Manufaktur Aditif SLM

Daftar Isi

Gambaran umum tentang Manufaktur Aditif SLM

Peleburan laser selektif (SLM) adalah teknologi manufaktur aditif yang menggunakan laser untuk secara selektif melelehkan dan memadukan bahan bubuk logam lapis demi lapis untuk membangun objek 3D. SLM cocok untuk memproses logam reaktif seperti titanium, aluminium, dan baja tahan karat menjadi bagian yang sepenuhnya padat dan fungsional dengan geometri yang rumit.

SLM menawarkan beberapa manfaat dibandingkan dengan manufaktur tradisional:

Manfaat Manufaktur Aditif SLM

ManfaatDeskripsi
Kebebasan desainSLM dapat menghasilkan geometri yang kompleks seperti kisi, saluran internal, dan bentuk organik yang tidak dapat dilakukan dengan pemesinan
KustomisasiSuku cadang dapat dengan mudah disesuaikan dan dioptimalkan untuk fungsi daripada kendala kemampuan produksi
RinganBentuk dan kisi-kisi organik memungkinkan komponen menjadi ringan namun tetap kuat
Penghematan materialSLM hanya menggunakan jumlah material yang diperlukan dibandingkan pemesinan dari blok padat
Pembuatan prototipe cepatSuku cadang dapat langsung dicetak 3D dari CAD vs perkakas untuk pembuatan prototipe
Produksi tepat waktuPencetakan sesuai permintaan sesuai kebutuhan mengurangi biaya inventaris
Ketahanan rantai pasokanManufaktur terdistribusi mengurangi risiko rantai pasokan

Namun demikian, SLM juga memiliki sejumlah keterbatasan:

Keterbatasan Manufaktur Aditif SLM

BatasanDeskripsi
Biaya mesinMesin SLM industri memiliki biaya modal di muka yang tinggi sebesar $100K-$1M+
Opsi materialSaat ini terbatas pada logam reaktif seperti titanium, aluminium, baja perkakas, dan superalloy
AkurasiAkurasi tipikal 0,1-0,2 mm lebih rendah dari toleransi pemesinan
Permukaan akhirPermukaan yang dicetak kasar dan memerlukan pemrosesan pasca-cetak
Ukuran bangunanUkuran komponen maksimum dibatasi oleh ukuran ruang printer
Produksi batch rendahPaling ekonomis untuk batch kecil dan suku cadang khusus vs. produksi massal
Pengolahan pascaLangkah-langkah tambahan seperti pelepasan penyangga, diperlukan perlakuan panas

Cara Kerja Pencetakan 3D SLM

SLM adalah teknologi fusi unggun serbuk yang menggunakan sinar laser terfokus untuk secara selektif melelehkan dan memadukan bahan serbuk logam lapis demi lapis.

Langkah-langkah utama dalam proses SLM adalah:

Proses Pencetakan 3D SLM

LangkahDeskripsi
Model 3DModel CAD 3D diiris secara digital menjadi beberapa lapisan
Oleskan BedakPisau recoater menyebarkan lapisan tipis bedak di seluruh platform rakitan
Peleburan LaserSinar laser melacak setiap lapisan bubuk leleh untuk mengikatnya berdasarkan data CAD yang diiris
Platform BawahPlatform build diturunkan dan lapisan bedak lainnya disebarkan di atasnya
Ulangi LangkahProses peleburan lapisan diulangi sampai seluruh bagian terbentuk
Hapus BagianBagian cetakan 3D yang sudah selesai dikeluarkan dari alas bedak
Pasca-ProsesBagian tersebut dibersihkan dan diberi perlakuan panas untuk menghilangkan tekanan

Bahan SLM

SLM mampu memproses berbagai logam reaktif menjadi bagian yang sangat padat, termasuk:

Bahan SLM

BahanProperti UtamaAplikasi
Paduan TitaniumRasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi, biokompatibilitasKedirgantaraan, implan medis
Paduan AluminiumRingan, kekuatan tinggiOtomotif, kedirgantaraan
Baja tahan karatKetahanan korosi, kekuatan tinggiPerkakas industri, kelautan
Baja PerkakasKekerasan tinggi, tahan panasCetakan injeksi, cetakan
Nikel SuperalloysTahan panas dan korosiBilah turbin, nozel roket
Kobalt ChromeKetahanan aus, biokompatibilitasImplan gigi, ortopedi

Bahan SLM yang paling umum adalah paduan titanium dan aluminium, bersama dengan baja perkakas dan baja tahan karat. Superalloy dan komposit logam yang lebih eksotis juga dapat diproses dengan teknologi SLM.

