Wij blijven u kennis laten maken met verschillende 3D-printtechnologieën. De volgende in de rij is SLM.

SLM, of selectief lasersmelten is een unieke additieve methode waarbij verschillende producten worden gemaakt door middel van het lasersmelten van metaalpoeder volgens gespecificeerde CAD-modellen. Tijdens de werkzaamheden worden alleen lasers met hoog vermogen gebruikt.

SLM-machines helpen bij het oplossen van complexe problemen in industriële ondernemingen die gespecialiseerd zijn in de productie van machines in de sectoren lucht- en ruimtevaart, energie, machinebouw en instrumentenbouw.

Bovendien worden dergelijke installaties gebruikt in instituten, ontwerpbureaus, maar ook in het proces van onderzoek en experimenteel werk.

Technologie

Het 3D-printproces begint als volgt: een driedimensionaal digitaal model wordt in lagen verdeeld, zodat van elk een tweedimensionaal beeld kan worden gemaakt. De laagdikte varieert van 20 tot 100 micron.

Het bestand, dat alle parameters bevat, wordt naar speciale machinesoftware gestuurd, die de gegevens analyseert met behulp van de technische mogelijkheden van het apparaat. Als gevolg hiervan begint de productconstructie.

De creatiecyclus van elke laag bestaat uit drie fasen:

• het aanbrengen van een laag poeder op de werkplaat;
• laserscannen van de dwarsdoorsnede van de laag;
• het laten zakken van de plaat tot de diepte van de put, wat overeenkomt met de dikte van de laag.

De constructie van elk object vindt plaats in de werkkamer van een SLM-printer. Het is volledig gevuld met een inert gas: argon of stikstof. De gaskeuze is afhankelijk van het materiaal waaruit het poeder is gemaakt.

Na voltooiing van de opbouw wordt het product met de werkplaat uit de machine gehaald, mechanisch gescheiden en vindt er een nabewerking plaats.

Voordelen van selectief lasersmelten

Deze methode is zo universeel dat ze meer sterke punten heeft dan op het eerste gezicht lijkt:

• creatie van objecten met complexe geometrische vormen met interne holtes en conforme koelkanalen;
• productie van producten zonder dure apparatuur;
• de resulterende producten zijn licht;
• besparing op printverbruiksartikelen;
• de mogelijkheid om het poeder na de zeeffase te hergebruiken.

Sollicitatie

De methode van selectief lasersmelten kan worden gebruikt in het productieproces van werkproducten als onderdeel van verschillende componenten en samenstellingen, de constructie van complexe geometrische structuren en vormelementen van mallen voor het gieten van thermoplastische kunststoffen, individuele prothesen en implantaten voor de tandheelkunde, evenals de productie van postzegels.

Verbruiksartikelen

Meestal worden poeders van metalen en legeringen zoals roestvrij staal, gereedschapsstaal, legeringen van kobalt, chroom en titanium, aluminium, goud, zilver en platina als verbruiksartikelen gebruikt.

Abonneer u op het nieuws over 3D Print Expo 2017

Als leider in de ontwikkeling van de nieuwste 3D-printtechnologieën voor metaal voltooiden ze een project voor de productie van een titaniumproduct voor de lucht- en ruimtevaartindustrie met een diameter van 31 x 22,2 en 21,9 cm.

Tot nu toe is dit het grootste onderdeel dat is vervaardigd met de SLM 280-additiefmachine met twee lasers van 400 watt. Het was deze machine die het mogelijk maakte om in relatief korte tijd een product van dit formaat te printen in vergelijking met traditionele productietechnologie.

De standaardgrootte van het bouwplatform in 3D-printers van deze klasse is 250 mm x 250 mm. De SLM 280 heeft echter een groter platform van 280 mm x 280 mm, waardoor het mogelijk is grotere producten te printen.

Ontwikkelingen op het gebied van selectief lasersmelten (SLM) metaal 3D-printen (inclusief titanium) voor de lucht- en ruimtevaartindustrie, vanwege de hoge sterkte en het lichte gewicht, hebben SLM Solutions tot een van de toonaangevende OEM-fabrikanten gemaakt. SLM Solutions heeft de beperkingen van de bouwkamergrootte en andere uitdagingen die zich voordoen bij de fabricage van grote titaniumproducten overwonnen en blijft haar technologie op dit gebied verbeteren.

