การพิมพ์ SLM ทำงานอย่างไร

Selective Laser Melting (SLM) เป็นเทคนิคการผลิตสารเติมแต่งที่ใช้เลเซอร์เพื่อคัดเลือกผงโลหะละลายและฟิวส์ลงในวัตถุ 3 มิติ คู่มือนี้ให้ภาพรวมเชิงลึกของ การพิมพ์ SLMวัสดุพารามิเตอร์กระบวนการแอปพลิเคชันผลประโยชน์และอื่น ๆ

SLM คืออะไร?

SLM เป็นกระบวนการฟิวชั่นแบบผงที่ใช้เลเซอร์ที่ใช้พลังงานสูงเพื่อละลายและทำให้เป็นก้อนแป้งเมทัลลิกชั้นดีแบบเลเยอร์เพื่อสร้างชิ้นส่วน 3 มิติที่หนาแน่นอย่างเต็มที่โดยตรงจากข้อมูล CAD

SLM ช่วยให้การพิมพ์ชิ้นส่วนโลหะหนาแน่นเต็มรูปแบบพร้อมรูปทรงที่ซับซ้อนโดยตรงจากข้อมูล CAD 3D

ยังไง การพิมพ์ SLM ผลงาน

การพิมพ์ SLM เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบและกระบวนการสำคัญต่อไปนี้:

กระบวนการนี้เป็นไปโดยอัตโนมัติตามรูปทรงเรขาคณิต 3 มิติที่นำเข้า

SLM กับวิธีการพิมพ์ 3 มิติอื่น ๆ

SLM แตกต่างจากรูปแบบอื่น ๆ ของการพิมพ์ 3 มิติในวิธีสำคัญ:

SLM ช่วยให้การพิมพ์ชิ้นส่วนโลหะหนาแน่นอย่างเต็มที่เหมาะสำหรับการใช้งานด้านวิศวกรรมแบบใช้ปลายทาง

โลหะสำหรับการพิมพ์ SLM

โลหะทั่วไปที่พิมพ์ด้วยเทคโนโลยี SLM:

ช่วงของโลหะถูกพิมพ์ด้วย SLM สำหรับแอปพลิเคชันที่แตกต่างกันซึ่งต้องการคุณสมบัติของวัสดุเฉพาะ

พารามิเตอร์กระบวนการ SLM

พารามิเตอร์กระบวนการ SLM ที่สำคัญ:

พารามิเตอร์เหล่านี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมขึ้นอยู่กับวัสดุรูปทรงเรขาคณิตส่วนสร้างความเร็วและคุณสมบัติเชิงกลที่จำเป็น

ประโยชน์ของ การพิมพ์ SLM

ข้อดีที่สำคัญของการพิมพ์ SLM:

• ความสามารถในการสร้างรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนเป็นไปไม่ได้ด้วยการตัดเฉือน
• เวลานำที่สั้นลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการตัดเฉือน
• ของเสียจากวัสดุน้อยที่สุดและอัตราส่วนซื้อต่อการบินลดลง
• ศักยภาพที่มีน้ำหนักเบาด้วยโครงสร้างขัดแตะ
• รวมการประกอบเป็นส่วนเดียว
• ผลิตภัณฑ์ที่กำหนดเองปรับให้เหมาะกับรายละเอียดของลูกค้า
• การผลิตและการลดสินค้าคงคลังแบบทันเวลา
• ความแม่นยำในมิติและการทำซ้ำ
• พื้นผิวที่ดีและความละเอียดดี

SLM ให้การประหยัดต้นทุนและเวลาที่สำคัญสำหรับการผลิตปริมาณต่ำถึงปานกลาง

แอปพลิเคชัน SLM

SLM ถูกใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อผลิตชิ้นส่วนโลหะที่ใช้งานด้านปลายประสิทธิภาพสูงพร้อมเวลานำที่ลดลง

โพสต์การประมวลผลสำหรับชิ้นส่วน SLM

ขั้นตอนหลังการประมวลผล SLM ทั่วไป:

• การกำจัดโครงสร้างสนับสนุนโดยใช้ EDM
• การตัดเฉือนพื้นผิวเพื่อปรับปรุงการตกแต่ง
• เจาะรูแตะเธรด
• การรักษาความร้อนเพื่อเพิ่มคุณสมบัติ
• การกด Isostatic ร้อนเพื่อกำจัดช่องว่างภายใน
• การรักษาพื้นผิวเช่นการระเบิดของลูกปัดอะโนไดซ์การเคลือบ

