Vi fortsetter å introdusere deg til ulike 3D-utskriftsteknologier. Neste i rekken er SLM.

SLM, eller Selektiv lasersmelting er en unik additiv metode som innebærer å lage ulike produkter ved hjelp av lasersmelting av metallpulver i henhold til spesifiserte CAD-modeller. Under arbeidet brukes kun høyeffektlasere.

SLM-maskiner hjelper til med å løse komplekse problemer i industribedrifter som spesialiserer seg på produksjon av maskiner innen luftfart, energi, maskinteknikk og instrumentproduksjon.

I tillegg brukes slike installasjoner i institutter, designbyråer, samt i prosessen med forskning og eksperimentelt arbeid.

Teknologi

3D-printingsprosessen begynner slik: en tredimensjonal digital modell deles inn i lag slik at det kan lages et todimensjonalt bilde for hver. Lagtykkelsen varierer fra 20 til 100 mikron.

Filen, som inneholder alle parameterne, sendes til spesiell maskinprogramvare, som analyserer dataene ved å bruke enhetens tekniske evner. Som et resultat starter produktkonstruksjonen.

Opprettelsessyklusen for hvert lag består av tre stadier:

• påføre et lag med pulver på arbeidsplaten;
• laserskanning av lagets tverrsnitt;
• senke platen til dybden av brønnen, som tilsvarer tykkelsen på laget.

Konstruksjonen av ethvert objekt foregår i arbeidskammeret til en SLM-skriver. Den er fullstendig fylt med en inert gass: argon eller nitrogen. Valget av gass avhenger av materialet som pulveret er laget av.

Ved ferdigstillelse av konstruksjonen tas produktet ut av maskinen med arbeidsplaten, separeres mekanisk og etterbearbeides.

Fordeler med selektiv lasersmelting

Denne metoden er så universell at den har flere styrker enn den kan se ut til å begynne med:

• opprettelse av objekter med komplekse geometriske former med indre hulrom og konforme kjølekanaler;
• produksjon av produkter uten dyrt utstyr;
• de resulterende produktene er lette;
• sparer på utskriftsforbruksvarer;
• muligheten for å gjenbruke pulveret etter siktetrinnet.

applikasjon

Metoden for selektiv lasersmelting kan brukes i produksjonsprosessen av produkter for å fungere som en del av ulike komponenter og sammenstillinger, konstruksjon av komplekse geometriske strukturer og formative elementer av støpeformer for støping av termoplast, individuelle proteser og implantater for tannbehandling, samt produksjon av frimerker.

Forbruksvarer

Oftest brukes pulver fra metaller og legeringer som rustfritt stål, verktøystål, legeringer av kobolt, krom og titan, aluminium, gull, sølv og platina som forbruksvarer.

Abonner på 3D Print Expo 2017-nyhetene

En leder i utviklingen av de nyeste 3D-utskriftsteknologiene i metall, fullførte de et prosjekt for å produsere et titanprodukt for romfartsindustrien som måler 31 x 22,2 og 21,9 cm i diameter.

Til dags dato er dette den største delen som er produsert med SLM 280 additivmaskin med to 400-watts lasere. Det var denne maskinen som gjorde det mulig å trykke et produkt av denne størrelsen på relativt kort tid sammenlignet med tradisjonell produksjonsteknologi.

Standardstørrelsen på byggeplattformen i 3D-skrivere av denne klassen er 250 mm x 250 mm. SLM 280 har imidlertid en større plattform som måler 280 mm x 280 mm, som gjør det mulig å skrive ut større produkter.

Utviklingen innen selektiv lasersmelting (SLM) metall 3D-utskrift (inkludert titan) for romfartsindustrien, på grunn av sin høye styrke og lette vekt, har gjort SLM Solutions til en av de ledende OEM-produsentene. SLM Solutions har overvunnet bygningskammerstørrelsesbegrensninger og andre utfordringer som oppstår ved produksjon av store titaner og fortsetter å forbedre sin teknologi på dette området.

Titanpulver 3D-utskriftsprosess

Som Mike Hansen, applikasjonsingeniør for SLM Solutions North America, forklarer, er fremskritt innen titan 3D-utskrift spesielt viktig: titan er et veldig hardt metall og er utsatt for sprekker på grunn av høye restspenninger, som har blitt et alvorlig problem. "Geometrien til delen var ikke spesielt kompleks, men vanskeligheten var å produsere et så stort produkt fra titan ved bruk av additivteknologi," bemerket ingeniøren.