Titaniumpoeder 3D-printproces

Zoals Mike Hansen, applicatie-ingenieur voor SLM Solutions North America, uitlegt, zijn de vorderingen op het gebied van het 3D-printen van titanium bijzonder belangrijk: titanium is een zeer hard metaal en is gevoelig voor scheuren als gevolg van hoge restspanningen, wat een serieus probleem is geworden. “De geometrie van het onderdeel was niet bijzonder complex, maar de moeilijkheid was om zo’n groot product uit titanium te produceren met behulp van additieve technologie”, merkte de ingenieur op.

Een door SLM Solutions ontwikkeld en gepatenteerd systeem, bestaande uit twee lasers, hielp dit probleem op te lossen. Door het product gelijktijdig met twee lasers in de overlapzone te verwerken, werd het niet alleen mogelijk om het drukproces te versnellen, maar ook om een ​​groter product te produceren. SLM Solutions voerde overlaptesten uit op het materiaal, waaruit bleek dat er geen verschil in materiaalkwaliteit was tussen de gebieden die met één laser werden geprint en de overlapgebieden waarbij twee lasers elkaar afwisselden tussen de twee lasers. De ingenieurs van SLM Solutions hebben verschillende iteraties doorlopen om het bestand voor te bereiden en verschillende testvoorbeelden af ​​te drukken om er zeker van te zijn dat de taak zou worden voltooid. De klant had een manier nodig om dit product te produceren die kosten, tijd en gewicht zou besparen.

“Dit stuk is opmerkelijk vanwege zijn formaat en het feit dat het in zes en een halve dag zonder onderbreking tijdens het drukproces uit titanium is geproduceerd”, zegt Hansen. “Dat de SLM 3D-printer zo lang kan functioneren zonder dat schoonmaak of ander onderhoud nodig is, is op zichzelf enorm belangrijk.”

Hoewel de 3D-printtechnologie doorgaans de aandacht krijgt vanwege zijn vermogen om unieke geometrieën te reproduceren, was dit lucht- en ruimtevaartproduct in dat opzicht niet bijzonder uitdagend. Het produceren van een titanium onderdeel van deze omvang in zo'n korte tijd zou echter nauwelijks mogelijk zijn met behulp van traditionele bewerkingstechnologie.

Het productieproces met traditionele bewerking zou enkele weken duren.

“Additive manufacturing-technologie wordt niet beperkt door de beperkingen van traditionele machines en gereedschappen, waardoor we meer organische vormen kunnen creëren en de hele ontwerp- en ontwikkelingscyclus van cruciale lucht- en ruimtevaartproducten aanzienlijk wordt verkort”, legt Hansen uit.

Richard Grylls, Ph.D., Metallurgical Engineering, Application Manager en Technisch Directeur, SLM Solutions North America, merkte op: “Gezien de omvang van het product zou het productieproces bij traditionele machinale bewerking enkele weken hebben geduurd; hiervoor zouden vier of vijf omschakelingen nodig zijn. Met andere woorden: het zou een zeer kostbaar proces zijn. Het zou zelfs nog langer duren om een ​​product te produceren met behulp van giettechnologie, omdat er gereedschap nodig zou zijn, en het productieproces zou tot zes maanden kunnen duren. Bovendien is traditionele apparatuur duur. We voltooiden de taak veel sneller, hoewel de kosten van het product hoger waren. Gezien de tijdsbesparing zijn de kosten echter gerechtvaardigd voor een bedrijfskritisch product van deze omvang.”

Turbineblad additief gedrukt op SLM 280HL

SLM Solutions heeft indrukwekkende resultaten geboekt op het gebied van productiesnelheid, kwaliteit en dichtheid van het eindproduct. Hansen merkte op dat “het voldoen aan de strenge kwaliteitseisen en materiaalspecificaties bij het gebruik van titanium in sterk gereguleerde industrieën zoals de lucht- en ruimtevaart en de automobielsector uitgebreide materiaaltests en parameteroptimalisatie vereist om ervoor te zorgen dat de klant precies krijgt wat hij nodig heeft.”