โพสต์การประมวลผลจะปรับแต่งชิ้นส่วนเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของแอปพลิเคชัน

แนวทางการออกแบบ SLM

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบ SLM ที่สำคัญ:

• เพิ่มประสิทธิภาพรูปทรงเรขาคณิตเพื่อลดโครงสร้างการสนับสนุน
• รักษาความหนาของผนังขั้นต่ำเพื่อการกระจายความร้อนที่ดีขึ้น
• ใช้โครงสร้างขัดแตะละเอียดเพื่อลดน้ำหนัก
• ออกแบบรูปทรงเรขาคณิตที่สนับสนุนตนเองเพื่อหลีกเลี่ยงการสนับสนุน
• อนุญาตให้มีความคลาดเคลื่อนหลังการสูบฉีดและพื้นผิวเสร็จสิ้น
• ชิ้นส่วนตะวันออกเพื่อลดเอฟเฟกต์บันได
• พิจารณาผลกระทบของความเครียดจากความร้อนในระหว่างการพิมพ์
• คุณสมบัติการออกแบบเช่นแท็บเพื่อความสะดวกในการกำจัด

เครื่องมือจำลองช่วยประเมินความสามารถในการพิมพ์ SLM ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบเอง

อุปกรณ์การพิมพ์ SLM

ผู้ผลิตระบบ SLM รายใหญ่:

ระบบแบบครบวงจรเหล่านี้ให้ความสามารถในการพิมพ์ SLM อัตโนมัติในขนาดการสร้างที่แตกต่างกัน

เศรษฐศาสตร์ต้นทุน SLM

ค่าใช้จ่ายในการพิมพ์ SLM แตกต่างกันไปตาม:

• ค่าใช้จ่ายในการซื้อเครื่อง – $ 0.5m ถึง $ 1.5m
• ต้นทุนวัสดุ – $ 50- $ 150/kg สำหรับโลหะทั่วไป
• ต้นทุนแรงงาน-การดำเนินงานของเครื่อง, หลังการประมวลผล
• สร้างอัตรา – 5-100 cm3/ชม. ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์
• การประหยัดจากขนาดจากปริมาณการผลิตที่สูงขึ้น

SLM นั้นคุ้มค่าที่สุดสำหรับการผลิตปริมาณต่ำถึงปานกลางที่ซับซ้อนเมื่อเทียบกับกระบวนการผลิตโลหะอื่น ๆ

ความท้าทายของ การพิมพ์ SLM

ความท้าทายบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับ SLM ได้แก่ :

• ความเครียดที่เหลืออยู่สูงอาจทำให้เกิดการบิดเบือนส่วนหนึ่ง
• คุณสมบัติของวัสดุ anisotropic ขึ้นอยู่กับทิศทางการสร้าง
• ข้อ จำกัด เกี่ยวกับขนาดชิ้นส่วนสูงสุด
• เอาผงออกจากช่องภายใน
• การบรรลุพื้นผิวให้สำเร็จเมื่อเทียบกับการตัดเฉือน
• จำเป็นต้องมีโครงสร้างการสนับสนุนในส่วนที่ยื่นออกมา
• จำเป็นต้องมีการฝึกอบรมผู้ประกอบการเฉพาะ
• ความเสี่ยงในการจัดการผงจำเป็นต้องมีข้อควรระวังด้านความปลอดภัย

อย่างไรก็ตามการพัฒนาอย่างต่อเนื่องกำลังช่วยแก้ไขความท้าทายเหล่านี้มากมาย

แนวโน้มในอนาคตสำหรับ SLM

แนวโน้มในอนาคตสำหรับการพิมพ์ SLM เป็นบวก:

