การพิมพ์ SLM ทำงานอย่างไร

สารบัญ

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

SLM คืออะไร?

SLM เป็นกระบวนการฟิวชั่นแบบผงที่ใช้เลเซอร์ที่ใช้พลังงานสูงเพื่อละลายและทำให้เป็นก้อนแป้งเมทัลลิกชั้นดีแบบเลเยอร์เพื่อสร้างชิ้นส่วน 3 มิติที่หนาแน่นอย่างเต็มที่โดยตรงจากข้อมูล CAD

กระบวนการคำอธิบาย
เลเซอร์ละลายการสแกนเลเซอร์และผงละลายในรูปของแต่ละชั้น
ผงแพร่กระจายชั้นผงสดกระจายไปทั่วพื้นที่สร้าง
ลดแพลตฟอร์มการสร้างสร้างแพลตฟอร์มลดลงก่อนที่จะแพร่กระจายชั้นผงใหม่
ขั้นตอนการทำซ้ำขั้นตอนซ้ำเลเยอร์โดยเลเยอร์จนกว่าชิ้นส่วนจะเสร็จสมบูรณ์

SLM ช่วยให้การพิมพ์ชิ้นส่วนโลหะหนาแน่นเต็มรูปแบบพร้อมรูปทรงที่ซับซ้อนโดยตรงจากข้อมูล CAD 3D

การพิมพ์ SLM

ยังไง การพิมพ์ SLM ผลงาน

การพิมพ์ SLM เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบและกระบวนการสำคัญต่อไปนี้:

ส่วนประกอบบทบาท
เลเซอร์เลือกละลายผงในรูปแบบของแต่ละชั้น
ระบบสแกนเนอร์ควบคุมตำแหน่งเลเซอร์และการโฟกัส
เตียงผงถือชั้นผงในระหว่างการพิมพ์
เครื่องจ่ายผงกระจายผงสดสำหรับแต่ละชั้น
สร้างแผ่นถือและลดส่วนหนึ่งในระหว่างการพิมพ์
ระบบก๊าซเฉื่อยให้บรรยากาศป้องกันเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน

กระบวนการนี้เป็นไปโดยอัตโนมัติตามรูปทรงเรขาคณิต 3 มิติที่นำเข้า

SLM กับวิธีการพิมพ์ 3 มิติอื่น ๆ

SLM แตกต่างจากรูปแบบอื่น ๆ ของการพิมพ์ 3 มิติในวิธีสำคัญ:

วิธีการเปรียบเทียบ
การสร้างแบบจำลองการสะสมแบบหลอมรวม (FDM)FDM ใช้เทอร์โมพลาสทิคที่อัดขึ้นรูป SLM ใช้ผงโลหะ
Stereolithography (SLA)SLA ใช้ photopolymers, SLM ใช้โลหะ
การละลายของลำแสงอิเล็กตรอน (EBM)EBM ใช้ลำแสงอิเล็กตรอน SLM ใช้ลำแสงเลเซอร์
เครื่องผูก jettingสารยึดเกาะ

SLM ช่วยให้การพิมพ์ชิ้นส่วนโลหะหนาแน่นอย่างเต็มที่เหมาะสำหรับการใช้งานด้านวิศวกรรมแบบใช้ปลายทาง

โลหะสำหรับการพิมพ์ SLM

โลหะทั่วไปที่พิมพ์ด้วยเทคโนโลยี SLM:

วัสดุคุณสมบัติสำคัญ
สแตนเลสความต้านทานการกัดกร่อนความแข็งแรงสูง
อลูมิเนียมอัลลอยด์น้ำหนักเบาเหนียว
โลหะผสมไทเทเนียมน้ำหนักเบาและแข็งแรงสูง
โลหะผสมนิกเกิลความต้านทานความร้อนและการกัดกร่อน
โคบอลต์ความเข้ากันได้ทางชีวภาพความต้านทานการสึกหรอ
เหล็กกล้าเครื่องมือความแข็งสูงความเสถียรทางความร้อน

ช่วงของโลหะถูกพิมพ์ด้วย SLM สำหรับแอปพลิเคชันที่แตกต่างกันซึ่งต้องการคุณสมบัติของวัสดุเฉพาะ

พารามิเตอร์กระบวนการ SLM

พารามิเตอร์กระบวนการ SLM ที่สำคัญ:

พารามิเตอร์ช่วงทั่วไป
พลังงานเลเซอร์100-400 W
ความเร็วในการสแกน100-5000 มม./วินาที
ระยะห่างฟัก50-200 μm
ความหนาของชั้น20-100 μm
ขนาดสปอต50-100 μm
สร้างบรรยากาศในห้องอาร์กอนหรือไนโตรเจน

พารามิเตอร์เหล่านี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมขึ้นอยู่กับวัสดุรูปทรงเรขาคณิตส่วนสร้างความเร็วและคุณสมบัติเชิงกลที่จำเป็น

ประโยชน์ของ การพิมพ์ SLM

ข้อดีที่สำคัญของการพิมพ์ SLM:

