In 3D bằng laser chọn lọc (SLM)

Công nghệ nấu chảy bằng laser chọn lọc (SLM) là một công nghệ sản xuất bồi đắp (in 3D) cụ thể thuộc danh mục phản ứng tổng hợp giường bột. Nó được sử dụng để tạo ra các bộ phận kim loại phức tạp và phức tạp trực tiếp từ mô hình 3D kỹ thuật số bằng cách nấu chảy và nung chảy có chọn lọc từng lớp bột kim loại mịn bằng cách sử dụng tia laser công suất cao.

1. Chuẩn bị : Quá trình bắt đầu bằng việc tạo mô hình thiết kế 3D có sự hỗ trợ của máy tính (CAD) của đối tượng sẽ được in. Mô hình kỹ thuật số này sau đó được cắt thành các lớp mặt cắt mỏng bằng phần mềm chuyên dụng.

2. Giường bột : Một lớp bột kim loại mỏng được trải đều trên nền xây dựng. Nền tảng này được đặt trong môi trường được kiểm soát, thường là trong buồng chứa đầy khí trơ, chẳng hạn như nitơ hoặc argon, để ngăn chặn quá trình oxy hóa bột kim loại.

3. Làm nóng chảy bằng Laser : Một chùm tia laser công suất cao được chiếu chính xác vào lớp bột, làm nóng chảy và nung chảy có chọn lọc các hạt kim loại theo mô hình của lớp hiện tại như được xác định bởi mô hình CAD cắt lát. Cường độ, tốc độ và vị trí của tia laser được kiểm soát cẩn thận để đạt được độ nóng chảy và nhiệt hạch mong muốn.

4. Xây dựng từng lớp : Sau khi hoàn thành một lớp, nền xây dựng được hạ xuống một độ dày bằng chiều cao của lớp tiếp theo và một lớp bột kim loại mới được trải ra. Quá trình này được lặp lại, mỗi lớp mới sẽ được nấu chảy và hợp nhất với lớp trước đó.

5. Làm mát và hóa rắn : Sau khi hoàn thành tất cả các lớp, bộ phận được phép nguội dần dần để đông cứng kim loại nóng chảy và tạo thành một vật thể 3D có cấu trúc, dày đặc và đầy đủ chức năng.

6. Xử lý sau : Tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của bộ phận, có thể có các bước xử lý sau bổ sung như loại bỏ bột thừa, xử lý nhiệt để giảm bớt ứng suất và hoàn thiện bề mặt để đạt được hình thức và đặc tính cuối cùng như mong muốn

Những vật liệu nào được sử dụng để in SLM?

Công nghệ nấu chảy laser chọn lọc (SLM) chủ yếu tập trung vào in bằng bột kim loại. Nhiều kim loại và hợp kim kim loại khác nhau có thể được sử dụng trong in SLM, mỗi loại có các đặc tính và đặc tính khác nhau. Một số vật liệu phổ biến được sử dụng để in SLM bao gồm:

1. Hợp kim thép không gỉ : Thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn và thể hiện tính chất cơ học tốt. Các loại thép không gỉ khác nhau có thể được sử dụng cho các ứng dụng từ thiết bị y tế đến linh kiện hàng không vũ trụ.

2. Hợp kim Titan : Titan và các hợp kim của nó được biết đến với tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao và khả năng tương thích sinh học. Họ tìm thấy các ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ, cấy ghép y tế và các ngành công nghiệp khác đòi hỏi các bộ phận nhẹ nhưng chắc chắn.

3. Hợp kim nhôm : Nhôm và hợp kim của nó được biết đến với mật độ thấp, tính dẫn nhiệt và điện tốt và khả năng chống ăn mòn. Chúng được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm hàng không vũ trụ, ô tô và hàng tiêu dùng.

4. Hợp kim gốc niken : Những hợp kim này có khả năng chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn và các tính chất cơ học tuyệt vời. Chúng được sử dụng trong các ứng dụng như tua bin khí, linh kiện hàng không vũ trụ và thiết bị xử lý hóa học.

5. Hợp kim Cobalt-Chrome : Những hợp kim này thường được sử dụng trong các ứng dụng y tế và nha khoa do tính tương thích sinh học và độ bền cao. Chúng được sử dụng để sản xuất cấy ghép nha khoa, cấy ghép chỉnh hình và dụng cụ phẫu thuật.

6. Thép công cụ : Thép công cụ được biết đến với độ cứng và khả năng chống mài mòn và biến dạng. Chúng được sử dụng trong sản xuất dụng cụ và khuôn dập.

7. Kim loại quý : Các vật liệu như vàng, bạc và bạch kim có thể được sử dụng trong SLM để sản xuất đồ trang sức, linh kiện cao cấp và đồ trang trí.

8. Siêu hợp kim : Siêu hợp kim là hợp kim có khả năng chịu nhiệt cực cao được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ bền nhiệt độ cao, chẳng hạn như các bộ phận của động cơ phản lực và tua-bin phát điện.

9. Hợp kim hiệu suất cao : Nhiều hợp kim chuyên dụng khác nhau với các đặc tính độc đáo có thể được sử dụng cho các ứng dụng cụ thể. Ví dụ, hợp kim ghi nhớ hình dạng, có thể trở lại hình dạng xác định trước khi đun nóng, được sử dụng trong các thiết bị y tế và hàng không vũ trụ.