• ปรับปรุงคุณภาพของชิ้นส่วนโดยมีข้อบกพร่องน้อยลง
• ปริมาณการสร้างที่ใหญ่ขึ้นช่วยให้ชิ้นส่วนที่ใหญ่ขึ้น
• ความเร็วในการสร้างที่เร็วขึ้นขับเคลื่อนด้วยพลังเลเซอร์ที่สูงขึ้น
• การพัฒนาวัสดุใหม่ขยายการใช้งาน
• การผลิตไฮบริดรวม SLM เข้ากับการตัดเฉือน
• การจัดการผงอัตโนมัติและหลังการประมวลผล
• การยอมรับกระแสหลักในหลากหลายอุตสาหกรรม
• ต้นทุนที่ลดลงทำให้ประหยัดสำหรับการใช้งานเพิ่มเติม

ความก้าวหน้าเหล่านี้จะช่วยให้ชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์ออกมา SLM สามารถแข่งขันกับกระบวนการผลิตแบบเดิมเพื่อเพิ่มจำนวนแอปพลิเคชัน

การเลือกผู้ให้บริการการพิมพ์ SLM

นี่คือปัจจัยสำคัญเมื่อเลือกผู้ให้บริการ SLM:

• ประสบการณ์โดยเฉพาะกับเทคโนโลยี SLM
• ช่วงของอุปกรณ์และขนาดการสร้างที่นำเสนอ
• ความเชี่ยวชาญด้านวัสดุด้วยโลหะผสมโลหะที่แตกต่างกัน
• ความสามารถในการประมวลผลรองเช่นการรักษาความร้อน
• การรับรองคุณภาพเช่น ISO 9001 และ AS9100
• การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบและการสนับสนุนทางวิศวกรรม
• บันทึกการส่งมอบเวลาและเวลาส่งตรงเวลา
• การอ้างอิงลูกค้าและคำรับรอง
• โครงสร้างราคา – ส่วนกับราคาปริมาณ

การเลือกพันธมิตรบริการ SLM ที่เชื่อถือได้ทำให้มั่นใจได้ว่าชิ้นส่วนคุณภาพสูงผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ข้อดีและข้อเสียของ การพิมพ์ SLM

ข้อดี

• รูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนเป็นไปไม่ได้ด้วยการตัดเฉือน
• เวลาตอบสนองที่รวดเร็วจาก CAD ไปยังส่วนหนึ่ง
• ของเสียจากวัสดุต่ำและอัตราส่วนการซื้อต่อการบิน
• น้ำหนักเบาผ่านการออกแบบที่ปรับให้เหมาะสม
• รวมแอสเซมบลีลงในชิ้นส่วนที่พิมพ์เดี่ยว
• ศักยภาพในการผลิตแบบกำหนดเวลา
• กำจัดค่าใช้จ่ายในการใช้เครื่องมือจิ๊ก

ข้อเสีย

• การลงทุนเงินทุนของเครื่องจักรสูง
• ขนาด จำกัด ขึ้นอยู่กับขนาดของห้องสร้าง
• โพสต์การประมวลผลมักจะต้องเสร็จสิ้นชิ้นส่วน
• คุณสมบัติ anisotropic ขึ้นอยู่กับการวางแนวการสร้าง
• ขาดมาตรฐานการออกแบบสำหรับการผลิตสารเติมแต่ง
• ตัวเลือกวัสดุมี จำกัด มากกว่าการตัดเฉือน
• ต้องมีบุคลากรที่ผ่านการฝึกอบรมมาใช้อุปกรณ์

สำหรับการผลิตปริมาณต่ำถึงปานกลาง SLM สามารถให้ข้อได้เปรียบที่สำคัญ แต่มีข้อ จำกัด ในการพิจารณา

คำถามที่พบบ่อย

บทสรุป

การพิมพ์ SLM ช่วยให้สามารถผลิตชิ้นส่วนโลหะที่ซับซ้อนและมีประสิทธิภาพสูงพร้อมเวิร์กโฟลว์การผลิตดิจิตอล ในขณะที่เทคโนโลยียังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง SLM จะกลายเป็นไปได้สำหรับการใช้งานที่สำคัญมากขึ้นในอุตสาหกรรมที่แตกต่างกัน ความสามารถที่เป็นเอกลักษณ์ของการพิมพ์ SLM จะช่วยให้วิศวกรและนักออกแบบสามารถสร้างผลิตภัณฑ์รุ่นต่อไปที่เป็นนวัตกรรมโดยใช้การผลิตสารเติมแต่ง

รู้กระบวนการพิมพ์ 3 มิติเพิ่มเติม