De kwaliteitscontrolevereisten in de lucht- en ruimtevaartindustrie zijn behoorlijk uitgebreid: een niet-destructieve testmethode zoals CT-scanning wordt doorgaans gebruikt om het product te testen op holtes of porositeit, maar de klant kan kiezen voor destructief testen en het product snijden. “We voerden eerst niet-destructieve tests van het product uit en testten het vervolgens onder reële omstandigheden door het product op een motor te installeren en het vervolgens te laten falen”, zegt Hansen.

Naarmate de technologie voor additieve productie vordert, ziet SLM Solutions een toenemende vraag naar haar oplossingen. Materialen en productieprocessen verbeteren echter zo snel dat de normen dit niet kunnen bijhouden. “We worden steeds vaker benaderd door bedrijven die traditionele technologieën gebruiken, maar de productiesnelheid willen verhogen met behoud van kwaliteit en willen profiteren van de voordelen van additive manufacturing”, aldus Hansen. “Deze industrie verandert letterlijk elke dag en ontwikkelt zich zeer snel, maar we zien een kloof tussen het tempo van de ontwikkeling van additieve productietechnologieën en het vermogen van sommige industrieën, met name de lucht- en ruimtevaart- en automobielindustrie, om nieuwe materialen en technologieën net zo snel te certificeren.”

Productafmetingen: 31 x 22,2 cm, diameter 21,9 cm
Materiaal: Ti64
Printtijd: 6,5 dagen
Additiefmachine: SLM 280 met twee 400 W lasers

SLM (Selective Laser Melting) - selectief lasermelten - een innovatieve technologie voor het vervaardigen van complexe vorm- en structuurproducten uit metaalpoeders met behulp van wiskundige CAD-modellen. Dit proces bestaat uit het opeenvolgend laag voor laag smelten van poedermateriaal met behulp van krachtige laserstraling. SLM biedt de breedste mogelijkheden voor moderne productie, omdat u hiermee metalen producten met hoge precisie en dichtheid kunt maken, het ontwerp kunt optimaliseren en het gewicht van de vervaardigde onderdelen kunt verminderen.

Selectief lasersmelten is een van de 3D-printtechnologieën voor metaal die klassieke productieprocessen met succes kan aanvullen. Het maakt het mogelijk objecten te vervaardigen waarvan de fysieke en mechanische eigenschappen superieur zijn aan producten van standaardtechnologieën. Met behulp van SLM-technologie is het mogelijk om unieke producten met een complex profiel te creëren zonder het gebruik van machinale bewerking en dure apparatuur, vooral dankzij de mogelijkheid om de eigenschappen van producten te controleren.

SLM-machines zijn ontworpen om complexe problemen op het gebied van energie, olie en gas, technische industrie, metaalbewerking, geneeskunde en sieraden op te lossen. Ze worden ook gebruikt in onderzoekscentra, ontwerpbureaus en onderwijsinstellingen bij het uitvoeren van onderzoek en experimenteel werk.

De term ‘lasersinteren’, die vaak wordt gebruikt om SLM te beschrijven, is niet helemaal juist, omdat het metaalpoeder dat onder de laserstraal naar de 3D-printer wordt gevoerd, niet wordt gesinterd, maar volledig wordt gesmolten en omgezet in een homogene grondstof.

Voorbeelden van toepassing van selectieve lasersmelttechnologie

Waar wordt SLM-technologie gebruikt?

Selectief lasersmelten wordt in de industrie gebruikt voor de vervaardiging van:

• componenten van verschillende eenheden en eenheden;
• structuren met een complexe vorm en structuur, inclusief meerdere elementen en niet-verwijderbaar;
• postzegels;
• prototypen;
• juwelen;
• implantaten en prothesen in de tandheelkunde.

Data-analyse en productontwerp

Eerst wordt het digitale 3D-model van het onderdeel in lagen verdeeld, zodat elke laag, die 20-100 micron dik is, in 2D wordt weergegeven. Gespecialiseerde software analyseert de gegevens in het STL-bestand (industriestandaard) en matcht deze met de specificaties van de 3D-printer. De volgende fase na het verwerken van de ontvangen informatie is de constructie, die bestaat uit een groot aantal cycli voor elke laag van het gemaakte object.