Et system utviklet og patentert av SLM Solutions, bestående av to lasere, bidro til å løse dette problemet. Behandling av produktet i overlappingssonen samtidig med to lasere gjorde det mulig ikke bare å fremskynde utskriftsprosessen, men også å produsere et større produkt. SLM Solutions gjennomførte overlappingstester på materialet, som bekreftet at det ikke var noen forskjell i materialkvalitet mellom områdene som ble skrevet ut med én laser og overlappingsområdene der to lasere vekslet mellom de to laserne. SLM Solutions-ingeniører gikk gjennom flere iterasjoner for å klargjøre filen og skrive ut flere testeksempler for å sikre at oppgaven ville bli fullført. Kunden trengte en måte å produsere dette produktet på som ville spare kostnader, tid og redusere vekten.

"Dette stykket er bemerkelsesverdig for sin størrelse og det faktum at det ble produsert av titan på seks og en halv dag uten avbrudd under trykkeprosessen," sier Hansen. "Det faktum at SLM 3D-skriveren kan fungere i så lang tid uten å kreve rengjøring eller annet vedlikehold er ekstremt viktig i seg selv."

Mens 3D-utskriftsteknologi vanligvis får oppmerksomhet for sin evne til å reprodusere unike geometrier, var ikke dette romfartsproduktet spesielt utfordrende i den forbindelse. Å produsere en titandel av denne størrelsen på så kort tid ville imidlertid neppe vært mulig ved bruk av tradisjonell maskineringsteknologi.

Produksjonsprosessen ved bruk av tradisjonell maskinering vil ta flere uker.

"Additiv produksjonsteknologi er ikke begrenset av begrensningene til tradisjonelle maskiner og verktøy, så vi kan skape mer organiske former, og hele design- og utviklingssyklusen til kritiske romfartsprodukter er betydelig forkortet," forklarte Hansen.

Richard Grylls, Ph.D., Metallurgical Engineering, Application Manager og teknisk direktør, SLM Solutions North America, kommenterte: «Gitt størrelsen på produktet, ville produksjonsprosessen ha tatt flere uker ved bruk av tradisjonell maskinering; dette vil kreve fire eller fem omstillinger. Det vil med andre ord være en svært kostbar prosess. Det ville ta enda lengre tid å produsere et produkt ved hjelp av støpeteknologi fordi verktøy ville være nødvendig, og produksjonsprosessen kan ta opptil seks måneder. I tillegg er tradisjonelt utstyr dyrt. Vi fullførte oppgaven mye raskere, selv om kostnadene for produktet var høyere. Men gitt tidsbesparelsen, er kostnaden rettferdiggjort for et virksomhetskritisk produkt av denne størrelsen.»

Turbinblad additivt trykt på SLM 280HL

SLM Solutions har oppnådd imponerende resultater når det gjelder produksjonshastighet, kvalitet og tetthet på sluttproduktet. Hansen bemerket at «å oppfylle de strenge kvalitetskravene og materialspesifikasjonene ved bruk av titan i høyt regulerte industrier som romfart og bilindustrien krever omfattende materialtesting og parameteroptimalisering for å sikre at kunden får akkurat det de trenger.»

Kvalitetskontrollkravene i romfartsindustrien er ganske omfattende: en ikke-destruktiv testmetode som CT-skanning brukes vanligvis for å teste produktet for hulrom eller porøsitet, men kunden kan velge destruktiv testing og kutte produktet. "Vi utførte først ikke-destruktiv testing av produktet, og deretter testet det under virkelige forhold ved å installere produktet på en motor og kjøre det til feil," sier Hansen.

Ettersom teknologi for additiv produksjon utvikler seg, ser SLM Solutions økende etterspørsel etter sine løsninger. Imidlertid forbedres materialer og produksjonsprosesser så raskt at standardene ikke kan følge med. "Vi blir i økende grad kontaktet av selskaper som bruker tradisjonelle teknologier, men som ønsker å øke produksjonshastigheten samtidig som kvaliteten opprettholdes og ønsker å dra nytte av fordelene ved additiv produksjon," la Hansen til. "Denne industrien endrer seg bokstavelig talt hver dag og beveger seg veldig raskt, men vi ser et gap mellom tempoet i utviklingen av additive produksjonsteknologier og evnen til enkelte bransjer, spesielt romfart og bilindustri, til å sertifisere nye materialer og teknologier så raskt."

Produktmål: 31 x 22,2 cm, diameter 21,9 cm
Materiale: Ti64
Utskriftstid: 6,5 dager
Additiv maskin: SLM 280 med to 400 W lasere

SLM (Selective Laser Melting) - selektiv lasersmelting - en innovativ teknologi for å produsere komplekse i form og strukturprodukter fra metallpulver ved bruk av matematiske CAD-modeller. Denne prosessen består av sekvensiell lag-for-lag-smelting av pulvermateriale ved bruk av kraftig laserstråling. SLM åpner for de bredeste mulighetene for moderne produksjon, da det lar deg lage metallprodukter med høy presisjon og tetthet, optimalisere designet og redusere vekten av produserte deler.