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

SLM ให้การประหยัดต้นทุนและเวลาที่สำคัญสำหรับการผลิตปริมาณต่ำถึงปานกลาง

แอปพลิเคชัน SLM

อุตสาหกรรมแอปพลิเคชันทั่วไป
การบินและอวกาศใบมีดกังหัน, วงเล็บโครงสร้าง, ส่วนประกอบเครื่องยนต์
ทางการแพทย์การรับมือทางทันตกรรม, รากฟันเทียม, เครื่องมือผ่าตัด
เกี่ยวกับยานยนต์ส่วนประกอบที่มีน้ำหนักเบาต้นแบบที่กำหนดเอง
ทางอุตสาหกรรมชิ้นส่วนหุ่นยนต์ที่มีน้ำหนักเบา, จิ๊ก, อุปกรณ์ติดตั้ง, เครื่องมือ

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:

บริษัทแบบอย่าง
EOSEOS M Series
ระบบ 3 มิติProx DMP Series
RenishawAM Series
สารเติมแต่ง GEแนวคิดเลเซอร์ M2
โซลูชั่น SLMSLM 500

ระบบแบบครบวงจรเหล่านี้ให้ความสามารถในการพิมพ์ SLM อัตโนมัติในขนาดการสร้างที่แตกต่างกัน

การพิมพ์ SLM

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

การพิมพ์ SLM

คำถามที่พบบ่อย

คำถามคำตอบ
วัสดุอะไรที่ใช้ใน SLM?วัสดุ SLM ทั่วไป ได้แก่ สแตนเลส, อลูมิเนียม, ไทเทเนียม, โลหะผสมนิกเกิล, เหล็กกล้าเครื่องมือและโคบอลต์-โครเมี่ยม
อุตสาหกรรมใดที่ใช้การพิมพ์ SLMภาคการบินและอวกาศการแพทย์ยานยนต์และภาคอุตสาหกรรมเป็นผู้นำของ SLM
ชิ้นส่วนโลหะจาก SLM สามารถใช้โดยตรงได้หรือไม่?ชิ้นส่วน SLM ส่วนใหญ่ต้องการการโพสต์การประมวลผลเช่นการตกแต่งพื้นผิวและการรักษาความร้อนก่อนใช้เป็นส่วนประกอบการใช้งาน
การพิมพ์ SLM เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมากหรือไม่?ไม่การพิมพ์ SLM เหมาะกว่าสำหรับขนาดขนาดเล็กถึงขนาดกลางมากกว่าปริมาณการผลิตจำนวนมาก
SLM สามารถบรรลุความแม่นยำและพื้นผิวได้อย่างไร?ความแม่นยำของ +/- 0.1-0.2% เป็นไปได้ ความขรุขระของพื้นผิวอยู่ในช่วง 10-30 ไมครอนก่อนที่จะเสร็จสิ้น

บทสรุป

การพิมพ์ SLM ช่วยให้สามารถผลิตชิ้นส่วนโลหะที่ซับซ้อนและมีประสิทธิภาพสูงพร้อมเวิร์กโฟลว์การผลิตดิจิตอล ในขณะที่เทคโนโลยียังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง SLM จะกลายเป็นไปได้สำหรับการใช้งานที่สำคัญมากขึ้นในอุตสาหกรรมที่แตกต่างกัน ความสามารถที่เป็นเอกลักษณ์ของการพิมพ์ SLM จะช่วยให้วิศวกรและนักออกแบบสามารถสร้างผลิตภัณฑ์รุ่นต่อไปที่เป็นนวัตกรรมโดยใช้การผลิตสารเติมแต่ง

รู้กระบวนการพิมพ์ 3 มิติเพิ่มเติม

ร่วมกัน

Facebook
Twitter
LinkedIn
Whatsapp
อีเมล
โลโก้โลหะ 3DP ขนาดเล็ก

Metal3DP Technology Co. , Ltd เป็นผู้ให้บริการชั้นนำของโซลูชั่นการผลิตสารเติมแต่งที่มีสำนักงานใหญ่ในชิงเต่าประเทศจีน บริษัท ของเรามีความเชี่ยวชาญในอุปกรณ์การพิมพ์ 3 มิติและผงโลหะประสิทธิภาพสูงสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรม

สอบถามเพื่อรับราคาที่ดีที่สุดและโซลูชันที่กำหนดเองสำหรับธุรกิจของคุณ!

บทความที่เกี่ยวข้อง

เกี่ยวกับ met3dp

Play Video

อัปเดตล่าสุด

ผลิตภัณฑ์ของเรา

ติดต่อเรา

มีคำถามอะไรไหม? ส่งข้อความถึงเราตอนนี้! เราจะให้บริการคำขอของคุณกับทีมงานทั้งหมดหลังจากได้รับข้อความของคุณ 

รับ Metal3DP's
โบรชัวร์ผลิตภัณฑ์

รับเทคโนโลยีล่าสุดนวัตกรรมและข่าวของ บริษัท ที่ส่งมอบ