Pedoman Desain SLM

Agar berhasil mendesain komponen untuk pencetakan 3D SLM, para insinyur harus mengikuti panduan ini:

Pedoman Desain SLM

PedomanDeskripsi
Hindari overhangMeminimalkan overhang yang membutuhkan penyangga yang harus dilepas
Jangkar desainSertakan jangkar atau tab kecil untuk mengencangkan bagian tersebut ke pelat rakitan
Berorientasi pada kekuatanSejajarkan bagian untuk memaksimalkan kekuatan dalam arah fungsional
Meminimalkan tinggi bagianArahkan untuk meminimalkan ketinggian Z untuk menghindari fitur halus yang runtuh
Memungkinkan untuk pasca-pemesinanTambahkan kelonggaran 0,1-0,3 mm untuk pasca-pemrosesan jika diperlukan toleransi yang ketat
Mengoptimalkan desain kisi-kisiMenyesuaikan ukuran sel dan ukuran penyangga dengan beban bagian dan batasan SLM
Sertakan lubang ventilasiTambahkan lubang kecil untuk mencegah serbuk yang terperangkap dan menyebabkan cacat
Saluran pendingin yang sesuaiDesain saluran pendingin internal yang kompleks tidak mungkin dilakukan dengan pengeboran/pemesinan
Menggabungkan bagianMengkonsolidasikan rakitan menjadi satu bagian untuk mengurangi kebutuhan perakitan

Mengikuti panduan ini akan membantu menghindari cacat cetak SLM yang umum terjadi, seperti hasil akhir permukaan yang buruk, distorsi, retak, atau bubuk yang terperangkap.

Produsen Printer SLM

Produsen sistem SLM utama meliputi:

Produsen Printer 3D SLM

PerusahaanPrinterFitur Utama
EOSEOS M290, EOS M300 x4Pelopor pencetakan 3D logam, sifat bagian yang sangat baik
Solusi SLMSLM 280, SLM 500, SLM 800Daya laser yang sangat tinggi untuk produktivitas, volume rakitan yang besar
Sistem 3DPabrik DMP 500Sistem yang dapat diskalakan untuk produksi volume tinggi
Aditif GEConcept Laser M2, X Line 2000RSekarang menjadi bagian dari GE, pekerja keras produktivitas yang andal
RenishawRenAM 500QPresisi yang sangat baik, Sistem Manajemen Mutu yang terintegrasi

Dalam memilih sistem SLM, faktor utama adalah volume rakitan, daya laser, kemampuan bahan, presisi, dan alur kerja perangkat lunak. Produsen terkemuka menawarkan sistem yang sudah mapan, tetapi banyak pendatang baru dari China dan India yang juga bermunculan.

Harga Printer SLM

Sistem SLM industri memiliki biaya modal di muka yang tinggi mulai dari $100.000 untuk mesin tingkat pemula hingga $1.000.000+ untuk sistem produksi kelas atas:

Harga Printer SLM

ProdusenModel PrinterMembangun VolumeKisaran Harga
EOSEOS M10095 x 95 x 95 mm$100k - $150k
Solusi SLMSLM 125125 x 125 x 125 mm$175k - $250k
Sistem 3DPabrik DMP 500500 x 500 x 500 mm$500k - $800k
Aditif GEKonsep Laser M2 Seri 5250 x 250 x 280 mm$700k - $900k
RenishawRenAM 500M250 x 250 x 350 mm$950k - $1.2M

Volume pembuatan yang lebih besar, daya laser yang lebih tinggi, dan fitur produktivitas meningkatkan biaya sistem. Namun, memilih dengan bijak berdasarkan kebutuhan aplikasi dan persyaratan produksi adalah kuncinya.

Pertimbangan Fasilitas SLM

Untuk mengoperasikan fasilitas SLM dengan sukses, ada beberapa hal yang perlu dipertimbangkan oleh bisnis:

Faktor Fasilitas SLM

FaktorDeskripsi
Biaya FasilitasMemperhitungkan biaya printer, bahan, dan biaya pembangunan fasilitas
Penanganan MaterialMemasang peralatan penanganan serbuk dan menyediakan APD untuk pekerja
Pengolahan pascaPeralatan pembersih, perlakuan panas, HIP, finishing permukaan, dll.
Perangkat lunakPerangkat lunak alur kerja untuk penjadwalan, penelusuran, pemantauan proses
PelatihanMelatih para insinyur mengenai desain dan teknisi mengenai pengoperasian printer
KeamananIkuti prosedur penanganan serbuk dan miliki sistem pencegah kebakaran
PemeliharaanJadwalkan pemeliharaan dan kalibrasi sistem secara teratur
Kontrol KualitasMengukur dimensi dan sifat material, pengujian pengulangan
SertifikasiSertifikasi ISO 9001, AS9100 untuk industri yang diatur