Selektiv lasersmelting er en av metall 3D-utskriftsteknologiene som med hell kan komplementere klassiske produksjonsprosesser. Det gjør det mulig å produsere gjenstander hvis fysiske og mekaniske egenskaper er overlegne produkter av standardteknologi. Ved hjelp av SLM-teknologi er det mulig å lage unike produkter med kompleks profil uten bruk av maskinering og dyrt utstyr, spesielt på grunn av evnen til å kontrollere produktenes egenskaper.

SLM-maskiner er designet for å løse komplekse problemer innen energi, olje og gass, verkstedindustri, metallbearbeiding, medisin og smykker. De brukes også i forskningssentre, designbyråer og utdanningsinstitusjoner når det utføres forskning og eksperimentelt arbeid.

Begrepet «lasersintring», som ofte brukes for å beskrive SLM, er ikke helt nøyaktig, siden metallpulveret som mates til 3D-skriveren under laserstrålen ikke er sintret, men er fullstendig smeltet og omdannet til et homogent råmateriale.

Eksempler på anvendelse av selektiv lasersmelteteknologi

Hvor brukes SLM-teknologi?

Selektiv lasersmelting brukes i industrien for fremstilling av:

• komponenter av ulike enheter og enheter;
• strukturer med kompleks form og struktur, inkludert multi-element og ikke-flyttbare;
• frimerker;
• prototyper;
• smykker;
• implantater og proteser i odontologi.

Dataanalyse og produktdesign

Først deles den digitale 3D-modellen av delen inn i lag slik at hvert lag, som er 20-100 mikron tykt, gjengis i 2D. Spesialisert programvare analyserer dataene i STL-filen (industristandard) og matcher den til 3D-skriverspesifikasjonene. Det neste trinnet etter å ha behandlet den mottatte informasjonen er konstruksjon, som består av et stort antall sykluser for hvert lag av det opprettede objektet.

Lagkonstruksjon inkluderer følgende operasjoner:

• metallpulver påføres byggeplaten, som er festet til byggeplattformen;
• laserstrålen skanner tverrsnittet av produktlaget;
• plattformen senkes ned i konstruksjonsbrønnen til en dybde som passer med tykkelsen på laget.

Konstruksjonen utføres i kammeret til en SLM-maskin, som er fylt med en inert gass (argon eller nitrogen). Hovedvolumet av gass forbrukes i det innledende stadiet, når all luft fjernes fra konstruksjonskammeret ved rensing. Etter fullføring av byggeprosessen fjernes delen og platen fra pulver 3D-skriverkammeret, og deretter separert fra platen, støttene fjernes, og den endelige behandlingen av produktet utføres.

Fordeler med selektiv lasersmelteteknologi

SLM-teknologi har seriøse utsikter til å øke produksjonseffektiviteten i mange bransjer fordi:

• gir høy nøyaktighet og repeterbarhet;
• de mekaniske egenskapene til produkter som er skrevet ut med denne typen 3D-skrivere kan sammenlignes med støping;
• løser komplekse teknologiske problemer knyttet til produksjon av geometrisk komplekse produkter;
• forkorter syklusen av forsknings- og utviklingsarbeid, og sikrer konstruksjon av komplekse profildeler uten bruk av utstyr;
• lar deg redusere vekten ved å konstruere gjenstander med indre hulrom;
• sparer materiale under produksjonen.

SLM Solutions: integrerte systemløsninger for 3D-utskrift av metall

Produkter opprettet på SLM Solutions-installasjonen

SLM Solutions, med hovedkontor i Lübeck, Tyskland, er en ledende utvikler av produksjonsteknologier for metalladditiv. Hovedaktiviteten til selskapet er utvikling, montering og salg av utstyr og integrerte systemløsninger innen selektiv lasersmelting. iQB Technologies er den offisielle distributøren av SLM Solutions i Russland.

SLM-teknologi - lag-for-lag lasersmelting av metallpulver - er en av metodene for additiv produksjon av produkter, som aktivt har fått fart i de siste 10 årene. I dag er det allerede ganske godt kjent for produksjonsarbeidere. Denne teknologien har mange fordeler, men likevel, når du bruker utstyr basert på den, slutter den aldri å overraske med nye muligheter. Lederen innen produksjon av utstyr for denne teknologien er det tyske selskapet SLM Solutions.

Nylig har det vært representert i Ukraina av Stan-Komplekt joint venture.

Selektiv lasersmelting (SLM) teknologi er en kraftig produksjonsløsning for virksomheter som krever rask produksjon av høy kvalitet av produkter fra en rekke metaller.

SLM-installasjoner i dag brukes aktivt i en rekke bransjer for produksjon av mastermodeller, støpeinnsatser, prototypedeler, ferdige produkter laget av rustfritt og verktøystål med tilstedeværelse av kobolt, krom og nikkel, samt aluminium, titan, etc. ...

