Технология micro-SLM: лучший способ печатать микроструктуры из металла
В этой статье мы рассказываем об основных особенностях 3D-печати микроструктур из металлических порошков. Суть технологии в сплавлении материала лазером, как и в классической SLM. Основное отличие - минимальный размер изделий в сочетании с более высокой детализацией. Детали, производимые по технологии microSLM, находят применение в производстве микроэлектроники, автомобилей, медицине, робототехнике и многих других отраслях.
В этой статье мы рассказываем об основных особенностях 3D-печати микроструктур из металлических порошков. Суть технологии в сплавлении материала лазером, как и в классической SLM. Основное отличие - минимальный размер изделий в сочетании с более высокой детализацией. Детали, производимые по технологии microSLM, находят применение в производстве микроэлектроники, автомобилей, медицине, робототехнике и многих других отраслях.
Что это такое?
Традиционная SLM (Selective Laser Melting) печать представляет собой построение модели путем сплавления лазером металлического порошка (меди, стали, алюминия и др.) в защитной атмосфере инертного газа.
Существует несколько разновидностей SLM. Одну из них — microSLM — используют для точной печати сложных микроструктур и миниатюрных объектов с высокой функциональностью, которые применяются в различных промышленных отраслях, в том числе аэрокосмической, автомобильной, биомедицинской, химической.
В microSLM используют лазер с минимальным диаметром пятна, а также порошки с меньшим размером частиц, что обеспечивает слои толщиной менее 10 мкм и повышенную детализацию. Технология удовлетворяет потребность в более высоком разрешении по сравнению со стандартной SLM.
Что это такое?
Традиционная SLM (Selective Laser Melting) печать представляет собой построение модели путем сплавления лазером металлического порошка (меди, стали, алюминия и др.) в защитной атмосфере инертного газа.
Существует несколько разновидностей SLM. Одну из них — microSLM — используют для точной печати сложных микроструктур и миниатюрных объектов с высокой функциональностью, которые применяются в различных промышленных отраслях, в том числе аэрокосмической, автомобильной, биомедицинской, химической.
В microSLM используют лазер с минимальным диаметром пятна, а также порошки с меньшим размером частиц, что обеспечивает слои толщиной менее 10 мкм и повышенную детализацию. Технология удовлетворяет потребность в более высоком разрешении по сравнению со стандартной SLM.
Преимущества технологии микропечати металлом
-
Сверхвысокая точность. Лазерное пятно диаметром 25 микрон сплавляет слой порошка толщиной всего 10 микрон для получения мельчайших деталей и прецизионных структур микроуровня.
-
Исключительное качество поверхности. 3D-печать на микроуровне обеспечивает сверхгладкую поверхность деталей, что сокращает количество операций и упрощает постобработку.
-
Свобода от поддержек. 3D-печать металлом позволяет печатать большинство моделей без опор под углами более 10 градусов.
Преимущества технологии микропечати металлом
-
Сверхвысокая точность. Лазерное пятно диаметром 25 микрон сплавляет слой порошка толщиной всего 10 микрон для получения мельчайших деталей и прецизионных структур микроуровня.
-
Исключительное качество поверхности. 3D-печать на микроуровне обеспечивает сверхгладкую поверхность деталей, что сокращает количество операций и упрощает постобработку.
-
Свобода от поддержек. 3D-печать металлом позволяет печатать большинство моделей без опор под углами более 10 градусов.
-
Печать сложных геометрий. Возможность изготовления сложных внутренних каналов, пористых структур, решеток, что недостижимо другими способами производства.
-
Высокие эксплуатационные характеристики. Детали, полученные методом микропечати, обладают отличными механическими свойствами благодаря плотной и мелкозернистой микроструктуре, формируемой в процессе сплавления.
-
Печать сложных геометрий. Возможность изготовления сложных внутренних каналов, пористых структур, решеток, что недостижимо другими способами производства.
-
Высокие эксплуатационные характеристики. Детали, полученные методом микропечати, обладают отличными механическими свойствами благодаря плотной и мелкозернистой микроструктуре, формируемой в процессе сплавления.
Ограничения технологии
-
MicroSLM очень чувствительна к чистоте порошка и точности оборудования.