Memilih penyedia layanan yang berpengalaman dapat membantu menavigasi penyiapan fasilitas, operasi, dan sertifikasi untuk aplikasi yang diatur seperti perangkat kedirgantaraan atau medis.

manufaktur aditif slm

Keuntungan dari Manufaktur Aditif SLM

Keuntungan utama pencetakan 3D SLM meliputi:

Keuntungan Manufaktur Aditif SLM

KeuntunganDeskripsi
Geometri KompleksSLM dapat menghasilkan bentuk organik yang sangat kompleks dan kisi-kisi serta saluran internal yang rumit
Suku Cadang yang DisesuaikanMembuat suku cadang yang disesuaikan dengan kebutuhan pelanggan versus kendala perkakas dengan mudah
Pengurangan Berat BadanStruktur kisi dan optimalisasi topologi memungkinkan desain yang ringan dan kuat
Rakitan KonsolidasiMenggabungkan beberapa komponen menjadi satu bagian yang kompleks
Waktu Pimpin CepatMencetak suku cadang sesuai permintaan langsung dari data CAD dibandingkan berbulan-bulan untuk pemesinan
Mengurangi LimbahHanya gunakan jumlah material yang diperlukan dibandingkan pemesinan dari billet
Produksi Sesuai PermintaanMemungkinkan manufaktur just-in-time yang terdistribusi dan dekat dengan pelanggan
Pengurangan PersediaanMencetak suku cadang sesuai kebutuhan sehingga mengurangi biaya perkakas, pergudangan, dan inventaris
Bahan Berkinerja TinggiMemproses logam canggih seperti titanium dan superalloy menjadi komponen penggunaan akhir

Kebebasan desain, kustomisasi suku cadang, dan kemampuan produksi terdistribusi membuat SLM ideal untuk produksi volume rendah hingga menengah untuk aplikasi kedirgantaraan, medis, industri, dan otomotif.

Keterbatasan Manufaktur Aditif SLM

SLM memang memiliki beberapa keterbatasan termasuk:

Keterbatasan Manufaktur Aditif SLM

BatasanDeskripsi
Biaya MesinPrinter SLM memiliki biaya modal yang tinggi, sering kali lebih dari $500.000
Ketersediaan BahanSaat ini terbatas pada logam struktural reaktif versus plastik
AkurasiAkurasi tipikal 0,1-0,2 mm lebih rendah dari mesin CNC
Permukaan akhirPermukaan yang dicetak relatif kasar dengan efek tangga-tangga
Pengolahan pascaDukungan pelepasan, pemesinan, pemolesan sering kali diperlukan
Kecepatan CetakKecepatan pembuatan biasanya 5-100 cc/jam kecepatan batas versus produksi massal
Ukuran Bagian MaksDibatasi oleh volume pembuatan printer, biasanya di bawah 500 x 500 x 500 mm
Pemantauan ProsesKurangnya pemantauan in-situ dapat menyebabkan cacat yang tidak terdeteksi
Keahlian OperatorTeknisi SLM memerlukan pelatihan yang signifikan tentang prosedur
Biaya MaterialLogam bubuk bisa 2-5x lebih mahal daripada stok mentah

Untuk kebutuhan akurasi yang sangat tinggi, suku cadang yang sangat besar, atau volume produksi massal, metode subtraktif seperti pemesinan CNC cenderung lebih cocok daripada aditif SLM.

Peran SLM dalam Manufaktur

SLM paling cocok untuk:

Peran Terbaik untuk SLM di Bidang Manufaktur

Peran ManufakturContoh
Pembuatan prototipe cepatIterasi desain yang cepat dan bagian bukti konsep
Produksi volume rendahBraket kedirgantaraan, impeler, implan medis
Perkakas jembatanMemproduksi unit awal saat cetakan injeksi dibuat
Konsolidasi bagianMenggabungkan beberapa komponen menjadi satu bagian
Kustomisasi massalProduk penggunaan akhir yang disesuaikan seperti aligner gigi
Manufaktur terdistribusiProduksi lokal sesuai permintaan yang dekat dengan pelanggan

Untuk volume yang sangat tinggi, die casting tekanan tinggi konvensional atau cetakan injeksi plastik cenderung lebih hemat biaya daripada pencetakan 3D SLM. Tetapi untuk produksi jangka pendek, SLM unggul.

