3D печатът със селективно лазерно топене (SLM) направи революция в производствената индустрия, особено в производството на модели от неръждаема стомана. Като водещ доставчик на SLM 3D печат на модели от неръждаема стомана, често ме питат за минималния размер на характеристиките, който може да бъде постигнат в този процес. В този блог ще разгледам факторите, влияещи върху минималния размер на елемента, и ще изследвам текущото състояние на техниката в SLM 3D печата на модели от неръждаема стомана.
Разбиране на SLM 3D печат
SLM 3D печатът е технология за адитивно производство, която използва високомощен лазер за селективно стопяване и стопяване на метален прах слой по слой, за да създаде триизмерен обект. В случай на модели от неръждаема стомана, процесът започва с фин прах от неръждаема стомана. Лазерът сканира напречното сечение на модела върху прахообразното легло, като разтапя прахообразните частици и ги втвърдява, за да образуват слой. Този процес се повтаря за всеки слой, докато бъде изграден целият модел.
Фактори, влияещи върху минималния размер на функцията
Диаметър на лазерния лъч
Диаметърът на лазерния лъч е един от най-критичните фактори, определящи минималния размер на елемента. По-малък лазерен лъч може да създаде по-фини детайли. В съвременните SLM машини диаметърът на лазерния лъч може да варира от десетки микрометра до няколкостотин микрометра. Например, някои SLM системи от висок клас могат да постигнат диаметър на лазерния лъч от 30 - 50 микрометра. Това позволява създаването на много фини характеристики в моделите от неръждаема стомана. Прекаленото намаляване на диаметъра на лазерния лъч обаче също може да доведе до проблеми като намалена енергийна плътност и по-бавни скорости на печат.
Размер на частиците на праха
Размерът на праховите частици от неръждаема стомана също играе важна роля. По-малките частици прах могат да се опаковат по-плътно, което позволява по-добра разделителна способност и създаване на по-малки елементи. Обикновено размерите на праховите частици в SLM варират от 15 до 50 микрометра. По-фините прахове могат да доведат до по-гладки повърхности и по-прецизни характеристики, но те също могат да бъдат по-трудни за работа и може да изискват по-внимателен контрол на процеса.
Вискозитет и повърхностно напрежение на разтопения метал
Когато лазерът разтопи праха от неръждаема стомана, разтопеният метал има определени свойства на вискозитет и повърхностно напрежение. Тези свойства влияят върху това как разтопеният метал тече и се втвърдява. Високият вискозитет и повърхностното напрежение могат да попречат на разтопения метал да запълни малки празнини и да създаде фини характеристики. За да се преодолее това, параметрите на процеса като лазерна мощност, скорост на сканиране и дебелина на слоя трябва да бъдат внимателно оптимизирани.
Поддържащи структури
При SLM 3D печат често се изискват поддържащи структури, за да задържат надвиснали елементи по време на процеса на печат. Дизайнът и разположението на тези поддържащи структури може да ограничи минималния размер на функцията. Ако опорните конструкции са твърде дебели или не са добре проектирани, те могат да попречат на създаването на малки елементи. Разработват се усъвършенствани техники за проектиране на опорна структура, за да се сведе до минимум тяхното въздействие върху качеството на крайната част.
Текущи достижими минимални размери на характеристиките
На практика минималният размер на елемента, който може да бъде постигнат при SLM 3D печат на модели от неръждаема стомана, обикновено варира от 100 до 500 микрометра. Въпреки това, с най-новите постижения в технологията и оптимизацията на процесите, някои компании успяха да постигнат размери на характеристиките от 50 - 100 микрометра.
Например в космическата и медицинската промишленост, където се изискват компоненти с висока точност, производителите непрекъснато разширяват границите на възможното. Чрез използването на високомощни лазери с малък диаметър на лъча, фини прахообразни частици и усъвършенстван контрол на процеса, те могат да създават модели от неръждаема стомана с изключително фини характеристики.
Предизвикателства и ограничения
Въпреки напредъка, постигнат в SLM 3D печата, все още има няколко предизвикателства и ограничения, когато става въпрос за постигане на много малки размери на функциите.
