direncini ve diğer mekanik özellikleri karşılıyor mu?
Malzeme maliyeti	İstenen metal tozu tipi uygulama bütçesine uygun mu?
İşlem sonrası	Sıcak İzostatik Presleme veya ısıl işlem gibi ikincil işlemler gerekli mi?
Üretim çalışma boyutu	Hedef hacim, üretim SLS baskısı için çok mu yüksek?
Parça boyut ölçüleri	Maksimum yazıcı üretim hacmi en büyük parça geometrileri için yeterli mi?
Çözünürlük, yüzey kalitesi	SLS süreci ince özellik-detay ve yüzey kalitesi gereksinimlerini karşılayabilir mi?
Teslimat süresi	Üretim 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

Sahne	Açıklama
3D Modelleme	CAD yazılımı yazdırılacak parçanın katı/mesh modelini oluşturur
Dilimleme	Yazıcı dosyası oluşturmak için model dijital olarak katmanlara ayrılır
Toz serpme	Merdane veya bıçak, yapı platformu üzerine ince bir toz tabakası yayar
Lazer tarama	CO2 lazer, partikülleri birlikte eritmek için toz yatağı üzerinde tarama yapar
İndirme platformu	Yapı platformu 1 katman kalınlığı kadar alçalır (~50 mikron)
Tekrar yayma/eritme	Nesnenin tamamı katman katman oluşturulana kadar adımlar tekrarlanır
İşlem sonrası	Fazla toz temizlenir, parçayı bitirmek için son işlemler yapılır

Toz Özellikleri Baskı Sonuçlarını Nasıl Etkiler?

Toz Mülkiyet	Baskı Kalitesi Üzerindeki Etkisi
Toz geometrisi	İyi akışa sahip küresel partiküller, hatasız tek tip katmanlar sağlar
Parçacık boyutu aralığı	Çok ince tozlar zayıf akışa sahiptir, çok büyük tozlar zayıf çözünürlük oluşturur
Boyut dağılımı	Çok geniş bir dağılım ayrıştırabilir veya değişken erime yaratabilir
Görünür yoğunluk	Daha yüksek yoğunluk, sinterleme sonrası daha yüksek nihai parça yoğunluğu sağlar
Gerçek yoğunluk	Ulaşılabilir parça yoğunluğuna üst sınır koyar
Yüzey dokusu	Pürüzlü 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

Süreç	Açıklama	Avantajlar
Toz giderme	Fazla toz fırçalanır/püskürtülür	Basılı nesneyi ortaya çıkarır
Stres giderici	Artık gerilmeleri gidermek için ısıtma	Boyutsal doğruluğu artırır
Yüzey bitirme	Zımparalama, parlatma, boncuk püskürtme	Yüzeyi pürüzsüzleştirir, kaplamanın yapışmasına yardımcı olur
Sızma	Sıvı artık gözenekliliği doldurur	Yoğunluğu daha da artırır, mukavemeti geliştirir
Isıl işlem	Sertleştirme ve temperleme termal döngüleri	Çeliklerde sertliği artırır

Parça Özellikleri Üzerinde İşlem Sonrası Etkiler

Mülkiyet	İşlem Sonrası Etki
Yoğunluk	Epoksi veya bronz ile infiltrasyon gözenekleri doldurarak yoğunluğu artırır 5-15%
Yüzey pürüzlülüğü	Manuel/otomatik parlatma ile 2 mikronun altında pürüzlülük elde edilebilir
Boyutsal doğruluk	Gerilim giderici ısı döngüsü çarpılmayı azaltarak hassasiyeti artırır
Çekme mukavemeti	İnfiltrasyon UTS'yi artırırken ısıl işlem akma dayanımını iki katına çıkarabilir
Süneklik	Tedavi sonrası güç artışı ile değiş tokuş
Sertlik	17-4PH 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

Parametre	Tipik Özellikler	Test Yöntemleri
Parçacık boyutu dağılımı	Salon akış hızı > 35s/50g	Eleme, lazer kırınımı
Görünür yoğunluk	65-80% gerçek yoğunluk	Gravimetrik ölçüm
Toz bileşimi	ISO 27296'ya göre alaşımlama aralıkları	X-Işını floresanı
Yüzey morfolojisi	Medyan dairesellik > 0,75	Mikrograflar, görüntü analizi
Kirlenme	< 50 ppm oksijen, < 150 ppm azot	İnert gaz füzyon analizi

SLS Baskı için Proses İçi İzleme

Metrik	Kullanılan Sensör	Amaç
Lazer gücü	Dahili fotodiyot	Füzyon tutarlılığını korur
Toz yatağı sıcaklığı	IR sensörü	Parça bütünlüğü sağlar, eğilme olmaz
Atmosfer	Oksijen analizörü	Yapı haznesinde barutun tutuşmasını önler
Katman kalınlığı	Z ekseni kodlayıcı	Hassas 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

Metrik	Binder Jetting	DMLS	SLM	EBM
Hammadde	Metal/polimer karışımı toz	Metal tozu	Metal tozu	Metal tel/toz
Enerji kaynağı	Sıvı bağlayıcı	Fiber lazer	Güçlü Yb fiber lazer	Elektron ışını
Yapı hızı	Orta düzeyde, lazer yöntemlerinden daha hızlı	Nokta nokta tarama nedeniyle yavaş	Çok hızlı, tam erime gerçekleşir	En hızlı yöntem
Çözünürlük, yüzey kalitesi	Bağlayıcı nedeniyle daha zayıf, işlem sonrası yardımcı olur	İnce lazer noktası sayesinde çok iyi	Tam erime nedeniyle mükemmel	Kısmi erime nedeniyle orta düzeyde
Boyutsal doğruluk	CTQ süreci ile +/- 0,3%	+/- 0.1-0.2%	+/- 0.1-0.2%	+/- 0.2-0.3%
İşlem sonrası	Kürleme, sinterleme her ikisi de gerekli	Yalnızca kaldırma desteği	Bazı işlemlere ihtiyaç duyulabilir	Çoğu ikincil çalışma gerekli
Parça başına maliyet	Düşük malzeme maliyeti fiyatın düşmesine yardımcı olur	Çok daha yüksek işletme maliyeti	Yüksek ekipman, malzeme maliyeti	Yüksek 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.

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