Masa Depan Manufaktur Aditif SLM

SLM diharapkan dapat berkembang ke aplikasi yang lebih luas di masa depan melalui:

Masa Depan SLM

TrenDeskripsi
Printer yang lebih besarMembangun volume dengan panjang dan tinggi lebih dari 1 meter
Sistem multi laserMesin multi-laser berdaya lebih tinggi di atas 1 kW
Kecepatan yang lebih cepatKecepatan cetak hingga 500 cc/jam melalui laser galvo yang dipindai
Materi baruPaduan suhu tinggi, MMC, komposit baru
Manufaktur hibridaMenggabungkan proses AM dan subtraktif dalam satu sistem
Pasca-pemrosesan otomatisMengurangi tenaga kerja manual untuk pelepasan penyangga, penyelesaian permukaan
Pemantauan dalam prosesPemantauan in-situ untuk kolam leleh, bedak bubuk, dan cacat komponen
SimulasiSimulasi berbasis fisika untuk memprediksi perilaku dan mengoptimalkan bangunan
Pembelajaran mesinAI untuk desain, optimalisasi proses, jaminan kualitas
Rantai pasokan digitalAlur kerja digital yang mulus dari desain hingga produksi

Memilih Penyedia Layanan SLM

Ketika memilih penyedia layanan SLM, pembeli harus mengevaluasi:

Memilih Penyedia Layanan SLM

FaktorDeskripsi
Peralatan PercetakanCarilah printer logam industri terkemuka dengan daya sinar tinggi dan volume rakitan yang besar
BahanKemampuan untuk memproses paduan yang diinginkan seperti titanium, baja perkakas, baja tahan karat
Pengolahan pascaMenawarkan beragam pemrosesan pasca-cetak seperti HIP, pemesinan, pemolesan
Prosedur KualitasBersertifikat ISO 9001 atau AS9100 dengan proses QA yang ketat
Pengalaman AplikasiKeahlian dan studi kasus dalam aplikasi target seperti kedirgantaraan, otomotif, medis
Dukungan DesainKemampuan untuk mendesain dan mengoptimalkan suku cadang untuk kemampuan manufaktur AM
Waktu PimpinKemampuan untuk mengirimkan sampel dan suku cadang produksi dalam jangka waktu yang diperlukan
Persiapan BerkasMenerima format file CAD dan poligon standar dengan analisis desain
Layanan Pasca BangunPembersihan, perlakuan panas, finishing permukaan, layanan pelapisan
Layanan TambahanInspeksi, pembuatan prototipe cepat, perkakas jembatan, pengecoran, pencetakan
HargaHarga yang kompetitif dan terukur untuk volume pembuatan yang berbeda
LokasiKedekatan untuk logistik dan komunikasi rantai pasokan

Memilih penyedia layanan dengan kemampuan menyeluruh dari desain hingga pasca-pemrosesan memastikan hasil yang berkualitas tinggi. Memeriksa studi kasus dan mengunjungi fasilitas membantu memverifikasi pengalaman.

manufaktur aditif slm

Pertanyaan Umum

T: Bahan apa saja yang dapat dicetak 3D dengan teknologi SLM?

J: SLM mampu memproses berbagai logam reaktif seperti baja tahan karat, baja perkakas, paduan titanium, superalloy nikel, paduan aluminium, dan krom kobalt. Bahan SLM yang paling populer adalah titanium Ti6Al4V dan aluminium AlSi10Mg.

T: Seberapa akuratkah pencetakan 3D SLM?

J: SLM biasanya menghasilkan akurasi sekitar 0,1-0,2 mm. Meskipun lebih rendah daripada toleransi pemesinan CNC, namun pasca-pemrosesan, seperti pemesinan dan pemolesan, dapat meningkatkan akurasi. Ukuran fitur di bawah 0,3mm tidak direkomendasikan.

T: Industri apa saja yang menggunakan manufaktur aditif SLM?

J: Sektor kedirgantaraan, medis, gigi, otomotif, dan industri adalah pengguna utama teknologi SLM saat ini karena manfaatnya seperti ringan, konsolidasi komponen, penyesuaian massal, dan waktu penyelesaian yang cepat.

T: Pasca-pemrosesan apa yang diperlukan setelah pencetakan SLM?

J: Pemrosesan pasca-cetak yang umum meliputi pelepasan penyangga, perlakuan panas penghilang stres, Hot Isostatic Pressing (HIP), pemesinan CNC, pemolesan, dan pelapisan. Persyaratannya bergantung pada aplikasi, bahan, dan kebutuhan hasil akhir.

T: Seberapa mahal pencetakan 3D logam SLM?

