Селективная лазерная синтеризация (SLS) 3D печать: профессиональные инсайты

Селективная лазерная синтеризация или SLS 3D печать — популярная технология, используемая многими бизнесами, хоббистами и изобретателями, желающими качественные 3D напечатанные детали. Процесс включает использование лазерного луча, контролируемого CAD моделью, для плавления порошкового материала, что производит 3D напечатанную модель.

SLS печать уникальна. Однако она требует повышенных знаний и понимания для лучшего использования. Эта статья ответит на вопрос что такое селективная лазерная синтеризация, вводя концепцию SLS 3D печати. Затем она обсудит процесс и как вы можете применить его к вашему проекту. Читайте дальше!

Обзор: Что такое SLS Печать?

SLS печать — это технология, включающая плавление порошковых материалов с использованием лазера для формирования жесткой 3D модели. Большинство бизнесов предпочитают ее из-за ее высокой точности и пригодности для изготовления геометрически сложных продуктов.

Краткая история SLS Печати

Карл Декард и Джо Биман, студент и профессор механической инженерии в Университете Техаса, разработали SLS AM технологию. Метод — это технология порошкового ложа плавления (то есть, включает использование термической энергии для селективного плавления регионов порошкового ложа) и была запатентована в 1980 году.

Благодаря массивному улучшению метода, он подходит для многих материалов таких как пластики, керамика и стекло. Следовательно, у него широко распространенное принятие как Стереолитография и Моделирование Слоевоным Наплавлением Процесс даже несмотря на то, что он дорогой и сложный.

Как Работает SLS 3D Печать?

SLS 3D печать — уникальная технология, известная за точность, точность и качественные 3D напечатанные детали. Ниже пошаговое руководство о том, как это работает:

Подготовка CAD Файлов

Спроектируйте CAD файл используя CAD софтвер и экспортируйте его в 3D печатаемый файлов формат (например, OBJ или STL). Специфицируйте настройки печати, ориентацию и расположение моделей, оценки времени печати и нарезку. После подготовки CAD файлов, отправьте инструкции к принтеру.

Подготовка Принтера

Подготовка 3D принтера зависит от типа принтера, который вы используете. Вам может понадобиться обширное обучение для традиционных SLS 3D принтеров для их подготовки. Для настольного SLS принтера, у вас есть что-то простое и эффективное.

Печать

Оператор укладывает порошковый материал на платформу (порошковое ложе) в камере сборки. SLS 3D принтер затем синтеризирует порошок с использованием лазера на специфических частях платформы под контролем CAD дизайна.

Это создает твердую 3D напечатанную деталь в массе неплавленного порошкового материала. После плавления, платформа опускается на один слой в камеру сборки, и процесс повторяет себя.

Охлаждение

Камера сборки медленно остывает внутри и снаружи печатающей оболочки для обеспечения оптимальной механической производительности 3D модели.

Постобработка

Оператор удаляет готовую деталь из камеры сборки и отделяет ее от неплавленного порошкового материала. Неплавленные порошковые материалы перерабатываемы, и 3D напечатанная модель может быть подвергнута постобработке процессам.

Преимущества SLS Печати

SLS 3D печать — популярная технология в нескольких отраслях на основе ее преимуществ. Ниже несколько преимуществ процесса.

Не нужно в поддерживающих структурах

SLS не требует специализированных поддерживающих структур, в отличие от других аддитивных производственных процессов, например, стереолитографии (SLA) и моделирования слоевоним наплавлением (FDM). Это из-за неплавленного порошка, который присутствует во время печати.

Способность делать сложные дизайны

Благодаря поддерживающей структуре, SLS 3D печать подходит для изготовления высоко сложных дизайнов. С технологией, дизайнеры могут исследовать и выпускать разные возможности для дизайна, невозможные с традиционным процессом. Другая уникальная SLS преимущество дизайном — дизайнер может консолидировать сложные сборки, требующие множественные детали, в одну.

Высокая производительность

SLS 3D печать — одна из самых быстрых аддитивных производственных технологий без потери в функциональности готовой детали. По сравнению с методами слоевой депониции такими как FDM, процесс также очень точен.