Термичен стрес
По време на SLM процеса, бързото нагряване и охлаждане на материала от неръждаема стомана може да причини топлинен стрес. Когато се създават малки детайли, този термичен стрес може да бъде още по-изразен, което води до напукване или изкривяване на детайла. Често са необходими специални процеси на топлинна обработка, за да се облекчи термичният стрес и да се гарантира целостта на крайната част.
цена
Постигането на много малки размери на елементите често изисква по-модерно оборудване, по-фини прахообразни материали и по-дълго време за печат. Това може значително да увеличи производствените разходи. За много приложения съотношението цена-полза трябва да бъде внимателно обмислено, когато се взема решение за минималния размер на функцията.
Ограничения на дизайна
Проектирането на части с много малки характеристики също изисква внимателно обмисляне. Дизайнът трябва да вземе предвид ограниченията на процеса SLM, като необходимостта от поддържащи структури и способността на разтопения метал да тече и да се втвърдява правилно.
Приложения на SLM 3D отпечатани модели от неръждаема стомана с малки функции
Възможността за създаване на модели от неръждаема стомана с малки характеристики отвори широк спектър от приложения в различни индустрии.
Медицинска индустрия
В областта на медицината SLM 3D печатът се използва за създаване на персонализирани импланти и хирургически инструменти. Моделите с малки характеристики могат да се използват за създаване на сложни структури, които имитират естествената анатомия, подобрявайки прилягането и ефективността на имплантите. Например зъбните импланти с фино настроени характеристики могат да осигурят по-добра интеграция с челюстната кост на пациента.
Аерокосмическа индустрия
Аерокосмическата индустрия изисква леки и високоякостни компоненти. SLM 3D принтирането позволява създаването на сложни геометрии с малки елементи, като турбинни перки и компоненти на двигателя. Тези части могат да бъдат оптимизирани за производителност и тегло, което води до подобрена горивна ефективност и цялостно представяне на самолета.
Бижутерска индустрия
Бижутерската индустрия също се възползва от SLM 3D принтирането. Модели от неръждаема стомана с малки и детайлни елементи могат да се използват за създаване на уникални и сложни бижута. Дизайнерите могат да вдъхнат живот на творческите си идеи с висока прецизност и качество.
Нашите възможности като доставчик
Като доставчик на SLM 3D печат на модели от неръждаема стомана, ние сме инвестирали в най-съвременно оборудване и екип от опитни инженери. Ние сме в състояние да постигнем минимален размер на характеристиките от около 100 микрометра, което отговаря на изискванията на повечето приложения. Използваме висококачествен прах от неръждаема стомана и усъвършенствани техники за контрол на процеса, за да гарантираме качеството и прецизността на нашите модели.
Ние също така предлагаме набор от свързани услуги. Ако се интересувате от3D печат на пластмасови части, имаме изчерпателнаПечатна услуга SLSкоито могат да отговорят на вашите нужди. Освен това нашитеУслуга за 3D печат ABS пластмасов бърз прототипосигурява бърз и рентабилен начин за създаване на прототипи.
Свържете се с нас за вашия проект
Ако имате проект, който изисква SLM 3D отпечатани модели от неръждаема стомана, ще се радваме да обсъдим вашите изисквания. Независимо дали имате нужда от компоненти с малки функции за медицински, космически или други приложения, нашият екип е готов да ви помогне. Ние можем да ви предоставим подробни оферти, съвети за дизайн и висококачествени продукти. Свържете се с нас днес, за да започнете вашето пътуване в света на SLM 3D печата.
Референции
- Gibson, I., Rosen, DW, & Stucker, B. (2015). Технологии за адитивно производство: 3D печат, бързо прототипиране и директно дигитално производство. Спрингър.
- Kruth, J. - P., Leu, MC, & Nakagawa, T. (2003). Напредък в адитивното производство и бързото създаване на прототипи. CIRP Annals - Технология на производството, 52 (2), 525 - 540.
- Ядроицев, И., Смуров, И. и Бертран, П. (2007). Селективно лазерно топене на прахове от неръждаема стомана. Journal of Materials Processing Technology, 186 (1 - 3), 56 - 62.
