Vi fortsætter med at introducere dig til forskellige 3D-printteknologier. Næste i rækken er SLM.

SLM, eller selektiv lasersmeltning er en unik additiv metode, der involverer at skabe forskellige produkter ved hjælp af lasersmeltning af metalpulver i henhold til specificerede CAD-modeller. Under arbejdet anvendes kun højeffektlasere.

SLM-maskiner hjælper med at løse komplekse problemer i industrielle virksomheder, der er specialiseret i produktion af maskiner inden for luftfart, energi, maskinteknik og instrumentfremstilling.

Derudover bruges sådanne installationer i institutter, designbureauer såvel som i processen med forskning og eksperimentelt arbejde.

Teknologi

3D-printprocessen begynder således: En tredimensionel digital model er opdelt i lag, så der kan skabes et todimensionelt billede for hver. Lagtykkelsen varierer fra 20 til 100 mikron.

Filen, som indeholder alle parametrene, sendes til speciel maskinsoftware, som analyserer dataene ved hjælp af enhedens tekniske muligheder. Som et resultat starter produktkonstruktionen.

Oprettelsescyklussen for hvert lag består af tre faser:

• påføring af et lag pulver på arbejdspladen;
• laserscanning af lagtværsnittet;
• sænkning af pladen til brøndens dybde, hvilket svarer til lagets tykkelse.

Konstruktionen af ​​enhver genstand foregår i arbejdskammeret på en SLM-printer. Den er fuldstændig fyldt med en inert gas: argon eller nitrogen. Valget af gas afhænger af det materiale, som pulveret er lavet af.

Efter færdiggørelse af konstruktionen tages produktet ud af maskinen med arbejdspladen, adskilles mekanisk og efterbearbejdning udføres.

Fordele ved selektiv lasersmeltning

Denne metode er så universel, at den har flere styrker, end den umiddelbart ser ud:

• skabelse af objekter med komplekse geometriske former med indre hulrum og konforme kølekanaler;
• produktion af produkter uden dyrt udstyr;
• de resulterende produkter er lette;
• besparelse på udskrivningsforbrugsvarer;
• muligheden for at genbruge pulveret efter sigtetrinnet.

Ansøgning

Metoden til selektiv lasersmeltning kan bruges i produktionsprocessen af ​​produkter til at fungere som en del af forskellige komponenter og samlinger, konstruktion af komplekse geometriske strukturer og formative elementer af forme til støbning af termoplast, individuelle proteser og implantater til tandpleje, samt produktion af frimærker.

Forbrugsvarer

Oftest anvendes pulvere fra metaller og legeringer såsom rustfrit stål, værktøjsstål, legeringer af kobolt, krom og titanium, aluminium, guld, sølv og platin som forbrugsstoffer.

Abonner på nyheder om 3D Print Expo 2017

De er førende inden for udviklingen af ​​de nyeste 3D-printteknologier af metal og afsluttede et projekt for at producere et titaniumprodukt til rumfartsindustrien, der måler 31 x 22,2 og 21,9 cm i diameter.

Til dato er dette den største del, der er fremstillet ved hjælp af SLM 280 additiv maskine med to 400-watt lasere. Det var denne maskine, der gjorde det muligt at printe et produkt af denne størrelse på relativt kort tid sammenlignet med traditionel fremstillingsteknologi.

Standardstørrelsen på byggeplatformen i 3D-printere af denne klasse er 250 mm x 250 mm. SLM 280 har dog en større platform, der måler 280 mm x 280 mm, hvilket gør det muligt at printe større produkter.

Udviklingen inden for selektiv lasersmeltning (SLM) metal 3D-print (inklusive titanium) til rumfartsindustrien har på grund af dens høje styrke og lette vægt gjort SLM Solutions til en af ​​de førende OEM-producenter. SLM Solutions har overvundet begrænsningerne i byggekammerstørrelsen og andre udfordringer, man støder på i fremstilling af store titanium, og fortsætter med at forbedre sin teknologi på dette område.

Titanium pulver 3D print proces

Som Mike Hansen, applikationsingeniør for SLM Solutions North America, forklarer, er fremskridt inden for titanium 3D-printning særligt vigtige: titanium er et meget hårdt metal og er tilbøjeligt til at revne på grund af høje restspændinger, hvilket er blevet et alvorligt problem. "Geometrien af ​​delen var ikke særlig kompleks, men vanskeligheden var at producere et så stort produkt fra titanium ved hjælp af additiv teknologi," bemærkede ingeniøren.