Laagconstructie omvat de volgende bewerkingen:

• metaalpoeder wordt aangebracht op de bouwplaat, die aan het bouwplatform is bevestigd;
• de laserstraal scant de dwarsdoorsnede van de productlaag;
• het platform wordt in de constructieput neergelaten tot een diepte die overeenkomt met de dikte van de laag.

De constructie vindt plaats in de kamer van een SLM-machine, die gevuld is met een inert gas (argon of stikstof). Het grootste deel van het gas wordt verbruikt in de beginfase, wanneer alle lucht door zuivering uit de constructiekamer wordt verwijderd. Na voltooiing van het constructieproces worden het onderdeel en de plaat uit de 3D-poederprinterkamer verwijderd en vervolgens van de plaat gescheiden, worden de steunen verwijderd en wordt de uiteindelijke verwerking van het product uitgevoerd.

Voordelen van selectieve lasersmelttechnologie

SLM-technologie heeft serieuze vooruitzichten voor het verhogen van de productie-efficiëntie in veel industrieën, omdat:

• biedt hoge nauwkeurigheid en herhaalbaarheid;
• de mechanische eigenschappen van producten geprint met dit type 3D-printer zijn vergelijkbaar met gieten;
• lost complexe technologische problemen op die verband houden met de vervaardiging van geometrisch complexe producten;
• verkort de cyclus van onderzoeks- en ontwikkelingswerkzaamheden, waardoor de constructie van onderdelen met complexe profielen wordt gegarandeerd zonder het gebruik van apparatuur;
• stelt u in staat het gewicht te verminderen door objecten met interne holtes te construeren;
• bespaart materiaal tijdens de productie.

SLM Solutions: geïntegreerde systeemoplossingen voor metaal 3D-printen

Producten gemaakt op de SLM Solutions-installatie

SLM Solutions, met hoofdkantoor in Lübeck, Duitsland, is een toonaangevende ontwikkelaar van metaaladditieve productietechnologieën. De hoofdactiviteit van het bedrijf is de ontwikkeling, assemblage en verkoop van apparatuur en geïntegreerde systeemoplossingen op het gebied van selectief lasersmelten. iQB Technologies is de officiële distributeur van SLM Solutions in Rusland.

SLM-technologie - laag voor laag lasersmelten van metaalpoeders - is een van de methoden voor de additieve productie van producten, die de afgelopen tien jaar actief aan kracht heeft gewonnen. Tegenwoordig is het al vrij goed bekend bij productiearbeiders. Deze technologie heeft veel voordelen, maar toch blijft het bij het bedienen van apparatuur die erop is gebaseerd verbazen met nieuwe mogelijkheden. De leider in de productie van apparatuur voor deze technologie is het Duitse bedrijf SLM Solutions.

Onlangs werd het in Oekraïne vertegenwoordigd door de joint venture Stan-Komplekt.

Selectieve lasersmelttechnologie (SLM) is een krachtige productieoplossing voor bedrijven die een snelle, hoogwaardige productie van producten uit een verscheidenheid aan metalen nodig hebben.

SLM-installaties worden tegenwoordig actief gebruikt in een verscheidenheid aan industrieën voor de productie van mastermodellen, matrijsinzetstukken, prototypeonderdelen, eindproducten gemaakt van roestvrij staal en gereedschapsstaal met de aanwezigheid van kobalt, chroom en nikkel, evenals aluminium, titanium, enz. .

Het bedrijf SLM Solutions is de grondlegger van de SLM-technologie (octrooien sinds 1998) en een van de wereldleiders in de productie van apparatuur die daarop is gebaseerd.

Het hoofdkantoor en de productiefaciliteiten van het bedrijf zijn gevestigd in Lübeck (Duitsland).

