Технология селективного лазерного плавления (SLM)

Где используется SLM-технология | Анализ данных и построение изделия | Преимущества технологии селективного лазерного плавления | Обзор оборудования для 3D-печати металлом

SLM (Selective Laser Melting) – селективное (выборочное) лазерное плавление – новаторская технология изготовления сложных по форме и структуре изделий из металлических порошков по математическим CAD-моделям. Этот процесс заключается в последовательном послойном расплавлении порошкового материала посредством мощного лазерного излучения. 

SLM открывает перед современными производствами широчайшие возможности, так как позволяет создавать металлические изделия высокой точности и плотности, оптимизировать конструкцию и снизить вес производимых деталей.

Селективное лазерное плавление – одна из технологий 3D-печати металлом, которые способны с успехом дополнять классические производственные процессы. Оно дает возможность изготавливать объекты, превосходящие по физико-механическим свойствам продукты стандартных технологий. С помощью SLM-технологии можно создать уникальные сложнопрофильные изделия без использования мехобработки и дорогой оснастки, в частности, благодаря возможности управлять свойствами изделий.

SLM-машины призваны решать сложные задачи на авиакосмических, энергетических, нефтегазовых, машиностроительных производствах, в металлообработке, медицине и ювелирном деле. Их также используют в научных центрах, конструкторских бюро и учебных заведениях при проведении исследований и экспериментальных работ.

Термин «лазерное спекание», который нередко применяют для описания SLM, является не совсем точным, поскольку подаваемый на 3D-принтер металлический порошок под лучом лазера не спекается, а полностью расплавляется и превращается в однородное сырье.

Примеры применения технологии селективного лазерного плавления 

Где используется SLM-технология

Селективное лазерное плавление находит применение в промышленности для изготовления:

• компонентов разнообразных агрегатов и узлов;
• конструкций сложной формы и структуры, включая многоэлементные и неразборные;
• штампов;
• деталей пресс-форм;
• прототипов;
• ювелирных изделий;
• имплантатов и протезов в медицине и стоматологии.

Анализ данных и построение изделия

Прежде всего цифровая 3D-модель детали разделяется на слои, чтобы каждый слой, имеющий толщину 20-100 микрон, был визуализирован в 2D. Специализированное программное обеспечение анализирует данные в STL-файле (отраслевой стандарт) и сопоставляет их со спецификациями 3D-принтера. Следующий этап после обработки полученной информации – построение, которое состоит из большого количества циклов для каждого слоя создаваемого объекта.

Построение слоя включает следующие операции:

• металлический порошок наносится на плиту построения, которая закреплена на платформе построения;
• лазерный луч сканирует сечение слоя изделия;
• платформа опускается в колодец построения на глубину, совпадающую с толщиной слоя.

Построение выполняется в камере SLM-машины, которая заполнена инертным газом (аргоном или азотом). Основной объем газа расходуется на начальном этапе, когда путем продувки из камеры построения удаляется весь воздух. По завершении процесса построения деталь вместе с плитой вынимают из камеры порошкового 3D-принтера, а затем отделяют от плиты, удаляют поддержки и выполняют финальную обработку изделия.

Схема построения изделия в аддитивных установках SLM Solutions

Преимущества технологии селективного лазерного плавления

SLM-технология имеет серьезные перспективы для повышения эффективности производства во многих отраслях промышленности, поскольку:

• обеспечивает высокую точность и повторяемость;
• механические характеристики изделий, напечатанных на этом типе 3D-принтера, сравнимы с литьем;
• решает сложные технологические задачи, связанные с изготовлением геометрически сложных изделий;
• сокращает цикл научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, обеспечивая построение сложнопрофильных деталей без использования оснастки;
• позволяет уменьшить массу за счет построения объектов с внутренними полостями;
• экономит материал при производстве.

Обзор оборудования для 3D-печати металлом

HBD: от стоматологии до авиации

HBD – известный в Китае бренд и один из лидеров внутреннего рынка в сегменте 3D-печати металлом. Компания планомерно внедряет технологии нового поколения в программное обеспечение для 3D-принтеров, разрабатывает системы управления и создает технические базы данных. HBD имеет более 100 технологических патентов и свыше 20 авторских прав на ПО. В портфеле производителя более 15 моделей принтеров больших, средних и малых размеров (от 150 до 1200 мм). Специалисты HBD имеют богатый опыт работы в решении комплексных задач в различных отраслях.

