پرینت سه بعدی SLM چیست؟
ذوب لیزری انتخابی (Selective Laser Melting) یک فناوری ساخت افزایشی است که از روش همجوشی بستر پودری برای پرینت قطعات سه بعدی بهره میگیرد. در این مقاله قصد داریم اطلاعات جامعی در رابطه با این فناوری در اختیار شما عزیزان قرار دهیم.
همانطور که در مقدمه مقاله بیان شد، تکنولوژی SLM برای پرینت قطعات فلزی از یک لیزر قدرتمند برای همجوشی و ذوب کردن پودر فلزات استفاده میکند. قطعات پیچیده فلزی به صورت لایه لایه پرینت میشود.
مراحل ساخت به روش پرینت SLM را به اختصار در ادامه بیان میکنیم:
1 – آماده سازی فایل: در ابتدا فایل سه بعدی توسط نرم افزار مخصوص slice زده میشود و در نهایت فایل با فرمت مخصوص برای شروع پرینت به دستگاه ارسال میشود.
2 – لایه بستر پودری: در شروع فرایند پرینت، یک لایه از پودر فلز به صورت یکنواخت بر روی بستر پخش میشود. محفظه پرینت دستگاه SLM کاملا کنترل شده است و معمولا توسط یک گاز بی اثر، مانند نیتروژن و یا آرگون، به منظور جلوگیری از اکسید شدن پودر فلز پر میشود.
3 – پرتو پرقدرت لیزر با سرعت، توان و محل کنترل شده بر روی لایه پودر حرکت میکند تا مکان های مورد نظر که در فایل slice زده شده مشخص است را ذوب کند تا همجوشی بین ذرات پودر فلز حاصل شود.
4 – ایجاد لایه جدید بر روی لایه اولیه: پس از تکمیل لایه اول، صفحه بستر دستگاه به اندازه ضخامت لایه های تعریف شده در تنظیمات پایین می آید و سپس یک لایه دیگر پودر فلز بر روی لایه اول به صورت یکنواخت پخش میشود. این فرایند لایه به لایه ادامه پیدا میکند تا قطعه تکمیل شود.
5 – پس پردازش: بسته به نیاز مشتری برای هر قطعه، ممکن است مراحل پس پردازش اضافی مانند حذف پودر اضافی، عملیات حرارتی برای کاهش تنش ها، پردازش سطحی و همچنین پولیش کاری مورد نیاز باشد.
فناوری SLM بر روی پرینت قطعات فلزی تمرکز دارد. فلزات و آلیاژهای مختلفی را میتوان در این فناوری استفاده کرد که هرکدام خواص و ویژگی های منحصر بفردی دارد. برخی از رایج ترین متریال های در ادامه مورد بررسی قرار میگیرند:
1 – آلیاژهای فولاد ضد زنگ(Stainless Steel Alloys) : فولاد های ضد زنگ در برابر خوردگی مقاوم هستند و خواص مکانیکی خوبی از خود نشان میدهند. گریدهای مختلفی از این فولاد مورد استفاده قرار میگیرد که میتواند کاربردهای گسترده ای از تجهیزات پزشکی تا قطعات هوافضا داشته باشند.
2 – آلیاژهای تیتانیوم(Titanium Alloys) : خواص منحصر این آلیاژ نظیر بالا بودن نسبت استحکام به وزن و همچنین زیست سازگاری بالا بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این متریال در مقاصدی که نیاز به وزن کم در عین بالا بودن استحکام دارند بسیار پرکاربرد است.
3 – آلیاژهای آلومینیوم (Aluminum Alloys): آلومینیوم و آلیاژهای آن به دلیل چگالی کم، هدایت حرارتی و الکتریکی خوب و همچنین مقاومت در برابر خوردگی بسیار شناخته شده هستند. از کاربردهای این آلیاژ میتوان به صنایع هوافضا، خودروسازی و کالاهای مصرفی اشاره کرد.
4 – آلیاژهای مبتنی بر نیکل (Nickel-Base Alloy) : این آلیاژها خواص شگفت انگیزی نظیر مقاومت دمایی بالا، مقاومت در برابر خوردگی و خواص مکانیکی عالی دارند. این خواص باعث شده تا از این آلیاژ در صنایعی مانند توربین های گازی، قطعات هوافضا و تجهیزات شیمیایی مورد استفاده قرار بگیرد.
5 – آلیاژهای کبالت کروم (Cobalt-Chrome Alloys): این آلیاژها به لیل زیست سازگاری و استحکام بالا اغلب در پزشکی و دندان پزشکی مورد استفاده قرار میگیرند. از این متریال برای تولید ایمپلنت های دندانی، ایملنت های ارتوپدی و ابزار جراحی استفاده میشود.
6 – فولاد ابزار (Tool Steel): این نوع فولادها به مقاومت بالا در برابر سایش و تغییر شکل معروف هستند. این متریال در ساخت ابزار و قالب استفاده میشوند.
7 – سوپر آلیاژها (Superalloys): سوپرآلیاژها، آلیاژهایی بسیار مقاوم در برابر حرارت هستند. از این رو در اجزای موتور جت و توربین های تولید برق استفاده میشوند.
8 – آلیاژهای با کارایی بالا (Hight-Performance Alloys): یکی از ویژگی های استفاده از تکنولوژی SLM ساخت آلیاژهای تخصصی با خواص منحصر بفرد است که میتوان برای کاربردهای متنوع از آن بهره برد. برای مثال میتوان از آلیاژهای حافظه نام برد که میتوانند پس از گرم شدن به حالت از پیش تعیین شده برگردند.
پرینت سه بعدی فلزی SLM در یک نگاه ؛ جدول مشخصات و ویژگی ها
ابعاد ساخت
۱۶۰*۱۶۰*۱۰۰ میلی متر
دقت ساخت
حداکثر خطای ساخت ۰.۳ میلی متر
مزایا و معایب
خواص مکانیکی بالا , تولید قطعات پیچیده
تولید قطعات سفارشی فلزی , قیمت بسیار بالا
زمان ساخت طولانی , ابعاد محدود
متریال
کاربرد
تولید قطعات سبک وزن با استحکام بالا
تولید قطعات شحصی سازی شده در پزشکی
تولید قالب تزریف پلاستیک پیچیده
تولید قطعات سفارشی خودرو