Et system udviklet og patenteret af SLM Solutions, bestående af to lasere, hjalp med at løse dette problem. Behandling af produktet i overlapningszonen samtidigt med to lasere gjorde det muligt ikke kun at fremskynde printprocessen, men også at producere et større produkt. SLM Solutions gennemførte overlapningstest på materialet, som bekræftede, at der ikke var nogen forskel i materialekvalitet mellem de områder, der blev printet med én laser, og de overlapningsområder, hvor to lasere vekslede mellem de to lasere. SLM Solutions ingeniører gennemgik adskillige iterationer for at forberede filen og udskrive flere testeksempler for at sikre, at opgaven ville blive fuldført. Kunden havde brug for en måde at producere dette produkt på, som ville spare omkostninger, tid og reducere vægten.

"Dette stykke er bemærkelsesværdigt for dets størrelse og det faktum, at det blev produceret af titanium på seks og en halv dag uden afbrydelser under trykningsprocessen," siger Hansen. "Det faktum, at SLM 3D-printeren kan fungere i så lang tid uden at kræve rengøring eller anden vedligeholdelse, er ekstremt vigtigt i sig selv."

Mens 3D-printteknologi typisk får opmærksomhed for sin evne til at reproducere unikke geometrier, var dette rumfartsprodukt ikke specielt udfordrende i den henseende. At fremstille en titaniumdel af denne størrelse på så kort tid ville dog næppe være muligt ved brug af traditionel bearbejdningsteknologi.

Fremstillingsprocessen ved hjælp af traditionel bearbejdning ville tage flere uger.

"Additiv fremstillingsteknologi er ikke begrænset af begrænsningerne ved traditionelle maskiner og værktøj, så vi kan skabe mere organiske former, og hele design- og udviklingscyklussen af ​​kritiske rumfartsprodukter er væsentligt forkortet," forklarede Hansen.

Richard Grylls, Ph.D., Metallurgical Engineering, Application Manager og Technical Director, SLM Solutions North America, kommenterede: "I betragtning af produktets størrelse ville fremstillingsprocessen have taget flere uger ved brug af traditionel bearbejdning; dette ville kræve fire eller fem overgange. Det ville med andre ord være en meget dyr proces. Det ville tage endnu længere tid at producere et produkt ved hjælp af støbeteknologi, fordi værktøj ville være påkrævet, og fremstillingsprocessen kunne tage op til seks måneder. Derudover er traditionelt udstyr dyrt. Vi fuldførte opgaven meget hurtigere, selvom prisen på produktet var højere. Men i betragtning af den sparede tid er omkostningerne berettigede for et missionskritisk produkt af denne størrelse."

Turbineblad additivt trykt på SLM 280HL

SLM Solutions har opnået imponerende resultater med hensyn til produktionshastighed, kvalitet og tæthed af det endelige produkt. Hansen bemærkede, at "at opfylde de strenge kvalitetskrav og materialespecifikationer ved brug af titanium i stærkt regulerede industrier såsom rumfart og bilindustrien kræver omfattende materialetest og parameteroptimering for at sikre, at kunden får præcis, hvad de har brug for."

Kvalitetskontrolkravene i flyindustrien er ret omfattende: En ikke-destruktiv testmetode som CT-scanning bruges typisk til at teste produktet for hulrum eller porøsitet, men kunden kan vælge destruktiv test og skære produktet. "Vi udførte først ikke-destruktiv test af produktet og testede det derefter under virkelige forhold ved at installere produktet på en motor og køre det til fejl," siger Hansen.

I takt med at additiv fremstillingsteknologi udvikler sig, oplever SLM Solutions en stigende efterspørgsel efter sine løsninger. Men materialer og fremstillingsprocesser forbedres så hurtigt, at standarderne ikke kan følge med. "Vi bliver i stigende grad kontaktet af virksomheder, der bruger traditionelle teknologier, men som ønsker at øge produktionshastigheden og samtidig bevare kvaliteten og ønsker at drage fordel af fordelene ved additiv fremstilling," tilføjede Hansen. "Denne industri ændrer sig bogstaveligt talt hver dag og bevæger sig meget hurtigt, men vi ser en kløft mellem udviklingstempoet af additive fremstillingsteknologier og nogle industriers evne, især rumfart og bilindustrien, til at certificere nye materialer og teknologier så hurtigt."

Produktmål: 31 x 22,2 cm, diameter 21,9 cm
Materiale: Ti64
Udskrivningstid: 6,5 dage
Additiv maskine: SLM 280 med to 400 W lasere

SLM (Selective Laser Melting) - selektiv lasersmeltning - en innovativ teknologi til fremstilling af komplekse i form og strukturprodukter fra metalpulvere ved hjælp af matematiske CAD-modeller. Denne proces består af sekventiel lag-for-lag-smeltning af pulvermateriale ved hjælp af kraftig laserstråling. SLM åbner de bredeste muligheder for moderne produktion, da det giver dig mulighed for at skabe metalprodukter med høj præcision og tæthed, optimere designet og reducere vægten af ​​fremstillede dele.

