Що таке селективне лазерне плавлення металу

У цій статті йтиметься про одну з найбільш поширених промислових технологій 3D-друку: методику SLM. Її повна назва – Selective Laser Melting, або селективне лазерне плавлення. Часто також можна зустріти назву «Селективне лазерне плавлення металу», оскільки саме металеві порошки є основним витратним матеріалом для цього різновиду друку на 3D-принтері.


3D-друк селективне лазерне плавлення металу


Багато хто плутає селективне лазерне плавлення металу з іншими схожими технологіями – селективним лазерним спіканням (SLS) та прямим лазерним спіканням металів (DMLS). Незважаючи на деяку схожість у процесі відтворення виробів, це все ж таки різні методики 3D-друку. Технологія SLM відрізняється від них деякими ключовими особливостями, які ми опишемо нижче.


Процес 3D-друку

Отже, для початку вам знадобиться 3D-модель необхідного виробу, створена за всіма правилами 3D-моделювання для 3D-друку. Модель завантажується у спеціальну програму-слайсер (зазвичай необхідне ПЗ постачається разом із 3D-принтером), де відбувається її підготовка до друку. Мається на увазі виставлення необхідних параметрів і налаштувань друку та розділення майбутнього виробу на шари для роботи з 3D-принтером. Після цього можна приступати до друку.


Селективное лазерное плавление металлов технология


Селективне лазерне спікання металу на перших кроках нагадує методики SLS та DMLS: у робочу камеру подається тонкий шар порошку в кількості, необхідній для першого шару. Однак наноситься матеріал на рухому робочу платформу, яка переміщується по осі Z. Порошок так само розрівнюється спеціальним валиком, надлишки видаляються. Найцікавіше, що камера 3D-принтера під час роботи заповнюється інертним газом – найчастіше аргоном або азотом з низьким вмістом кисню.


Селективное лазерное плавление металлов методика


Щойно все готово, принтер приступає до 3D-друку: за допомогою потужного лазера сплавляє разом металевий порошок по контуру першого шару. У напрямках X та Y пристрій лазер орієнтується за рахунок спеціальних скануючих дзеркал. Після завершення процедури платформа опускається і процес повторюється. Ці кроки виконуються аж до повного відтворення об'єкта. Готова модель витягується з 3D-принтера разом із платформою, механічно відділяється від неї та очищається від підтримок.


Селективное лазерное плавление металлов процесс


Особливості технології

Як ви могли помітити, селективне лазерне плавлення металу наявністю рухомої платформи нагадує технології SLA та FDM. Як і в цих методиках, під нависаючими елементами виробу вибудовуються підтримуючі структури, які мають бути видалені по завершенню 3D-друку. Також важливою особливістю технології є 3D-друк у камері з інертним газом, завдяки чому виключається окислення металевого порошку, що дозволяє використовувати як витратний матеріал, наприклад, титан.


Селективное лазерное плавление металлов SLM


Переваги

  • Практично повна монолітність виробів. Селективне лазерне плавлення металу не частково (як у SLS та DMLS), а повністю сплавляє порошок між собою, що впливає на міцність виробу в кращий бік.
  • Можливість виготовлення виробів зі складною геометрією. Як і в інших промислових технологіях 3D-друку, форма виробу не має значення. За рахунок цього, а також попереднього фактора, селективне лазерне плавлення металу здатне скласти серйозну конкуренцію литтю під тиском.
  • Зменшення маси виробів. Цей пункт частково перетинається з попереднім: за рахунок додавання внутрішніх порожнин у вихідну 3D-модель готовий виріб буде легшим, що надзвичайно важливо, наприклад, в аерокосмічній сфері.
  • Економія матеріалу. Цей метод не можна назвати повністю безвідходним, але близько 97-99% матеріалу, який не був задіяний у безпосередньому побудові виробу, готовий до повторного використання.


Використовувані матеріали

Селективне лазерне спікання металу відрізняється тим, що в ньому може використовуватися не тільки зі сплавами, але й з чистими металевими порошками. Спектр доступних для цього методу 3D-друку матеріалів набагато ширший, ніж для методик SLS та DMLS. Так, у числі порошків для друку на SLM 3D-принтерах:

  • кобальт-хром
  • нержавіюча сталь
  • інструментальна сталь
  • титанові сплави
  • титан
  • алюміній
  • золото
  • платина
  • вольфрам
  • мідь


Селективне лазерне плавлення металу: застосування

З переваг методики сфери її застосування можна визначити так: будь-яка задача та галузь промисловості, де важливі швидкість відтворення міцних, практично монолітних об'єктів зі складною геометрією. Додайте сюди можливість виготовлення деталей з порожнинами у стінках, і отримаєте аерокосмічну та автомобільну сфери виробництва. Крім того, селективне лазерне плавлення металу широко застосовується в медицині, наприклад, для виготовлення легких та міцних анатомічних імплантатів.


Селективное лазерное плавление металлов в Украине


Однак це не межа розвитку технології. За рахунок високої швидкості розвитку методики та адитивного виробництва в цілому селективне лазерне спікання металу стрімко вдосконалюється, відкривається доступ до роботи з новими видами матеріалів. А це тягне за собою розширення галузі застосування технології SLM.


Селективное лазерное плавление металлов заказать в Киеве


Наостанок хочемо нагадати, що наша компанія надає послуги 3D-друку та продає різні види 3D-принтерів, витратні матеріали, а також інше обладнання, запчастини та комплектуючі, що мають відношення до сфери адитивного виробництва. Контактні дані для зв'язку з нашими представництвами в різних містах вказані в розділі «Контакти».