Nastavljamo da vas upoznajemo sa različitim tehnologijama 3D štampanja. Sljedeći na redu je SLM.

SLM, ili Selektivno lasersko topljenje je jedinstvena aditivna metoda koja uključuje izradu različitih proizvoda laserskim topljenjem metalnog praha prema specificiranim CAD modelima. Tokom rada koriste se samo laseri velike snage.

SLM mašine pomažu u rješavanju složenih problema u industrijskim preduzećima specijalizovanim za proizvodnju mašina u sektoru vazduhoplovstva, energetike, mašinstva i izrade instrumenata.

Osim toga, takve instalacije se koriste u institutima, projektantskim biroima, kao iu procesu istraživačkog i eksperimentalnog rada.

Tehnologija

Proces 3D štampe počinje ovako: trodimenzionalni digitalni model se dijeli na slojeve tako da se za svaki može kreirati dvodimenzionalna slika. Debljina sloja varira od 20 do 100 mikrona.

Datoteka, koja sadrži sve parametre, šalje se specijalnom mašinskom softveru, koji analizira podatke koristeći tehničke mogućnosti uređaja. Kao rezultat, počinje izgradnja proizvoda.

Ciklus stvaranja svakog sloja sastoji se od tri faze:

• nanošenje sloja praha na radnu ploču;
• lasersko skeniranje poprečnog presjeka sloja;
• spuštanje ploče na dubinu bunara, što odgovara debljini sloja.

Konstrukcija bilo kojeg objekta odvija se u radnoj komori SLM štampača. Potpuno je ispunjen inertnim plinom: argonom ili dušikom. Izbor plina ovisi o materijalu od kojeg je prah napravljen.

Po završetku izgradnje proizvod se vadi iz mašine sa radnom pločom, mehanički se odvaja i vrši naknadna obrada.

Prednosti selektivnog laserskog topljenja

Ova metoda je toliko univerzalna da ima više prednosti nego što se na prvi pogled čini:

• stvaranje objekata složenih geometrijskih oblika sa unutrašnjim šupljinama i konformnim kanalima za hlađenje;
• proizvodnja proizvoda bez skupe opreme;
• rezultirajući proizvodi su lagani;
• ušteda na potrošnom materijalu za štampanje;
• mogućnost ponovne upotrebe praha nakon faze prosijavanja.

Aplikacija

Metoda selektivnog laserskog topljenja može se koristiti u procesu proizvodnje proizvoda za rad u sastavu različitih komponenti i sklopova, konstrukciji složenih geometrijskih struktura i formativnih elemenata kalupa za livenje termoplasta, pojedinačnih proteza i implantata za stomatologiju, kao i proizvodnju maraka.

Potrošni materijal

Kao potrošni materijal najčešće se koriste prahovi od metala i legura kao što su nerđajući čelik, alatni čelik, legure kobalta, hroma i titana, aluminijuma, zlata, srebra i platine.

Pretplatite se na vijesti 3D Print Expo 2017

Lider u razvoju najnovijih metalnih tehnologija 3D štampanja, završili su projekat proizvodnje proizvoda od titanijuma za vazduhoplovnu industriju dimenzija 31 x 22,2 i 21,9 cm u prečniku.

Do danas, ovo je najveći dio proizveden korištenjem SLM 280 aditiva s dva lasera od 400 vati. Upravo je ova mašina omogućila štampanje proizvoda ove veličine u relativno kratkom vremenu u poređenju sa tradicionalnom tehnologijom proizvodnje.

Standardna veličina platforme za izgradnju u 3D štampačima ove klase je 250 mm x 250 mm. Međutim, SLM 280 ima veću platformu dimenzija 280 mm x 280 mm, što omogućava štampanje većih proizvoda.

Razvoj u oblasti selektivnog laserskog topljenja (SLM) 3D štampanja metala (uključujući titan) za vazduhoplovnu industriju, zbog svoje velike čvrstoće i male težine, učinio je SLM Solutions jednim od vodećih OEM proizvođača. SLM Solutions je prevazišao ograničenja veličine komore za izgradnju i druge izazove sa kojima se susreće u proizvodnji velikih titanijuma i nastavlja da unapređuje svoju tehnologiju u ovoj oblasti.