Ưu điểm của in SLM3D là gì?

1. Hình học phức tạp : SLM cho phép tạo ra các hình học rất phức tạp và phức tạp mà sẽ khó đạt được hoặc không thể đạt được bằng các phương pháp sản xuất truyền thống. Khả năng này đặc biệt hữu ích trong các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ, nơi các cấu trúc nhẹ và phức tạp có thể cải thiện hiệu suất.

2. Tự do thiết kế : SLM cho phép các nhà thiết kế tạo ra các bộ phận mà không bị ràng buộc bởi các quy trình sản xuất truyền thống, chẳng hạn như nhu cầu về khuôn mẫu, khuôn dập hoặc gia công trừ. Điều này khuyến khích các thiết kế sáng tạo và tối ưu hóa các bộ phận cho các chức năng cụ thể.

3. Tạo nguyên mẫu nhanh : SLM cho phép lặp lại và thử nghiệm nhanh các nguyên mẫu. Những thay đổi về thiết kế có thể được tích hợp nhanh chóng vào mô hình kỹ thuật số và các lần lặp lại mới có thể được in tương đối nhanh so với các phương pháp sản xuất truyền thống.

4. Giảm lãng phí vật liệu : Sản xuất truyền thống thường bao gồm các quy trình trừ dần trong đó vật liệu dư thừa được loại bỏ, dẫn đến lãng phí vật liệu. SLM là một quy trình phụ gia, nghĩa là vật liệu chỉ được lắng đọng khi cần thiết, giảm thiểu chất thải và làm cho nó thân thiện với môi trường hơn.

5. Đa dạng vật liệu : SLM có thể hoạt động với nhiều loại kim loại và hợp kim, cho phép lựa chọn vật liệu phù hợp nhất với các đặc tính cơ, nhiệt hoặc hóa học mong muốn của bộ phận cuối cùng.

6. Giảm chi phí dụng cụ : Sản xuất truyền thống thường yêu cầu dụng cụ đắt tiền, chẳng hạn như khuôn và khuôn dập, có thể tốn thời gian và chi phí sản xuất. SLM loại bỏ nhu cầu về công cụ như vậy, giảm chi phí trả trước.

Nhìn chung, những ưu điểm của in 3D SLM khiến nó trở thành công nghệ linh hoạt và có giá trị trong các ngành công nghiệp từ hàng không vũ trụ và ô tô đến chăm sóc sức khỏe và hơn thế nữa. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải xem xét các yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng và cân nhắc lợi ích với mọi hạn chế hoặc thách thức liên quan đến công nghệ.

Nhược điểm của in 3D SLM là gì?

1. Độ nhám bề mặt : Các bộ phận do SLM sản xuất thường có bề mặt nhám so với các bộ phận được sản xuất bằng phương pháp sản xuất truyền thống. Các bước xử lý sau có thể được yêu cầu để đạt được chất lượng bề mặt mong muốn.

2. Kích thước và tốc độ xây dựng : Kích thước xây dựng của máy SLM có thể bị giới hạn, điều này có thể hạn chế kích thước của các bộ phận có thể được sản xuất. Ngoài ra, SLM có thể là một quá trình tương đối chậm, đặc biệt đối với các bộ phận lớn hơn.

3. Đặc tính vật liệu : Mặc dù các bộ phận do SLM sản xuất có thể có các đặc tính cơ học tốt nhưng chúng có thể không giống với các đặc tính cơ học của các bộ phận được sản xuất truyền thống bằng cùng một vật liệu. Tính chất vật liệu có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như cấu trúc hạt và độ xốp.

4. Chi phí thiết bị : Mua và bảo trì máy SLM có thể tốn kém, khiến đây là khoản đầu tư đáng kể đối với các công ty đang cân nhắc áp dụng công nghệ.

5. Xử lý bột : Xử lý bột kim loại, thường mịn và có khả năng gây nguy hiểm, đòi hỏi phải chú ý cẩn thận đến các quy trình an toàn để ngăn ngừa rủi ro về sức khỏe và môi trường.

6. Kiểm tra và kiểm soát chất lượng : Việc đảm bảo chất lượng của các bộ phận do SLM sản xuất có thể gặp khó khăn do hình học bên trong phức tạp và khả năng xảy ra các khuyết tật tiềm ẩn. Các phương pháp kiểm tra không phá hủy có thể được yêu cầu để xác nhận tính toàn vẹn của các bộ phận.

Phần kết luận

Nhìn chung, in 3D SLM là một công nghệ có giá trị với nhiều ứng dụng, nhưng mức độ phù hợp của nó phụ thuộc vào nhu cầu và cân nhắc cụ thể. Đánh giá cẩn thận những ưu điểm và nhược điểm của nó là điều cần thiết để đưa ra quyết định sáng suốt khi áp dụng công nghệ này.

Nếu bạn đã chuẩn bị sẵn các tệp CAD 3D và sẵn sàng tạo nguyên mẫu nhanh, trước tiên hãy nhận báo giá trực tuyến miễn phí .