Selektiv lasersmeltning er en af ​​de metal 3D-printteknologier, der med succes kan komplementere klassiske fremstillingsprocesser. Det gør det muligt at fremstille genstande, hvis fysiske og mekaniske egenskaber er bedre end produkter af standardteknologier. Ved hjælp af SLM-teknologi er det muligt at skabe unikke produkter med kompleks profil uden brug af bearbejdning og dyrt udstyr, især på grund af evnen til at kontrollere produkternes egenskaber.

SLM-maskiner er designet til at løse komplekse problemer inden for energi, olie og gas, ingeniørindustrien, metalbearbejdning, medicin og smykker. De bruges også i forskningscentre, designbureauer og uddannelsesinstitutioner, når der udføres forskning og eksperimentelt arbejde.

Udtrykket "lasersintring", som ofte bruges til at beskrive SLM, er ikke helt nøjagtigt, da metalpulveret, der tilføres 3D-printeren under laserstrålen, ikke er sintret, men smeltes fuldstændigt og omdannes til et homogent råmateriale.

Eksempler på anvendelse af selektiv lasersmelteteknologi

Hvor bruges SLM-teknologi?

Selektiv lasersmeltning anvendes i industrien til fremstilling af:

• komponenter af forskellige enheder og enheder;
• strukturer med kompleks form og struktur, herunder multi-element og ikke-aftagelige;
• frimærker;
• prototyper;
• smykker;
• implantater og proteser i tandplejen.

Dataanalyse og produktdesign

Først opdeles den digitale 3D-model af delen i lag, så hvert lag, som er 20-100 mikron tykt, gengives i 2D. Specialiseret software analyserer dataene i STL-filen (industristandard) og matcher dem med 3D-printerspecifikationerne. Det næste trin efter behandling af den modtagne information er konstruktion, som består af et stort antal cyklusser for hvert lag af det oprettede objekt.

Lagkonstruktion omfatter følgende operationer:

• metalpulver påføres byggepladen, som er fastgjort til byggeplatformen;
• laserstrålen scanner tværsnittet af produktlaget;
• platformen sænkes ned i konstruktionsbrønden til en dybde, der passer til lagets tykkelse.

Konstruktionen udføres i kammeret i en SLM-maskine, som er fyldt med en inert gas (argon eller nitrogen). Hovedvolumen af ​​gas forbruges i den indledende fase, når al luft fjernes fra konstruktionskammeret ved udrensning. Efter færdiggørelsen af ​​byggeprocessen fjernes delen og pladen fra pulver-3D-printerkammeret, og adskilles derefter fra pladen, understøtningerne fjernes, og den endelige behandling af produktet udføres.

Fordele ved selektiv lasersmelteteknologi

SLM-teknologi har seriøse udsigter til at øge produktionseffektiviteten i mange industrier, fordi:

• giver høj nøjagtighed og repeterbarhed;
• de mekaniske egenskaber for produkter, der er printet med denne type 3D-printere, kan sammenlignes med støbning;
• løser komplekse teknologiske problemer forbundet med fremstilling af geometrisk komplekse produkter;
• forkorter cyklussen af ​​forsknings- og udviklingsarbejde og sikrer konstruktion af komplekse profildele uden brug af udstyr;
• giver dig mulighed for at reducere vægten ved at konstruere genstande med indre hulrum;
• sparer materiale under produktionen.

SLM Solutions: integrerede systemløsninger til metal 3D-print

Produkter oprettet på SLM Solutions-installationen

SLM Solutions, med hovedkontor i Lübeck, Tyskland, er en førende udvikler af teknologier til fremstilling af metaladditive. Selskabets hovedaktivitet er udvikling, montage og salg af udstyr og integrerede systemløsninger inden for selektiv lasersmeltning. iQB Technologies er den officielle distributør af SLM Solutions i Rusland.

SLM-teknologi - lag-for-lag lasersmeltning af metalpulvere - er en af ​​metoderne til additiv fremstilling af produkter, som aktivt har taget fart i de sidste 10 år. I dag er det allerede ret godt kendt af produktionsmedarbejdere. Denne teknologi har mange fordele, men ikke desto mindre holder den aldrig op med at forbløffe nye muligheder, når den betjener udstyr baseret på den. Lederen inden for produktion af udstyr til denne teknologi er det tyske firma SLM Solutions.

For nylig har det været repræsenteret i Ukraine af Stan-Komplekt joint venture.

Selektiv lasersmeltning (SLM) teknologi er en kraftfuld fremstillingsløsning til virksomheder, der kræver hurtig produktion af høj kvalitet af produkter fra en række forskellige metaller.