Proces 3D štampe u prahu od titanijuma

Kako objašnjava Mike Hansen, inženjer aplikacija za SLM Solutions North America, napredak u 3D štampi od titanijuma je posebno važan: titanijum je veoma tvrd metal i sklon je pucanju usled visokih zaostalih napona, što je postalo ozbiljan problem. „Geometrija dijela nije bila posebno složena, ali poteškoća je bila u proizvodnji tako velikog proizvoda od titanijuma korištenjem aditivne tehnologije“, primijetio je inženjer.

Sistem koji je razvio i patentirao SLM Solutions, koji se sastoji od dva lasera, pomogao je u rješavanju ovog problema. Obrada proizvoda u zoni preklapanja istovremeno sa dva lasera omogućila je ne samo ubrzavanje procesa štampe, već i proizvodnju većeg proizvoda. SLM Solutions je izvršio testove preklapanja na materijalu, koji su potvrdili da nema razlike u kvaliteti materijala između područja otisnutih jednim laserom i područja preklapanja gdje su se dva lasera naizmenično smjenjivala između dva lasera. Inženjeri SLM Solutions prošli su nekoliko iteracija kako bi pripremili datoteku i odštampali nekoliko probnih uzoraka kako bi osigurali da će zadatak biti završen. Klijentu je bio potreban način proizvodnje ovog proizvoda koji bi uštedio troškove, vrijeme i smanjio težinu.

„Ovaj komad je izvanredan po svojoj veličini i činjenici da je proizveden od titanijuma za šest i po dana bez prekida u procesu štampanja“, kaže Hansen. “Činjenica da SLM 3D štampač može raditi tako dugo bez potrebe za čišćenjem ili drugim održavanjem izuzetno je važna sama po sebi.”

Dok tehnologija 3D štampanja obično privlači pažnju zbog svoje sposobnosti da reprodukuje jedinstvene geometrije, ovaj vazduhoplovni proizvod nije bio posebno izazovan u tom pogledu. Međutim, proizvodnja titanijskog dijela ove veličine u tako kratkom vremenu teško bi bila moguća upotrebom tradicionalne tehnologije obrade.

Proces proizvodnje koristeći tradicionalnu mašinsku obradu trajao bi nekoliko sedmica.

„Tehnologija aditivne proizvodnje nije ograničena ograničenjima tradicionalnih mašina i alata, tako da možemo kreirati više organskih oblika, a čitav ciklus dizajna i razvoja kritičnih vazduhoplovnih proizvoda je značajno skraćen“, objasnio je Hansen.

Richard Grylls, Ph.D., metalurški inženjering, menadžer aplikacija i tehnički direktor, SLM Solutions North America, komentirao je: „S obzirom na veličinu proizvoda, proizvodni proces bi trajao nekoliko sedmica koristeći tradicionalnu mašinsku obradu; ovo bi zahtijevalo četiri ili pet promjena. Drugim rečima, to bi bio veoma skup proces. Za proizvodnju proizvoda korištenjem tehnologije livenja bilo bi potrebno još više vremena jer bi bila potrebna alatka, a proces proizvodnje mogao bi trajati i do šest mjeseci. Osim toga, tradicionalna oprema je skupa. Zadatak smo obavili mnogo brže, iako je cijena proizvoda bila veća. Međutim, s obzirom na ušteđeno vrijeme, cijena je opravdana za kritičan proizvod ove veličine.”

Lopatica turbine aditivno štampana na SLM 280HL

SLM Solutions je postigao impresivne rezultate u pogledu brzine proizvodnje, kvaliteta i gustine finalnog proizvoda. Hansen je napomenuo da "ispunjavanje strogih zahtjeva za kvalitetom i specifikacija materijala kada se koristi titan u visoko reguliranim industrijama kao što su zrakoplovstvo i automobilska industrija zahtijeva opsežna testiranja materijala i optimizaciju parametara kako bi se osiguralo da kupac dobije upravo ono što im je potrebno."