Производительность высокая из-за максимизации объема сборки 3D принтера, который позволяет ему работать с множественными деталями. Это также сократит постобработку время.

Конкурентоспособная стоимость на деталь

Стоимость на деталь использования процесса возможна только после учета владения оборудованием, материала и трудозатрат. SLS 3D печать имеют меньшую стоимость на деталь из-за следующего:

• Оно может производить больше деталей на протяжении всей своей жизни.
• Оно минимизирует отходы лазерной синтеризации порошковых материалов, так как неплавленные материалы перерабатываемы.
• Есть автоматизация в его воркфлоу, которая снижает человеческие ошибки и улучшает производительность.

Легкая модификация дизайна

SLS печать позволяет легкую модификацию дизайна. Следовательно, дизайнеры могут делать прототипы и конечные детали используя тот же станок и материалы. Эта легкость модификации обеспечивает меньшие затраты и потребление времени, в отличие от традиционных процессов.

Недостатки SLS Печати

Даже если SLS аддитивное производство популярно среди нескольких отраслей, оно также имеет недостатки. Ниже несколько, которые вы должны принять к сведению:

Ограничение в Сырьевом Материале

Существует ограничение на типы материалов, подходящих для SLS AM. Технология подходит для пластиковых полимеров, керамики и стекла, с нейлоном наиболее распространенным. Поэтому для тех, кто ценит преимущества SLS, ограничение сырьевого материала может быть ограничивающим.

Факторы Здоровья

Сырьевой материал, используемый в SLS печати — порошковая форма и может быть вдыхаем, если забота не принята. Это может привести к нескольким состояниям здоровья таких как астма и рак. Также производители должны тратить много, чтобы обеспечить, что операторы надевают перчатки, воздушный фильтрующий маску и другое правильное тело покрытие.

Стоимость SLS Принтеров

В общем, SLS принтеры имеют высокую стоимость. Хотя настольный SLS принтер менее затратен, чем традиционные, цена высока по сравнению с другими технологиями такими как SLA и FDM.

Сложная Постобработка

SLS 3D напечатанные детали имеют грубую текстуру и применимы для механических и тестовых целей. Их сложный дизайн и текстура делают выбор правильного постобработки метода сложным. Например, окрашивание предпочтительнее покраски из-за его легкости операции. Однако окрашивание также может увеличить размер детали, делая его неподходящим для финишных продуктов, где размер должен быть целым.

Материалы Селективной Лазерной Синтеризации

SLS материалы всегда в порошковой форме, и они включают пластиковые полимеры, керамику и стекло. Из многих материалов, полиамиды/нейлоны — самые распространенные из-за их идеального синтеризирующего поведения и механических свойств (например, долговечность, экологическая стабильность и ударная стойкость). Многие варианты используются в SLS печати, каждый подходящий для разных отраслей. Ниже варианты, которые вы можете применить к вашему проекту.

Нейлон 11

Нейлон 11 сделан из касторового масла. У него высокая гибкость, прочность, ударная стойкость, химическая стойкость, низкое всасывание и износ. Следовательно, он идеален для изготовления деталей, требующих живой петли, например, приспособлений и приспособлений, застежек, защелок и петель.

Нейлон 12

Нейлон 12 — более распространенный SLS 3D печать материал, известный за свою универсальность, высокую ударную и температурную стойкость, долговечность и стабильность под различными экологическими условиями. Он также имеет отличные детали и размерную точность, делая его правильным материалом в высокопроизводительном прототипировании. Он также жесткий и крепкий, но слегка более грубый, чем другие нейлоны и применим в изготовлении постоянных приспособлений, приспособлений и оснастки.

Нейлон 12 GF

Нейлон 12 GF — стеклонаполненный композитный SLS 3D печать материал. У него отличная механическая жесткость, превосходная размерная стабильность, термическая стабильность и хорошая чистота поверхности, делая его подходящим для нескольких промышленных сред.