SLM-принтеры HBD широко используются в медицине (протезирование, ортопедия), стоматологии (печать зубных протезов, коронок и имплантатов), автомобилестроении, машиностроении и авиационной промышленности, а также в литейном производстве, образовании и НИОКР. Они отлично подойдут для прототипирования, изготовления кастомизированных изделий и мелкосерийного производства. Среди главных достоинств оборудования – безопасная система очистки атмосферы, удобное бесконтактное добавление материала, конфигурации с одним или двумя лазерами.

Стоматологический SLM-принтер HBD-150 с бесконтактной системой очистки и напечатанные образцы

Модельный ряд: 

• HBD 150/150D
• HBD 200
• HBD 350
• HBD 400
• HBD E500
• HBD 1000Pro
• HBD 1200

3DLAM: доступные и эффективные машины российского производства

3DLAM Mid – идеальный баланс стоимости и возможностей. Принтер обеспечивает печать деталей высотой до 220 мм при детализации от 0,1 мм с использованием волоконного лазера мощностью 300 Вт / 500 Вт или больше

Компания 3DLAM из Санкт-Петербурга занимается разработкой и производством 3D-принтеров для печати изделий из металлических порошков. Стремясь сделать SLM-технологию более доступной, производитель успешно внедряет свои решения как на отечественных предприятиях, так и за рубежом. 3DLAM производит и сами принтеры, и электронику для них, в том числе высокоскоростные управляющие платы, и ПО 3DLAM Slicer для контроля и управления принтером и для слайсинга.

Преимущества 3D-принтеров:

• доступное оборудование, полностью разрабатываемое и изготавливаемое в России;
• широкое применение в разных сферах — от промышленности до медицины и искусства;
• возможность печати изделий самых сложных форм и размеров;
• высокий уровень детализации благодаря высокоточному волоконному лазеру и шарико-винтовым передачам класса точности C5.

• 3DLAM Mini
• 3DLAM Mid
• 3DLAM Max

SLM Solutions: интегрированные системные решения в области 3D-печати металлом

Изделия, созданные на установке SLM Solutions

Компания SLM Solutions, чей головной офис располагается в Любеке (Германия), является ведущим разработчиком технологий металлического аддитивного производства. Основное направление деятельности компании – разработка, сборка и продажа оборудования и интегрированных системных решений в области селективного лазерного плавления.

Модельный ряд: 

• SLM Solutions SLM 125
• SLM Solutions SLM 280 Production Series
• SLM Solutions SLM 280 2.0
• SLM Solutions SLM 500
• SLM Solutions SLM 800

Sharebot MetalONE: 3D-печать металлом в компактном формате

В последние годы на рынке начали появляться компактные 3D-принтеры по металлу, ориентированные прежде всего на НИОКР и малый и средний бизнес. Одна из самых привлекательных установок этой категории по соотношению цены и качества носит название MetalONE и основана на технологии, аналогичной SLM, – прямом лазерном спекании металлов (DMLS). Машина разработана итальянской компанией Sharebot, которая имеет солидный опыт разработок в области нескольких технологий 3D-печати. MetalONE предназначен для проведения исследований, тестирования изделий и изготовления деталей небольших и средних габаритов: камера построения принтера – 65 х 65 х 100 мм.

При решении задач в промышленных целях 3D-принтер способен создавать прототипы мелких деталей с невероятной точностью и производить их быстро и без существенных трудностей. Непревзойденная повторяемость печати гарантирует возможность мелкосерийного производства с неизменно высоким качеством.

У вас есть вопросы? Компания iQB Technologies – дистрибутор 3D-сканеров, программного обеспечения, аддитивных установок и расходных материалов для 3D-принтеров ведущих мировых производителей – готова предложить решения по внедрению 3D-технологий в технологический процесс вашего предприятия. Свяжитесь с нашими экспертами: +7 (495) 223-02-06, info@iqb.ru.

Статья опубликована 03.05.2017 , обновлена 06.09.2024