Технология 3D-печати SLM
SLM (Selective Laser Melting) — инновационная технология производства сложных изделий посредством лазерного плавления металлического порошка по математическим CAD‑моделям
Общие сведения
Технология SLM — это метод аддитивного производства, когда изделие послойно выращивается из металлического порошка, наплавляемого одним или несколькими лазерами.
Установки SLM помогают решать сложные производственные задачи в авиакосмической, энергетической, машиностроительной, приборостроительной и других отраслях. Установки также применяются для исследовательской работы в вузах, НИИ, конструкторских бюро.
SLM-изделия зачастую не уступают по физико-механические свойствам аналогам, изготовленным при помощи литья или механической обработки.
Общие сведения
Технология SLM — это метод аддитивного производства, когда изделие послойно выращивается из металлического порошка, наплавляемого одним или несколькими лазерами.
Установки SLM помогают решать сложные производственные задачи в авиакосмической, энергетической, машиностроительной, приборостроительной и других отраслях. Установки также применяются для исследовательской работы в вузах, НИИ, конструкторских бюро.
SLM-изделия зачастую не уступают по физико-механические свойствам аналогам, изготовленным при помощи литья или механической обработки.
Принцип работы
Процесс печати начинается с разделения цифровой 3D-модели изделия на слои. Далее файл поступает в ПО, где происходит анализ информации и ее соизмерение с техническими возможностями машины. Затем запускается печать.
Цикл построения слоя состоит из типовых операций:
- нанесение слоя порошка заданной толщины (20-100 мкм) на плиту построения, закрепленную на подогреваемой платформе;
- сканирование лучом лазера сечения слоя;
- опускание платформы вглубь колодца построения на глубину, соответствующую толщине слоя.
Принцип работы
Процесс печати начинается с разделения цифровой 3D-модели изделия на слои. Далее файл поступает в ПО, где происходит анализ информации и ее соизмерение с техническими возможностями машины. Затем запускается печать.
Цикл построения слоя состоит из типовых операций:
- нанесение слоя порошка заданной толщины (20-100 мкм) на плиту построения, закрепленную на подогреваемой платформе;
- сканирование лучом лазера сечения слоя;
- опускание платформы вглубь колодца построения на глубину, соответствующую толщине слоя.
Процесс построения изделий происходит в камере SLM-машины, заполненной инертным газом — аргоном или азотом. Большая часть объема газа расходуется в начале работы, пои продувке камеры, когда из нее удаляется воздух. Почти полное отсутствие кислорода позволяет избегать окисления материала, что делает возможной печать, например, титаном.
Готовое изделие вместе с плитой извлекается из камеры SLM-машины и отделяется от плиты механическим способом. Удаляются поддержки, производится финишная обработка.
Какое дополнительное оборудование требуется SLM-принтерам? >>
Процесс построения изделий происходит в камере SLM-машины, заполненной инертным газом — аргоном или азотом. Большая часть объема газа расходуется в начале работы, пои продувке камеры, когда из нее удаляется воздух. Почти полное отсутствие кислорода позволяет избегать окисления материала, что делает возможной печать, например, титаном.
Готовое изделие вместе с плитой извлекается из камеры SLM-машины и отделяется от плиты механическим способом. Удаляются поддержки, производится финишная обработка.
Какое дополнительное оборудование требуется SLM-принтерам? >>
Преимущества технологии
Решение сложных технологических задач
Производство изделий со сложной геометрией, с внутренними полостями и каналами конформного охлаждения.
Экономия материала
97-99% незадействованного при построении порошка пригодно к повторному использованию после его просеивания. 3-9% материала, использованного для печати поддержек, утилизируется вместе с некондиционным несплавленным порошком.
Преимущества технологии
Решение сложных технологических задач
Производство изделий со сложной геометрией, с внутренними полостями и каналами конформного охлаждения.
Экономия материала
97-99% незадействованного при построении порошка пригодно к повторному использованию после его просеивания. 3-9% материала, использованного для печати поддержек, утилизируется вместе с некондиционным несплавленным порошком.
Не нужна оснастка
Затраты на производство сложных изделий снижаются, а производственный цикл сокращается, т.к. нет необходимости в изготовлении дорогостоящей оснастки.
Уменьшение массы изделий
SLM-принтеры способны производить легкие конструкции такой уникальной формы, что с помощью литья или ЧПУ этого достичь не получится. Необычная геометрия получается в результате ее оптимизации компьютерными алгоритмами специально для максимального снижения массы будущего изделия без потери прочности.
Корпус авиационного насоса облегчили на 38% за счет SLM-печати >>
Не нужна оснастка
Затраты на производство сложных изделий снижаются, а производственный цикл сокращается, т.к. нет необходимости в изготовлении дорогостоящей оснастки.
Уменьшение массы изделий
SLM-принтеры способны производить легкие конструкции такой уникальной формы, что с помощью литья или ЧПУ этого достичь не получится. Необычная геометрия получается в результате ее оптимизации компьютерными алгоритмами специально для максимального снижения массы будущего изделия без потери прочности.