SLM-technologie

SLM-technologie is een geavanceerde methode voor het produceren van metalen producten door laag-voor-laag lasersmelten van metaalpoeder op basis van driedimensionale computerontwerpgegevens. Zo wordt de productietijd van het product aanzienlijk verkort, omdat de behoefte aan veel tussenbewerkingen verdwijnt. Het proces omvat het achtereenvolgens smelten van zeer dunne lagen metaalpoeder met behulp van moderne fiberlasers, waardoor het onderdeel laag voor laag wordt opgebouwd. Met behulp van deze technologie worden nauwkeurige en homogene metaalproducten gecreëerd. Door gebruik te maken van het breedste scala aan hoogwaardige poedermetalen en legeringen biedt de SLM-technologie ongekende mogelijkheden voor de productie van metalen onderdelen voor industrieel gebruik met aanzienlijke voordelen: vormcomplexiteit, minimale wanddikte, combinatie van materialen met verschillende dichtheden, geen nabewerking, verspilling -gratis, kosteneffectief, etc. Software, compleet geleverd met installaties, heeft een open architectuur, waardoor ook de mogelijkheden van deze apparatuur worden uitgebreid.

Werkingsprincipe van SLM-installaties:

• voor voorlopige gegevensverwerking in het CAD-systeem worden met een minimale stap dwarsdoorsneden van het 3D-model verkregen;
• het poeder wordt vanuit een automatisch apparaat op een verwarmd werkplatform gevoerd en vervolgens in een dunne laag in twee richtingen over het vlak verdeeld;
• moderne glasvezellasers smelten een segment van elke laag in overeenstemming met de dwarsdoorsnedeconfiguratie van het onderdeel in gespecificeerde coördinaten (2D-bestand).

In dit geval wordt elke volgende laag versmolten met de vorige, wat de homogeniteit van de structuur van het product garandeert.

Deze procedure wordt herhaald totdat het resulterende product exact overeenkomt met het CAD-model. Ongesmolten metaalpoeder wordt naar een speciale kamer gebracht en vervolgens opnieuw gebruikt.

Voordelen van SLM-installaties

De lasersinterapparatuur van SLM Solutions maakt gebruik van een aantal unieke, gepatenteerde componenten en technologieën:

MULTILASER— gelijktijdig gebruik van twee of meer (maximaal 4) lasers.

Hiermee kunt u een productiviteitsstijging van 400% bereiken vergeleken met machines die zijn uitgerust met een enkele laser;

UNIEKE DUAL BEAM-TECHNOLOGIE(Romp-Kern). Door het gebruik van twee verschillende lasers (400 en 1000 W) kan het sinteren nog sneller en met een betere kwaliteit worden uitgevoerd. Waar maximale precisie vereist is, maakt de installatie gebruik van een dunnere laserstraal. Om de snelheid op eenvoudige gebieden te verhogen, worden het vermogen en de diameter vergroot;

POEDERDISTRIBUTIE ONMIDDELLIJK IN TWEE RICHTINGEN. Met de innovatieve oplossing van SLM Solutions kunt u de printtijd van een product halveren;

GROTE CAMERA-FORMATENgrote cameraformaten. Lasersintermachines zijn ontworpen om onderdelen te produceren met een formaat tot 500 × 280 × 365 mm (gegevens vanaf juli 2016). In één sessie kunt u één groot product of meerdere kleine producten kweken;

HOGE SNELHEID EN PRECISIE VAN PRODUCTIE: De apparatuur van SLM Solutions kan tot 105 cm 3 afgewerkte metalen producten per uur produceren. Dit is 1,5-2 keer meer dan installaties van deze klasse van andere fabrikanten. Tegelijkertijd is de minimale wanddikte slechts 180 micron. Daarnaast zorgen trackingsystemen voor het bouwproces en de kwaliteitscontrole voor een hoge mate van beheersbaarheid van de gehele productiecyclus;

RUIM KEUZE AAN MATERIALEN: roestvrij staal, gereedschapsstaal, legeringen op nikkelbasis, aluminium, titanium. De meest betrouwbare, beproefde en veelzijdige materialen. Dankzij de open software-architectuur kunt u metaalpoeder van elke fabrikant gebruiken, zonder extra herconfiguratiekosten;

SPECIALE SOFTWARE. SLM Solutions lasersmeltmachines worden compleet geleverd met speciale software - SLM AutoFabMC. Het vereenvoudigt niet alleen het 3D-printproces, maar stelt u ook in staat productieprocessen zoveel mogelijk te optimaliseren, de bouwtijd te verkorten en verbruiksartikelen te besparen. Met de software kunt u werken met de meest gebruikte dataformaten in de productieomgeving.

Belangrijkste consumenten

Luchtvaartindustrie