Zahtjevi za kontrolu kvalitete u zrakoplovnoj industriji su prilično opsežni: metoda ispitivanja bez razaranja, kao što je CT skeniranje, obično se koristi za testiranje proizvoda na šupljine ili poroznost, ali kupac može odabrati destruktivno ispitivanje i izrezati proizvod. „Prvo smo izvršili ispitivanje proizvoda bez razaranja, a zatim ga testirali u stvarnim uslovima tako što smo proizvod instalirali na motor i radili ga do kvara“, kaže Hansen.

Kako tehnologija aditivne proizvodnje napreduje, SLM Solutions bilježi sve veću potražnju za svojim rješenjima. Međutim, materijali i proizvodni procesi se tako brzo poboljšavaju da standardi ne mogu pratiti korak. „Sve više nam se obraćaju kompanije koje koriste tradicionalne tehnologije, ali žele povećati brzinu proizvodnje uz zadržavanje kvaliteta i žele iskoristiti prednosti aditivne proizvodnje“, dodao je Hansen. “Ova industrija se mijenja doslovno svaki dan i kreće se vrlo brzo, ali vidimo jaz između tempa razvoja aditivnih proizvodnih tehnologija i sposobnosti nekih industrija, posebno zrakoplovne i automobilske, da što brže certificiraju nove materijale i tehnologije.”

Dimenzije proizvoda: 31 x 22,2 cm, prečnik 21,9 cm
Materijal: Ti64
Vrijeme štampe: 6,5 dana
Mašina za dodatke: SLM 280 sa dva lasera od 400 W

SLM (Selective Laser Melting) - selektivno lasersko topljenje - inovativna tehnologija za proizvodnju složenih po obliku i strukturi proizvoda od metalnog praha pomoću matematičkih CAD modela. Ovaj proces se sastoji od uzastopnog topljenja praškastog materijala sloj po sloj pomoću snažnog laserskog zračenja. SLM otvara najšire mogućnosti za modernu proizvodnju, jer vam omogućava da kreirate metalne proizvode visoke preciznosti i gustine, optimizirate dizajn i smanjite težinu proizvedenih dijelova.

Selektivno lasersko topljenje jedna je od tehnologija 3D štampe metala koja može uspješno nadopuniti klasične proizvodne procese. Omogućava proizvodnju objekata čija su fizička i mehanička svojstva superiornija u odnosu na proizvode standardnih tehnologija. Koristeći SLM tehnologiju, moguće je kreirati jedinstvene proizvode složenog profila bez upotrebe strojne obrade i skupe opreme, posebno zbog mogućnosti kontrole svojstava proizvoda.

SLM mašine su dizajnirane da rešavaju složene probleme u energetici, nafti i gasu, inženjerskoj industriji, obradi metala, medicini i nakitu. Koriste se i u istraživačkim centrima, projektantskim biroima i obrazovnim institucijama pri izvođenju istraživačkog i eksperimentalnog rada.

Termin „lasersko sinterovanje“, koji se često koristi za opisivanje SLM, nije sasvim tačan, jer se metalni prah koji se ubacuje u 3D štampač ispod laserskog snopa ne sinteruje, već se potpuno topi i pretvara u homogenu sirovinu.

Primjeri primjene tehnologije selektivnog laserskog topljenja

Gdje se koristi SLM tehnologija?

Selektivno lasersko topljenje koristi se u industriji za proizvodnju:

• komponente raznih jedinica i jedinica;
• strukture složenog oblika i strukture, uključujući višeelementne i neuklonjive;
• marke;
• prototipovi;
• nakit;
• implantati i proteze u stomatologiji.

Analiza podataka i dizajn proizvoda

Prvo se digitalni 3D model dijela dijeli na slojeve tako da se svaki sloj debljine 20-100 mikrona prikazuje u 2D. Specijalizovani softver analizira podatke u datoteci STL (industrijski standard) i usklađuje ih sa specifikacijama 3D štampača. Sljedeća faza nakon obrade primljenih informacija je konstrukcija, koja se sastoji od velikog broja ciklusa za svaki sloj objekta koji se kreira.