-
Печать микроструктур часто занимает больше времени, чем печать моделей стандартного размера.
-
Процесс печати требует строгого контроля, т.к. даже небольшие изменения мощности, скорости или толщины слоя влияют на прочность изделия и качество его поверхности.
Ограничения технологии
-
MicroSLM очень чувствительна к чистоте порошка и точности оборудования.
-
Печать микроструктур часто занимает больше времени, чем печать моделей стандартного размера.
-
Процесс печати требует строгого контроля, т.к. даже небольшие изменения мощности, скорости или толщины слоя влияют на прочность изделия и качество его поверхности.
Где применяется?
Аэрокосмическая промышленность Производство компонентов авиационных и ракетных двигателей (например, форсунок, элементов теплообменников) со сложной внутренней системой охлаждающих каналов.
Биомедицина Изготовление персонализированных биосовместимых имплантатов, минимально инвазивных хирургических инструментов и высокоточных компонентов для роботизированной хирургии.
Микроэлектроника и оптоэлектроника Производство высокочастотных волноводов, теплоотводов, прецизионных корпусов для лазеров и датчиков.
Где применяется?
Аэрокосмическая промышленность Производство компонентов авиационных и ракетных двигателей (например, форсунок, элементов теплообменников) со сложной внутренней системой охлаждающих каналов.
Биомедицина Изготовление персонализированных биосовместимых имплантатов, минимально инвазивных хирургических инструментов и высокоточных компонентов для роботизированной хирургии.
Микроэлектроника и оптоэлектроника Производство высокочастотных волноводов, теплоотводов, прецизионных корпусов для лазеров и датчиков.
Прецизионное литье Изготовление литьевых форм для микроэлектронных разъемов и медицинских изделий со сложными конформными каналами охлаждения.
Аналитическое приборостроение Создание устройств для анализа жидкостей и газов с порами и внутренними каналами.
Производство из драгоценных металлов Быстрое прототипирование и мелкосерийный выпуск изделий из золота, платины, титана с минимальными отходами материала.
Робототехника Производство миниатюрных функциональных компонентов: шестерен, шарниров, пружин и корпусов для микророботов и прецизионных механизмов.
Прецизионное литье Изготовление литьевых форм для микроэлектронных разъемов и медицинских изделий со сложными конформными каналами охлаждения.
Аналитическое приборостроение Создание устройств для анализа жидкостей и газов с порами и внутренними каналами.
Производство из драгоценных металлов Быстрое прототипирование и мелкосерийный выпуск изделий из золота, платины, титана с минимальными отходами материала.
Робототехника Производство миниатюрных функциональных компонентов: шестерен, шарниров, пружин и корпусов для микророботов и прецизионных механизмов.
Оборудование
iSLM80: компактный 3D-принтер для печати металлом изделий со сверхгладкой поверхностью. Предназначен для задач, требующих высокой точности и детальной геометрии. Разработан ведущим китайским производителем промышленных систем 3D‑печати ZRapid Tech.
Технические характеристики:
- Мощность лазеров: 100/200 Вт
- Диаметр пятна лазера: ≤25 мкм (для 200 Вт)
- Зернистость порошка: 10~25 мкм
- Толщина слоя: 10 – 20 мкм
Оборудование
iSLM80: компактный 3D-принтер для печати металлом изделий со сверхгладкой поверхностью. Предназначен для задач, требующих высокой точности и детальной геометрии. Разработан ведущим китайским производителем промышленных систем 3D‑печати ZRapid Tech.
Технические характеристики:
- Мощность лазеров: 100/200 Вт
- Диаметр пятна лазера: ≤25 мкм (для 200 Вт)
- Зернистость порошка: 10~25 мкм
- Толщина слоя: 10 – 20 мкм
Сравнение MicroSLM и SLM печати от ZRapid Tech
В качестве образца был напечатан фланец. Материал: нержавеющая сталь.
Сравнение MicroSLM и SLM печати от ZRapid Tech
В качестве образца был напечатан фланец. Материал: нержавеющая сталь.
Напечатанные образцы
Напечатанные образцы
Сравнение шероховатости поверхности.
Сравнение шероховатости поверхности.
SLM
microSLM
SLM
microSLM