Алюминий-наполненный Нейлон

Алюминий Наполненный Нейлон подходит для деталей с высоким металлическим блеском. Из-за алюминиевой части, он жесткий и имеет высокую термическую проводимость. Однако он не электрически проводит. Материал подходит для быстрой оснастки и приспособлений.

Углерод-волокон наполненный Нейлон (PA-FR)

Углерод-Волокон Наполненный нейлон — материал, известный за свою жесткость и низкий вес. Он подходит для изготовления продуктов, применимых в высоких возвышенных температурах или высокопроизводительных ситуациях. Эти включают изготовление спортивного оборудования, быстрой оснастки, дронов и гонок.

Постобработка Опции SLS Печати

После печати, вы можете напрямую использовать SLS 3D напечатанные детали. Однако вы также можете подвергнуть напечатанные детали другим постобработка опциям для лучшей эстетики или функциональности. Общие постобработка опции включают:

Абразивная обработка микросферой

Абразивная обработка микросферой — общий постобработка метод, включающий разгон абразивных материалов против поверхности. Материалы вовлечены — стекло или пластик «микросферы», подходящие для достижения гладкой поверхности или дебурринга поверхности материала. Есть легкое изменение в размере детали при подвержении abraзивной обработке. Следовательно, это не подходит для деталей, где детали важны.

Полировка

Полировка — другой постобработка метод для достижения 3D напечатанной детали с гладкой и блестящей поверхностью. Она включает очистку поверхности и применение химического лечения. Полировка более важна в эстетике. Например, автомобильная промышленность использует ее для достижения значительного зеркального отражения.

Гальваническое напыление

Гальваническое напыление — процесс, включающий покрытие синтеризированной детали другим металлом через электрохимическую установку. Здесь синтеризированная деталь — катод, а покрывающий металл — анод. Оба погружены в раствор и при прохождении прямого тока металл покрывает синтеризированную деталь. 3D напечатанные детали, подвергнутые гальваническому напылению, становятся электрически проводящими с улучшенной прочностью и функциональностью. В зависимости от материала, используемого для покрытия, оно также может стать эстетически привлекательным.

Окрашивание

Окрашивание включает нанесение красителей или пигментов на 3D напечатанную деталь для достижения эстетики. Напечатанная деталь очищается и погружается в емкость с красителем. В зависимости от типов красителей, вам может понадобиться адгезив. Окрашивание приводит к полному покрытию внутренней и внешней поверхности и проникает в деталь до глубины. Когда используется, оно может увеличить размер детали, делая его неподходящим для продуктов, требующих сохранения размера детали в чеке.

Покраска

Покраска включает нанесение нескольких веществ таких как пигмент, краска или цвет на 3D напечатанную деталь. SLS 3D напечатанные детали могут быть покрашены с износостойкостью, твердостью поверхности, водонепроницаемостью и ограничением следов и мазков. Покраска также увеличивает размер детали. Поэтому она может быть неподходящей для продуктов, требующих сохранения размера детали в чеке важным.

Типы SLS Принтеров

Все SLS принтеры работают на основе ранее подчеркнутых процедур. Однако есть различия на основе их типа лазера, объема сборки и 3D дизайна. Есть много типов SLS принтеров на рынке. Однако они в основном разделены на две категории, а именно:

· Традиционные Селективные Лазерные Синтеризации 3D Принтеры

Традиционные SLS 3D принтеры — правильные принтеры для сервисных бюро и крупных предприятий из-за их высокой цены и высокого объема сборки. Они используют одиночные или множественные высокомощные лазеры для синтеризации и требуют инертную среду для предотвращения окисления и деградации порошкового материала.

Традиционные SLS 3D принтеры занимают большое количество пространства, с самым маленьким занимающим около 10 м² пространства. Они также имеют высокую стоимость, с начальной ценой около $100,000. Следовательно, они не доступны многим бизнесам.

· Настольные Промышленные Селективные Лазерные Синтеризации Принтеры

Настольные промышленные SLS принтеры не такие как традиционные, так как есть компромисс в их способности. Компромиссы могут быть более низкое качество детали и сложные, ручные воркфлоу, которые повлияют на их использование в промышленных и производственных настройках. У них малый размер по сравнению с традиционными принтерами, но с меньшим объемом сборки. Тем не менее, они производят высококачественные детали.