Корпус авиационного насоса облегчили на 38% за счет SLM-печати >>
Технология microSLM
Существуют различные субтехнологии SLM. Так, например, microSLM используют для печати сложных микроструктур и миниатюрных объектов. Отрасли применения: аэрокосмическая и автомобильная промышленность, робототехника, биомедицина и многие другие.
Основные преимущества этой технологии: сверхвысокая точность, исключительное качество поверхности, минимум поддержек и постобработки, печать сложных геометрий, в т.ч. внутренних каналов и решеток.
В microSLM используют лазер с минимальным диаметром пятна, а также мелкофракционные порошки, что обеспечивает слои толщиной менее 10 мкм и повышенную детализацию.
Технология microSLM
Существуют различные субтехнологии SLM. Так, например, microSLM используют для печати сложных микроструктур и миниатюрных объектов. Отрасли применения: аэрокосмическая и автомобильная промышленность, робототехника, биомедицина и многие другие.
Основные преимущества этой технологии: сверхвысокая точность, исключительное качество поверхности, минимум поддержек и постобработки, печать сложных геометрий, в т.ч. внутренних каналов и решеток.
В microSLM используют лазер с минимальным диаметром пятна, а также мелкофракционные порошки, что обеспечивает слои толщиной менее 10 мкм и повышенную детализацию.
Образец, напечатанный по технологии microSLM из стали
Образец, напечатанный по технологии microSLM из стали
Материалы
Cталь
Нержавеющая, инструментальная; высокая прочность и стойкость к коррозии
Титан
Высокопрочный, легкий, коррозионностойкий, биосовместимый материал
Алюминий
Легкие, пластичные, мягкие сплавы
Никель
Сплав с высокой механической прочностью при высоких температурах
Кобальт-хром
Высокопрочный биосовместимый порошок с коррозийной стойкостью
Медь
Тонкостенные конструкции с повышенной плотностью
Образцы изделий, созданных по технологии SLM, вы можете увидеть в демозале компании Globatek
3D‑печать медью
Превосходная теплопроводность, электропроводность, устойчивость к коррозии и прочность делают медь и сплавы на ее основе отличным выбором для электроники (системы охлаждения, катушки сложной геометрии), автомобилестроения (части электродвигателей), производства (пресс-формы с конформным олаждением), аэрокосмической промышленности (сопла, теплообменники и пр.).
Все про SLM-печать медью: особенности, риски, оборудование >>
3D‑печать медью
Превосходная теплопроводность, электропроводность, устойчивость к коррозии и прочность делают медь и сплавы на ее основе отличным выбором для электроники (системы охлаждения, катушки сложной геометрии), автомобилестроения (части электродвигателей), производства (пресс-формы с конформным олаждением), аэрокосмической промышленности (сопла, теплообменники и пр.).
Все про SLM-печать медью: особенности, риски, оборудование >>
Услуги печати медью
Вы можете напечатать ваш проект в аддитивном центре компании Глобатэк. Мы располагаем 3D-принтерами, оснащенными зелеными лазерами короткой волны (532 нм) — специально для печати медью и сплавами на ее основе.
Услуги печати медью
Вы можете напечатать ваш проект в аддитивном центре компании Глобатэк. Мы располагаем 3D-принтерами, оснащенными зелеными лазерами короткой волны (532 нм) — специально для печати медью и сплавами на ее основе.
Примеры изделий, созданных по технологии SLM
Прототип музыкального динамика
Кронштейн с бионическим дизайном
Турбина ТРД
Деталь из стали 316L
Прототип музыкального динамика
Кронштейн с бионическим дизайном
Турбина ТРД
Деталь из стали 316L
3D-машины, использующие технологию SLM
Популярные вопросы о SLM-печати
Это технология 3D-печати, при которой мощный лазер послойно полностью расплавляет металлический порошок, создавая деталь с механическими свойствами, близкими к литому металлу.
Самые популярные: титановые сплавы, нержавеющая сталь, алюминиевые сплавы, кобальт-хром, никелевые суперсплавы (например, Inconel), медь. Печатают и драгоценными металлами — золотом, серебром, платиной.
Выбор довольно большой и зависит от требуемых механических свойств (прочность, жаростойкость), коррозионной стойкости и конечного применения детали.
На данный момент есть выбор среди российских и китайских производителей. Например:
- компактный 3DLAM Mini: объем построения 90х100 мм.
- 3DLAM Mid: универсальная система для широкого спектра задач. Работает с медью.
- Onsint AM150: экономичная машина для мелкосерийного производства.
Обе технологии работают с порошками, только SLS — с полимерными. Кроме того, при SLS материал плавится лишь частично, что делает детали пористыми. SLM полностью расплавляет металлический порошок, создавая плотную деталь с механическими свойствами, близкими к литому или кованому металлу.
Да, технология microSLM разработана специально для сверхточной печати миниатюрных объектов. Отрасли применения: аэрокосмическая и автомобильная промышленность, робототехника, биомедицина.
Стоимость SLM-печати значительно выше, чем у полимерных технологий (например, SLA или SLS). Это обусловлено стоимостью оборудования и материалов и сложностью производства. Конечная цена зависит от габаритов и сложности детали, типа материала, требованиям к постобработке.