SLM Solutions-selskapet er grunnleggeren av SLM-teknologi (patenter siden 1998) og en av verdenslederne innen produksjon av utstyr basert på den.

Selskapets hovedkontor og produksjonsanlegg er lokalisert i Lübeck (Tyskland).

SLM-teknologi

SLM-teknologi er en avansert metode for å produsere metallprodukter gjennom lag-for-lag lasersmelting av metallpulver basert på tredimensjonale datadesigndata. Dermed reduseres produksjonstiden til produktet betydelig, siden behovet for mange mellomoperasjoner forsvinner. Prosessen går ut på å sekvensielt smelte svært tynne lag av metallpulver ved hjelp av moderne fiberlasere, og dermed bygge opp delen lag for lag. Ved hjelp av denne teknologien skapes presise og homogene metallprodukter. Ved å bruke det bredeste utvalget av kvalitetspulvermetaller og -legeringer, tilbyr SLM-teknologien enestående muligheter for produksjon av metalldeler for industriell bruk med betydelige fordeler: kompleksitet i form, minimal veggtykkelse, kombinasjon av materialer med forskjellige tettheter, ingen etterbehandling, avfall -gratis, kostnadseffektiv osv. Programvare, som leveres komplett med installasjoner, har en åpen arkitektur, som også utvider mulighetene til dette utstyret.

Driftsprinsipp for SLM-installasjoner:

• for foreløpig databehandling i CAD-systemet oppnås tverrsnitt av 3D-modellen med et minimumstrinn;
• pulveret mates fra en automatisk enhet til en oppvarmet arbeidsplattform, deretter fordelt på flyet i et tynt lag i to retninger;
• moderne glassfiberlasere smelter et segment av hvert lag i samsvar med tverrsnittskonfigurasjonen av delen i spesifiserte koordinater (2D-fil).

I dette tilfellet blir hvert etterfølgende lag smeltet sammen med det forrige, noe som sikrer homogeniteten til strukturen til produktet.

Denne prosedyren gjentas til det resulterende produktet samsvarer nøyaktig med CAD-modellen. Usmeltet metallpulver fjernes til et spesielt kammer og brukes deretter igjen.

Fordeler med SLM-installasjoner

SLM Solutions-serien med lasersintringsutstyr bruker en rekke unike, patentbeskyttede komponenter og teknologier:

MULTILASER— samtidig bruk av to eller flere (opptil 4) lasere.

Lar deg oppnå en 400 % økning i produktivitet sammenlignet med maskiner utstyrt med en enkelt laser;

UNIK DOBBELBJELKE-TEKNOLOGI(Hull-Core). Bruken av to forskjellige lasere (400 og 1000 W) gjør at sintring kan utføres enda raskere og med bedre kvalitet. Der det kreves maksimal presisjon, bruker installasjonen en tynnere laserstråle, og for å øke hastigheten i enkle områder økes kraften og diameteren;

PULVERDISTRIBUSJON I TO RETNINGER UMIDDELBART. Den innovative løsningen til SLM Solutions lar deg redusere utskriftstiden til et produkt med det halve;

STORE KAMERA STØRRELSERstore kamerastørrelser. Lasersintringsmaskiner er designet for å produsere deler opptil 500 × 280 × 365 mm i størrelse (data fra juli 2016). I en økt kan du dyrke ett stort produkt eller flere små;

HØY HASTIGHET OG PRESISJON AV PRODUKSJON: SLM Solutions utstyr er i stand til å produsere opptil 105 cm 3 ferdige metallprodukter per time. Dette er 1,5-2 ganger mer enn installasjoner i denne klassen fra andre produsenter. Samtidig er minste veggtykkelse kun 180 mikron. Sammen med dette sikrer sporingssystemer for byggeprosessen og kvalitetskontroll en høy grad av kontrollerbarhet av hele produksjonssyklusen;

STORT UTVALG AV MATERIALER: rustfritt stål, verktøystål, nikkelbaserte legeringer, aluminium, titan. De mest pålitelige, velprøvde og allsidige materialene. Takket være den åpne programvarearkitekturen kan du bruke metallpulver fra enhver produsent, uten ekstra rekonfigureringskostnader;

SPESIELL PROGRAMVARE. SLM Solutions lasersmeltemaskiner leveres komplett med spesialprogramvare - SLM AutoFabMC. Det forenkler ikke bare 3D-utskriftsprosessen, men lar deg også optimalisere produksjonsprosessene så mye som mulig, redusere byggetiden og spare forbruksvarer. Programvaren lar deg jobbe med de mest brukte dataformatene i produksjonsmiljøet.

Hovedforbrukere

Luftfartsindustrien