Обычно первым материалом, который приходит в голову при упоминании 3D-печати, является пластик. Однако SLM-технология работает исключительно с металлами. Вместо жидких фоточувствительных смол, в Selective Laser Melting используется металлический порошок, который послойно сплавляется лазером для получения детали. Основное преимущество технологии SLM это возможность производить изделия со внутренней геометрией. При этом по механическим свойствам и плотности они не уступают деталям, полученным литьем, фрезерованием или штамповкой.
Процесс селективного лазерного плавления состоит из нескольких этапов.
Ключевым фактором является мощность лазера — обычно от 200 до 1000 Вт. Она определяет, насколько глубоко и равномерно будет проплавлен металлический порошок. Также важна скорость сканирования, которая влияет на время остывания металла и формирование внутренней структуры детали.
На качество печати влияют и другие параметры процесса:
После завершения процесса печати деталь извлекается из камеры. Лишний порошок удаляется, просеивается и может быть использован повторно в следующих циклах печати. Готовая деталь проходит термообработку для снятия внутренних напряжений и достижения требуемых механических свойств.
В процессе печати используются различные формы металлических порошков с размером частиц от 20 до 60 микрон. Все они должны иметь сферическую форму и однородный размер частиц для равномерного нанесения слоя и стабильного плавления. В SLM-технологии применяются как чистые металлы, так и сплавы.
Материал |
Свойства |
Применение |
---|---|---|
Нержавеющая сталь (316L, 17-4PH) |
Прочность, коррозионная стойкость |
Машиностроение, медицинские инструменты, химическая промышленность |
Титановые сплавы (Ti6Al4V) |
Легкость, биосовместимость, прочность |
Медицинские имплантаты, аэрокосмические компоненты |
Алюминиевые сплавы (AlSi10Mg) |
Легкость, теплопроводность |
Теплообменники, легкие конструкции, автомобильные компоненты |
Инконель (718, 625) |
Жаропрочность, стойкость к агрессивным средам |
Турбинные лопатки, детали реактивных двигателей |
Кобальт-хром |
Износостойкость, биосовместимость |
Стоматологические и ортопедические протезы |
Технология селективного лазерного плавления предлагает ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционными методами производства.
Важно отметить, что существует родственная SLM технология прямого лазерного спекания металлов (DMLS). Главное отличие состоит в том, что при SLM порошок расплавляется полностью, а при DMLS — спекается при температуре ниже точки плавления. Преимуществом DMLS является работа с большим количеством материалов, включая металлокерамику. Однако SLM-детали прочнее и менее пористые.
Одним из первых пользователей печати SLM-методом стала аэрокосмическая отрасль. Здесь технология применяется для создания элементов газовых турбин, теплообменников, корпусных деталей и топливных систем. Благодаря возможности создания сложных внутренних структур удается значительно снизить вес компонентов при сохранении или улучшении характеристик. Например, топливные форсунки, напечатанные на SLM-принтере, имеют оптимизированную геометрию каналов, что повышает эффективность сгорания топлива.
В области медицины SLM-печать произвела настоящую революцию в производстве имплантатов — индивидуальные протезы тазобедренных и коленных суставов, позвоночные импланты, черепные пластины точно по анатомии пациента. Особенно важно, что детали можно делать с пористой структурой, которая способствует врастанию костной ткани. На SLM-принтерах также производят стоматологические коронки, мосты и каркасы протезов из кобальт-хромовых сплавов.
Автомобильная промышленность использует SLM для прототипирования и мелкосерийного производства сложных деталей — элементов двигателя, компонентов трансмиссии, теплообменников и деталей тормозной системы. Среди других областей применения — производство промышленных пресс-форм для литья пластмасс, изготовление украшений из драгоценных металлов, прототипирование и проверка новых конструктивных решений в науке.
При выборе SLM-принтера следует оценивать те характеристики, которые напрямую влияют на качество и эффективность производства:
На рынке представлено множество моделей SLM-принтеров от разных производителей. Вот некоторые из наиболее известных:
При выборе недостаточно ориентироваться только на технические характеристики. Важно учитывать и практические аспекты эксплуатации, а также обслуживания оборудования:
Важно выбрать надежного поставщика, способного обеспечить не только поставку оборудования, но и его полноценное сервисное сопровождение. Это позволит минимизировать простои и обеспечить стабильное качество производства.
Компания i3D, как ведущий системный интегратор промышленных 3D-решений и технологий аддитивного производства, помогает предприятиям в России и странах СНГ эффективно использовать возможности SLM-печати. Мы осуществляем полный цикл внедрения — от подбора оборудования до обучения персонала и технической поддержки.