Konstrukcija slojeva uključuje sljedeće operacije:

• metalni prah se nanosi na ploču za izgradnju, koja je pričvršćena za platformu za izgradnju;
• laserska zraka skenira poprečni presjek sloja proizvoda;
• platforma se spušta u građevinski bunar na dubinu koja odgovara debljini sloja.

Konstrukcija se izvodi u komori SLM mašine koja je punjena inertnim gasom (argon ili azot). Glavna količina gasa se troši u početnoj fazi, kada se sav vazduh uklanja iz građevinske komore pročišćavanjem. Po završetku procesa konstrukcije, dio i ploča se uklanjaju iz komore za prah 3D printera, a zatim se odvajaju od ploče, skidaju nosači i vrši se završna obrada proizvoda.

Prednosti tehnologije selektivnog laserskog topljenja

SLM tehnologija ima ozbiljne izglede za povećanje efikasnosti proizvodnje u mnogim industrijama jer:

• pruža visoku tačnost i ponovljivost;
• mehaničke karakteristike proizvoda štampanih ovim tipom 3D štampača uporedive su sa livenjem;
• rješava složene tehnološke probleme vezane za izradu geometrijski složenih proizvoda;
• skraćuje ciklus istraživačko-razvojnih radova, osiguravajući izradu dijelova složenog profila bez upotrebe opreme;
• omogućava vam da smanjite težinu izgradnjom objekata s unutarnjim šupljinama;
• štedi materijal tokom proizvodnje.

SLM rješenja: integrirana sistemska rješenja za metalnu 3D štampu

Proizvodi kreirani na instalaciji SLM Solutions

SLM Solutions, sa sjedištem u Lübecku, Njemačka, vodeći je u razvoju tehnologija za proizvodnju metalnih aditiva. Osnovna delatnost kompanije je razvoj, montaža i prodaja opreme i integrisanih sistemskih rešenja u oblasti selektivnog laserskog topljenja. iQB Technologies je zvanični distributer SLM rješenja u Rusiji.

SLM tehnologija - sloj-po-slojno lasersko topljenje metalnih prahova - jedna je od metoda aditivne proizvodnje proizvoda, koja se aktivno razvija u posljednjih 10 godina. Danas je to već prilično poznato proizvodnim radnicima. Ova tehnologija ima mnogo prednosti, ali, ipak, kada se koristi oprema zasnovana na njoj, ne prestaje da oduševljava novim mogućnostima. Lider u proizvodnji opreme za ovu tehnologiju je njemačka kompanija SLM Solutions.

Nedavno ga je u Ukrajini predstavljalo zajedničko preduzeće Stan-Komplekt.

Tehnologija selektivnog laserskog topljenja (SLM) je moćno proizvodno rješenje za poduzeća koja zahtijevaju brzu, visokokvalitetnu proizvodnju proizvoda od raznih metala.

SLM instalacije se danas aktivno koriste u raznim industrijama za proizvodnju master modela, kalupnih umetaka, prototipnih delova, gotovih proizvoda od nerđajućeg i alatnog čelika sa prisustvom kobalta, hroma i nikla, kao i aluminijuma, titana itd. .

Kompanija SLM Solutions je osnivač SLM tehnologije (patenata od 1998. godine) i jedan od svetskih lidera u proizvodnji opreme zasnovane na njoj.

Sjedište i proizvodni pogoni kompanije nalaze se u Lübecku (Njemačka).

