Технологиите днес напредват изключително бързо и почти няма невъзможни неща. В това число можем да включите 3D принтирането и прототипирането. В производството на добавки за метални части са направени толкова много неща, че това е един открояващ се пример за това каква революция настъпва при създаването на нови технологии.
Една водеща технология е така нареченото Selective Laser Melting (селектирано лазерно топене). Но въпросът е какво представлява и как работи? В тази статия ще поговорим именно за това.
Какво представлява тази технология?
Selective Laser Melting (SLM) представлява вид производство на метални добавки или 3D печат. Често тази технология ще я срещнете под наименованието DMLS, което означава “директно метално лазерно синтероване”.
Въпреки, че двете технологии си приличат, между тях има една малка разлика. Ако задачата на SLM е да топи метали, то тази на DMLS разтопява или агломерира метали. За тази цел се използва лазер, който играе ролята на пряк източник на енергия. Така металът се превръща в метален прах.
Selective Laser Melting е една от най-страхотните технологии за 3D печат, които се предлагат днес. Тя се използва не само за бързо прототипиране, но и за масовото производство. Асортиментът от наличните метални сплави е доста широк. А крайният резултат има свойства, равни на тези, които са произведени с помощта на традиционните производствени процеси.
Тук е важно и да споделим каква е разликата между SLM и друг подобен процес, а именно Selective Laser Sintering (SLS). Накратко, можем да кажем, че двата процеса са много сходни с основната разлика, че използват различни материали.
Селективното лазерно синтероване се използва при процеси, при които материалите са пластмаси, стъкло и керамика. Освен това, при процеса на синтероване не се топи напълно праха, а се загрява до степен, в която той да може да се слее на молекулярно ниво. Това дава възможност за контрол върху процеса.
От друга страна, при Selective Laser Melting процесът е подобен, но се прилага към метални сплави. Също така тук лазерът се използва за постигане на пълно стопяване. Това означава, че прахът е разтопен в хомогенна част. Така се стига до продукт, който е съставен от един тип материал, тъй като има само една точка на топене.
Как работи Selective Laser Melting?
Както вече споделихме, SLM е много подобен като процес на DMLS, тъй като и двата са свързани с термоядрения синтез. При SLM лазерът топи праха слой по слой, докато моделът завърши. На молекулярно ниво прахът се разтопява до получаването на хомогенна част.
При този процес се използват основно чисти материали, като например титан, неръждаема стомана, кобалт и алуминий, и много по-рядко могат да се използват и сплави.
Доста често, заради теглото на използвания материал, технологията Selective Laser Melting изисква да се добавят опорни конструкции, въпреки че има прахообразно легло, което подпомага работата по време на печат.
Както при други технологии за триизмерен печат, при SLM също се използват 3D CAD модел, на база който се създава желания реален обект. Този процес е възможен благодарение на високоенергийния лазерен лъч, който се грижи да стопи металния прах, за да може да се създаде обекта.
Приложение
Технологията SLM е изключително подходяща за изработка на сложни геометрии и структури, които са с тънки стени и скрити кухини и канали, както и такива, които са с малки размери. Тази технология намира широко приложение в медицината, като помага за създаването на стъбло за тазобедрена става, например, както и за ортопедични импланти и още много други.
Освен това Selective Laser Melting намира приложение и в аерокосмическата индустрия. Благодарение на нея могат да се произвеждат компоненти, които трудно биха се произвели при традиционното производство. Огромното предимство е, че благодарение на Selective Laser Melting могат да се изработват малки части, като например резервните части на стари машини.
Накратко, технологията се използва за производство на директни части за индустрии, като аерокосмическата, стоматологичната, медицинската, производствената и за много други. Тези части могат да бъдат с малки до средно големи размери, включително и много сложни части, каквито се изискват в инструменталната индустрия.
Въпреки, че технологията е скъпа, тя спестява изключително много време, тъй като с нея могат да се прави и бързо прототипиране. Това, от своя страна, спестява ценно време за разработването на нови продукти, както и след това времето за производство.
В Китай, например, са използвали подобна технология, която е послужила за изграждане на структурни титанови части за самолети. Според проучване се доказва, че използването на този процес може да намали материалите и отпадъците, които има в аерокосмическата индустрия.
И още по-интересното е, че през 2018 година се одобри в първия в историята имплантиран гръбначен стълб, който е бил направен от титан, използващ именно технологията Selective Laser Melting.
Индустрии, в които SLM намира приложение, са:
- аерокосмическата индустрия- за техника, като въздуховоди, приспособления и опори, които притежават специфични аеронавигационни инструменти.
- медицина – за изработка на сложни медицински продукти с висока стойност, включително и различни видове импланти.
- бързо прототипиране – помага за създаване на дизайнерски прототипи, които са достъпни и функционални и дават възможност за създаване на перфектния продукт.
- обработка на инструменти- спомага бързата изработка на инструменти, както и оптимизацията на съществуващи, така че да се подобри тяхната функционалност и много други.
SLM е изключително интересна технология, която има огромен потенциал за широко приложение. Днес интересът към нея много бързо нараства, което води до развиване на технологията, както и самият процес става все по-достъпен за потребителите.
Нужен ли е експерт?
Тази технология сама по себе си е сложна, затова и не може всеки да я извърши. Тя изисква от вас да имате специализирани дизайнерски и производствени умения и знания, за да се справите с изработката на необходимите част.
Именно затова е необходимо да се обърнете към експерти, които със сигурност ще знаят как да използват технологията Selective Laser Melting.
Характеристка на 3D принтерите, използвани при тази технология.
Когато избирате 3D принтери, които да използвате при тази технология, то преди всичко трябва да обърнете внимание дали са предназначени за нея.
Характеристиките, които са важни за един такъв принтер, са:
- скорост – тя е от изключително значение за всеки един 3D принтер, дори и за тези, които са за SLM.
- размер- какъв ще бъде размерът на избрания принтер, има значение за това до колко големи модели ще могат да се отпечатват.
- точност- точността е свързана с разделителната способност на 3D принтера, така че да се отпечатват максимално точни размери.
- устойчивост – важно е избраният принтер да бъде устойчив на големи натоварвания, които са възможни при този тип отпечатване.
- материали- това е ключова характеристика при избора на 3D принтер. За целите на технологията Selective Laser Melting устройството трябва да бъде предназначено за работа с метал.
Най-важното, което трябва да знаете за Selective Laser Melting 3D принтерите е, че те трябва да бъдат запълнени с метален прах, за да започнат своята работа. Освен това, целият процес трябва да се извърши в контролирана среда, което означава, че трябва да имате затворена камера, която да издържа на определена температура по Целзий.
Но, за да сте уверени в правилния избор и в това дали Selective Laser Melting е подходяща за вашите цели, ви съветваме винаги да се обръщате към специалисти. Те са способни да ви обяснят целия процес, за да получите продукта, от който се нуждаете, както и да ви насочват в това какъв трябва да е 3D принтерът, който да отговори най-добре на вашите нужди.