J: Sistem SLM industri berkisar dari $100.000 hingga lebih dari $1 juta, tergantung pada volume pembuatan, daya laser, dan fitur. Biaya bahan untuk bubuk logam bisa 2 hingga 5 kali lipat dari biaya bahan baku. Tetapi total biaya akan turun.

T: Dapatkah SLM mencetak overhang dan bentuk yang rumit?

J: Ya, SLM dapat mencetak geometri seperti overhang, kisi-kisi, dan dinding tipis melalui penggunaan struktur penyangga. Orientasi yang cermat diperlukan untuk menghindari deformasi dan menyeimbangkan persyaratan dukungan.

T: Perangkat lunak apa yang digunakan untuk pencetakan SLM?

J: Printer SLM dilengkapi dengan perangkat lunak eksklusif untuk mencetak. Perangkat lunak tambahan digunakan untuk desain, perbaikan file, simulasi, persiapan pembuatan, nesting, manajemen pembuatan, dan manajemen kualitas.

T: Berapa lama waktu yang diperlukan untuk mencetak komponen 3D dengan SLM?

J: Waktu cetak berkisar dari beberapa jam hingga beberapa hari, bergantung pada ukuran komponen, kerumitan geometri, dan parameter cetak. Untuk komponen logam, printer SLM biasanya beroperasi pada kecepatan pembuatan 5 hingga 100 cc/jam. Komponen yang lebih besar membutuhkan waktu lebih lama.

T: Apakah SLM menghasilkan komponen logam penggunaan akhir yang aman dan fungsional?

J: Ya, dengan desain dan pemrosesan yang tepat, SLM dapat menghasilkan komponen logam yang sepenuhnya padat yang memenuhi atau melampaui sifat material komponen yang diproduksi secara tradisional untuk penggunaan akhir yang fungsional dalam aplikasi yang menuntut.

ketahui lebih banyak proses pencetakan 3D

Bagikan Di

Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
Email

Metal3DP Technology Co, LTD adalah penyedia terkemuka solusi manufaktur aditif yang berkantor pusat di Qingdao, Cina. Perusahaan kami mengkhususkan diri dalam peralatan pencetakan 3D dan bubuk logam berkinerja tinggi untuk aplikasi industri.

Kirimkan pertanyaan untuk mendapatkan harga terbaik dan solusi khusus untuk bisnis Anda!

Artikel Terkait

Why Spherical Ti6Al4V ELI Powder is the Best Choice for Critical Applications

When it comes to high-performance materials in industries like aerospace, medical, and additive manufacturing, few alloys can rival the versatility and strength of Spherical Ti6Al4V ELI Powder. This specialized form of titanium alloy powder brings together the benefits of titanium, aluminum, and vanadium to create a material that is not only lightweight but also exceptionally strong and corrosion-resistant. The added designation ELI (Extra Low Interstitial) means it is particularly suited for applications demanding the highest levels of biocompatibility and fatigue strength.

In this comprehensive guide, we’ll explore everything you need to know about Spherical Ti6Al4V ELI Powder—from its composition and key properties to its applications and pricing. Whether you’re an engineer sourcing materials for a new product or just curious about advanced alloys, this article will provide a deep dive into the world of Spherical Ti6Al4V ELI Powder.

Baca Lebih Lanjut >

Serbuk HEA Bulat AlCoCrFeNi2.1: Memberdayakan Manufaktur Berkinerja Tinggi

In the world of materials science, high-entropy alloys (HEAs) are like the superheroes of the metal world. They’re designed to withstand extreme conditions and perform in ways traditional alloys simply can’t. Among these advanced materials, AlCoCrFeNi2.1 Spherical HEA Powder is a standout. Why? Because it combines strength, durability, flexibility, and heat resistance in a single, game-changing package.

If you’re wondering what makes AlCoCrFeNi2.1 Spherical HEA Powder so special, think of it like a finely-tuned orchestra where each instrument plays a critical role. The elements—aluminum (Al), cobalt (Co), chromium (Cr), iron (Fe), and nickel (Ni)—come together in a balanced composition that amplifies the material’s properties. Each of these metals brings something important to the table, like corrosion resistance, toughness, and the ability to perform under high temperatures.

In this comprehensive guide, we’ll explore everything you need to know about AlCoCrFeNi2.1 Spherical HEA Powder. From its composition and unique properties to its wide range of applications, we’re going to break it all down in a way that’s easy to understand. By the end of this article, you’ll see why this revolutionary material is transforming industries such as aerospace, automotive, and energy.

Baca Lebih Lanjut >

Dapatkan Metal3DP
Brosur Produk

Dapatkan Teknologi Terbaru, Inovasi, dan Berita Perusahaan yang Disampaikan.