SLM-installationer bruges i dag aktivt i en række forskellige industrier til produktion af mastermodeller, formindsatser, prototypedele, færdige produkter fremstillet af rustfrit og værktøjsstål med tilstedeværelse af kobolt, krom og nikkel, samt aluminium, titanium osv. ...

SLM Solutions-virksomheden er grundlæggeren af ​​SLM-teknologi (patenter siden 1998) og en af ​​verdens førende inden for produktion af udstyr baseret på den.

Virksomhedens hovedkvarter og produktionsfaciliteter er beliggende i Lübeck (Tyskland).

SLM teknologi

SLM-teknologi er en avanceret metode til fremstilling af metalprodukter gennem lag-for-lag lasersmeltning af metalpulver baseret på tredimensionelle computerdesigndata. Produktets produktionstid reduceres således betydeligt, da behovet for mange mellemliggende operationer forsvinder. Processen involverer sekventielt at smelte meget tynde lag af metalpulver ved hjælp af moderne fiberlasere, og dermed bygge delen op lag for lag. Ved hjælp af denne teknologi skabes præcise og homogene metalprodukter. Ved at bruge det bredeste udvalg af kvalitetspulvermetaller og -legeringer giver SLM-teknologien hidtil usete muligheder for produktion af metaldele til industriel brug med betydelige fordele: formkompleksitet, minimal vægtykkelse, kombination af materialer med forskellige densiteter, ingen efterbehandling, spild -gratis, omkostningseffektiv osv. Software, der leveres komplet med installationer, har en åben arkitektur, som også udvider dette udstyrs muligheder.

Driftsprincip for SLM-installationer:

• til foreløbig databehandling i CAD-systemet opnås tværsnit af 3D-modellen med et minimumstrin;
• pulveret tilføres fra en automatisk enhed til en opvarmet arbejdsplatform og fordeles derefter på flyet i et tyndt lag i to retninger;
• moderne glasfiberlasere smelter et segment af hvert lag i overensstemmelse med tværsnitskonfigurationen af ​​delen i specificerede koordinater (2D-fil).

I dette tilfælde smeltes hvert efterfølgende lag på det foregående, hvilket sikrer homogeniteten af ​​produktets struktur.

Denne procedure gentages, indtil det resulterende produkt nøjagtigt matcher CAD-modellen. Usmeltet metalpulver fjernes til et specielt kammer og bruges derefter igen.

Fordele ved SLM installationer

SLM Solutions-serien af ​​lasersintringsudstyr bruger en række unikke, patentbeskyttede komponenter og teknologier:

MULTILASER— samtidig brug af to eller flere (op til 4) lasere.

Giver dig mulighed for at opnå en 400 % stigning i produktiviteten sammenlignet med maskiner udstyret med en enkelt laser;

UNIK DUAL BEAM TEKNOLOGI(Hull-Core). Brugen af ​​to forskellige lasere (400 og 1000 W) gør det muligt at udføre sintring endnu hurtigere og med bedre kvalitet. Hvor maksimal præcision er påkrævet, bruger installationen en tyndere laserstråle, og for at øge hastigheden i simple områder øges dens kraft og diameter;

PULVERDISTRIBUTION I TO RETNINGER STRAKS. Den innovative løsning fra SLM Solutions giver dig mulighed for at reducere udskrivningstiden for et produkt med det halve;

STORE KAMERA STØRRELSERstore kamerastørrelser. Lasersintringsmaskiner er designet til at producere dele op til 500 × 280 × 365 mm i størrelse (data fra juli 2016). I én session kan du dyrke et stort produkt eller flere små;

HØJ HASTIGHED OG PRÆCISION AF PRODUKTIONEN: SLM Solutions udstyr er i stand til at producere op til 105 cm 3 færdige metalprodukter i timen. Dette er 1,5-2 gange mere end installationer af denne klasse fra andre producenter. Samtidig er den mindste vægtykkelse kun 180 mikron. Sammen med dette sikrer sporingssystemer til byggeprocessen og kvalitetskontrol en høj grad af kontrollerbarhed af hele produktionscyklussen;

STORT UDVALG AF MATERIALER: rustfrit stål, værktøjsstål, nikkelbaserede legeringer, aluminium, titanium. De mest pålidelige, gennemprøvede og alsidige materialer. Takket være den åbne softwarearkitektur kan du bruge metalpulver fra enhver producent uden yderligere omkostninger til omkonfiguration;

SPECIAL SOFTWARE. SLM Solutions lasersmeltemaskiner leveres komplet med speciel software - SLM AutoFabMC. Det forenkler ikke kun 3D-printprocessen, men giver dig også mulighed for at optimere produktionsprocesserne så meget som muligt, reducere byggetiden og spare forbrugsstoffer. Softwaren giver dig mulighed for at arbejde med de mest udbredte dataformater i produktionsmiljøet.

Hovedforbrugere

Luftfartsindustrien