SLM tehnologija

SLM tehnologija je napredna metoda proizvodnje metalnih proizvoda putem laserskog topljenja metalnog praha sloj po sloj na osnovu podataka trodimenzionalnog kompjuterskog dizajna. Time se vrijeme proizvodnje proizvoda značajno smanjuje, jer nestaje potreba za mnogim međuoperacijama. Proces uključuje uzastopno topljenje vrlo tankih slojeva metalnog praha pomoću modernih laserskih vlakana, čime se gradi sloj po sloj. Ovom tehnologijom nastaju precizni i homogeni proizvodi od metala. Koristeći najširi asortiman kvalitetnih praškastih metala i legura, SLM tehnologija nudi neviđene mogućnosti za proizvodnju metalnih dijelova za industrijsku upotrebu sa značajnim prednostima: složenost oblika, minimalna debljina stijenke, kombinacija materijala različitih gustoća, bez naknadne obrade, otpada. -besplatan, isplativ itd. Softver koji se isporučuje u kompletu sa instalacijama ima otvorenu arhitekturu, što takođe proširuje mogućnosti ove opreme.

Princip rada SLM instalacija:

• za preliminarnu obradu podataka u CAD sistemu dobijaju se poprečni preseci 3D modela sa minimalnim korakom;
• prah se iz automatskog uređaja unosi na zagrijanu radnu platformu, a zatim se raspoređuje po ravni u tankom sloju u dva smjera;
• moderni fiberglas laseri tope segment svakog sloja u skladu sa konfiguracijom poprečnog presjeka dijela u određenim koordinatama (2D datoteka).

U ovom slučaju, svaki sljedeći sloj se spaja na prethodni, što osigurava jednoliku strukturu proizvoda.

Ovaj postupak se ponavlja sve dok se dobijeni proizvod potpuno ne poklapa sa CAD modelom. Neotopljeni metalni prah se uklanja u posebnu komoru i zatim ponovo koristi.

Prednosti SLM instalacija

SLM Solutions linija opreme za lasersko sinteriranje koristi brojne jedinstvene, patentom zaštićene komponente i tehnologije:

MULTILASER— istovremena upotreba dva ili više (do 4) lasera.

Omogućava vam da postignete 400% povećanje produktivnosti u poređenju sa mašinama opremljenim jednim laserom;

JEDINSTVENA DUAL BEAM TEHNOLOGIJA(Hull-Core). Upotreba dva različita lasera (400 i 1000 W) omogućava da se sinterovanje obavi još brže i kvalitetnije. Tamo gdje je potrebna maksimalna preciznost, instalacija koristi tanji laserski snop, a za povećanje brzine u jednostavnim područjima povećavaju se njegova snaga i promjer;

DISTRIBUCIJA PRAHA U DVA SMJERA ODJEDNOM. Inovativno rešenje SLM Solutions vam omogućava da prepolovite vreme štampanja proizvoda;

VELIKE VELIČINE KAMERAvelike veličine kamere. Mašine za lasersko sinterovanje su dizajnirane za proizvodnju delova do 500 × 280 × 365 mm (podaci od jula 2016. godine). U jednoj sesiji možete uzgajati jedan veliki proizvod ili nekoliko malih;

VELIKA BRZINA I PRECIZNOST PROIZVODNJE: Oprema SLM Solutions može proizvesti do 105 cm 3 gotovih metalnih proizvoda na sat. To je 1,5-2 puta više od instalacija ove klase drugih proizvođača. Istovremeno, minimalna debljina zida je samo 180 mikrona. Uz to, sistemi praćenja procesa izgradnje i kontrole kvaliteta osiguravaju visok stepen upravljivosti cjelokupnog proizvodnog ciklusa;

ŠIROK IZBOR MATERIJALA: nerđajući čelik, alatni čelik, legure na bazi nikla, aluminijum, titan. Najpouzdaniji, dokazani i najraznovrsniji materijali. Zahvaljujući otvorenoj softverskoj arhitekturi, možete koristiti metalni prah bilo kojeg proizvođača, bez dodatnih troškova rekonfiguracije;

SPECIJALNI SOFTVER. SLM Solutions laserske mašine za topljenje se isporučuju u kompletu sa posebnim softverom - SLM AutoFabMC. Ne samo da pojednostavljuje proces 3D štampanja, već vam omogućava da optimizujete proizvodne procese što je više moguće, smanjite vreme izgradnje i uštedite potrošni materijal. Softver vam omogućava rad sa najčešće korištenim formatima podataka u proizvodnom okruženju.

Glavni potrošači

Vazdušna industrija