Промышленные Приложения SLS Печати

SLS 3D печать — общий процесс, используемый в разработке продукта во многих отраслях. Ниже несколько отраслей, использующих технологию и примеры ее промышленных приложений.

· Аэрокосмическая Промышленность

Некоторые детали, используемые в аэрокосмической промышленности, обычно производятся SLS 3D печать технологией. Авиалинии такие как Emirates используют технологию для изготовления внутренних деталей самолета и кабины компонентов таких как видео-мониторинговые капы и вентиляционные решетки.

· Автомобильная Промышленность

SLS печать технология позволяет инновации в автомобильной промышленности. Например, автодизайнеры могут улучшать автодизайны на лучшей скорости, чем другие традиционные технологии в мотоспорт. Это видно в том, как Alfa Romeo используют SLS 3D печать в аэродинамическом развитии их машин.

· Потребительская Промышленность

Потребительская промышленность также использует SLS печать в изготовлении нескольких продуктов. Например, люкс потребительская компания Chanel использует SLS технологию в изготовлении маскара щеточек. С технологией, Chanel смогла оптимизировать дизайн маскара щеточки.

Другие приложения включают использование в обувных продуктах, где компании такие как Adidas используют технологию для производства кастомизированных стельек и сандалий.

· Здравоохранение

SLS 3D печать производит детали, известные за усиленную жесткость, общее свойство, нужное в здравоохранении. Здесь оно подходит для изготовления готовых к использованию, пациент-специфических медицинских устройств in-house. Эти включают протезы и ортезы (конечности замены + брайсы) и хирургические модели и инструменты.

RapidDirect – SLS Печать Сервис

Селективная лазерная синтеризация популярна среди многих отраслей на основе точности, точности, производительности среди других преимуществ. Освоение технологии может прийти только с исследовательским уму. Поэтому статья ввела концепцию самым простым способом. Метод прост; однако аутсорсинг к правильному сервису — правильный подход для опыт лучшего селективной лазерной синтеризации процесса.

RapidDirect SLS печать сервис — один из лучших SLS сервисов, которые вы можете найти. С нашей командой хорошо-опытных инженеров в технологии, вы стоите лучший шанс иметь безупречный и качество-гарантированный проект.

Мы — ISO 9001:2015 сертифицированная компания с ресурсами для производства высококачественных деталей используя SLS. Аутсорсинг к нам, вы получаете наслаждение быстрым сроком выполнения, котировкой и DfM анализом как можно быстрее, как вы загружаете ваш дизайн файл.

FAQs

Могу ли я использовать SLS печать для низкого производства?

Да, вы можете использовать SLS 3D печать для низко-производственных запусков. В настоящее время это альтернатива литью под давлением для низко-производственных запусков. Здесь технология подходит для производства деталей с сложными формами и геометриями.

Могу ли я использовать SLS печать для быстрого прототипирования?

Да, вы можете использовать SLS 3D печать для быстрого прототипирования функциональных полимеров. Это лучше других техник таких как FDM и SLA из-за его высокой степени дизайн-свободы и точности. Следовательно, детали, сделанные с технологией, имеют хорошие и последовательные механические свойства.

Какая разница между SLS vs. SLM?

SLS печать и SLM печать — две популярные 3D печать технологии с уникальными свойствами и функциями. SLS включает использование лазера для плавления порошкового материала путем поднятия материалов к температуре ниже их точки плавления. Оно совместимо с пластиковыми полимерами такими как нейлон, стекло и керамика. С другой стороны, SLM плавит порошковые материалы путем поднятия их к их точке плавления. Оно подходит для металлических материалов.

Каков главный недостаток наличия SLS 3D принтера?

Главный недостаток, с которым сталкиваются производители при использовании процесса, — ограничение сырьевых материалов. В настоящее время метод подходит только для пластиковых полимеров таких как PA-11, PA-12, PEEK. Следовательно, процесс и его преимущества не подходят для других материалов таких как металлы, которые более распространены в производстве.