Мы возвращаем улыбку людям!

Ежедневно 9:00 - 22:00

Селективное лазерное спекание: что это такое, принцип технологии

Более правильное название этой методики – выборочное селективное лазерное спекание (от англ. Selective Laser Sintering,SLS). Это одна из методик 3D печати, широко применяемая в промышленности.

selektivnoe-lazernoe-spekanieСелективное лазерное спекание доступно исключительно на дорогостоящих профессиональных 3D принтерах и отличается высоким качеством изделий. С ее помощью можно достигнуть результата, приближенного к воспроизведению изделий методом литья под давлением.

Селективное лазерное спекание, как и многие другие промышленные методики аддитивного производства использует в качестве материала порошки и порошковые смеси. Эта методика позволяет создавать полностью металлические объекты за считанные часы. А возможность изготовления изделий сложной формы объясняет ее популярность среди промышленных организаций со всего мира.

История

Селективное лазерное спекание: что это такое, принцип технологии
Принцип работы SLS принтеров

Технология выборочного лазерного спекания (SLS) была разработана Карлом Декардом и Джозефом Биманом из Университета Техаса в Остине в середине 1980-х. Исследования финансировались Агентством передовых оборонных исследовательских проектов США (DARPA). Впоследствии, Декард и Биман были вовлечены в компанию DTM, образованную для продвижения технологии SLS на рынок. В 2001 году DTM была выкуплена конкурирующей компанией 3D Systems.

Последний из патентов по технологии SLS был заявлен 28 января 1997 года. Его срок действия истек 28 января 2014 года, что делает технологию общедоступной.

Аналогичный метод был запатентован Р. Ф. Хаусхолдером в 1979 году, но не получил коммерческого распространения.

Применяемые материалы

Селективное лазерное спекание: что это такое, принцип технологииСелективное лазерное плавление не может похвастаться большим разнообразием цветных расходных материалов, как, к примеру, FDM или SLA. Однако это не значит, что выбор ограничен. Дело в том, что SLS печать ориентирована на промышленные цели, за счет чего и материалы производятся соответствующие. На сегодняшний день доступно множество видов разнообразных порошковых смесей, среди которых нейлон, керамика, полистирол, и т.д.

Металлические порошки доступны в ассортименте – сталь, алюминий, титан, кобальт и разнообразные смеси сплавов. Многие производители делают ударение на специфические свойства композитов. Так, для SLS печати доступны ударопрочные, износостойкие, жаростойкие, гибкие, инженерные и термостойкие порошки. Некоторые из них ориентированы на более конкретные задачи – к примеру, на изготовление деталей для аэроксмического производства.

Принцип действия

В чем же суть методики? Давайте разберемся, как функционирует селективное лазерное спекание. Основным требованием, как и в любой другой технологии 3D печати, является наличие готовой 3D модели, соответствующей определенным требованиям (подробнее здесь). Именно по ней и будет воспроизводиться изделие. Сама технология довольно проста. Специальное отделение 3D принтера заполняется расходным материалом, после чего запускается печать. Интересно, что непосредственно перед воспроизведением порошок разогревается практически до температуры плавления.

Так же прочтите:  Безметалловые коронки: их виды, плюсы и минусы, стоимость

Селективное лазерное спекание: что это такое, принцип технологии

С помощью лазерной установки и сканирующего зеркала луч лазера направляется на необходимые участки порошка, спекая их вместе слой за слоем. После спекания первого слоя равняющий механизм добавляет тонкий слой порошка поверх него, и процесс происходит заново до полного построения объекта. То есть, воспроизведение объекта происходит снизу-вверх, а за счет заполнения камеры порошком не требуется построение поддерживающих структур. На изображении выше наглядно продемонстрировано устройство SLS 3D принтера для лучшего понимания принципа методики.

Преимущества и особенности

Что касается особенностей, следует сразу отделить селективное лазерное спекание от другой похожей технологии 3D печати – селективного лазерного плавления (SLM). Разница между ними в том, что SLS обеспечивает лишь частичное плавление порошка, требуемое лишь для его объединения в единый элемент. SLM же плавит частицы полностью, спекая порошок в монолитное изделие. Что касается преимуществ, выделить можно следующие плюсы:

  • Большая область построения в 3D принтерах. Промышленное оборудование для SLS 3D печати обычно оборудовано крупной областью построения, что позволяет создавать не только крупные детали, но и выполнять мелкосерийное производство;
  • Высокое качество 3D печати. Эта методика позволяет практически полностью избежать видимой послойности на модели, а отсутствие поддержек также благотворно сказывается на качестве изделий;
  • Отсутствие необходимости в построении поддержек. Селективное лазерное сплавление позволяет создавать изделия сложной геометрии без необходимости построения поддерживающих структур. Это не только расширяет возможности печати, но и хорошо сказывается на качестве поверхности изделия;
  • Высокая скорость и производительность. За счет того, что материал не плавится полностью, SLS 3D принтеры работают гораздо быстрее других своих порошковых собратьев. Выше скорость печати – выше производительность производства;
  • Возможность изготовления готовых изделий. Благодаря свойствам расходных материалов эту технологии 3D печати вполне реально использовать для производства конечных продуктов.

Сферы применения

Селективное лазерное спекание: что это такое, принцип технологииЧто касается сфер применения, селективное лазерное спекание популярно исключительно в промышленности за счет высокой стоимости расходных материалов и оборудования, а также больших габаритов последних. Потому и сферы применения соответствуют:

  • Функциональное тестирование;
  • Прототипирование;
  • Мелкосерийное производство;
  • Изготовление готовых функциональных компонентов;
  • Изготовление изделий со сложной геометрией;
  • Производство аэрокосмических компонентов;
  • Разработка и изготовление автомобильных деталей и т.д.

Кроме того, известны случаи применения этой методики в дизайне и творчестве. Впрочем, это неудивительно, ведь технология 3D печати не только расширила границы возможностей, но и открыла новые возможности для различных сфер нашей жизни.

Так же прочтите:  Бюгельный протез на замках на верхнюю челюсть: кому ставят, стоимость

Другие технологии аддитивного производства

  • Масочная стереолитография (SGC)
  • Технология многоструйного моделирования (MJM)
  • Цветная струйная печать (CJP)
  • Цифровая светодиодная проекция (DLP)
  • Струйная трехмерная печать (3DP)
  • Выборочная лазерная плавка (SLM)
  • Стереолитография (SLA)
  • Выборочное тепловое спекание (SHS)
  • Изготовление объектов методом ламинирования (LOM)
  • Электронно-лучевая плавка (EBM)
  • Прямое лазерное спекание металлов (DMLS)
  • Производство электронно-лучевой плавкой (EBFȝ)
  • Моделирование методом послойного наплавления (FDM)

Видео: использование SLM-технологии

Источники:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...

Рекомендуем прочитать:

Комментарии

(0 комментариев)

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *