فناوری پرینتر سه بعدی SLM چیست ؟
Selective Laser Melting
ذوب ذرات به صورت انتخابی DMLS & LPBF & SLM Selective Laser Melting
تاریخچه SLM
ذوب لیزر انتخابی(پرینتر سه بعدی SLM) ، یکی از چندین فناوری چاپ سه بعدی ، در سال 1995 در موسسه Fraunhofer ILT در آخن ، آلمان ، با یک پروژه تحقیقاتی آلمانی آغاز شد ، و در نتیجه به اصطلاح اولیه ثبت اختراع ILT SLM DE 19649865 ثبت شد.
دکتر دیتر شووارز و دکتر ماتیاس فوکل از F&S Stereolithographietechnik GmbH واقع در پادربورن در مرحله پیشگام سازی خود ، با محققان ILT دکتر ویلهلم ماینرز و دکتر کنراد ویسنباخ همکاری داشتند.
پرینتر سه بعدی SLM چیست ؟
پرینتر سه بعدی SLM به طور مشابه با دیگر روش های تولید سه بعدی، فایل سه بعدی باید توسط یکی از نرم افزارهای ” اسلایسر ” پردازش شود تا اطلاعات فایل سه بعدی را به لایه های زیادی تقسیم کند.
فرمت فایل استفاده شده توسط همه پرینتر های سه بعدی، STL می باشد که یک فرمت استاندارد در فناوری تولید افزایشی محسوب می شود.
درست بعد از بارگذاری فایل سه بعدی، نرم افزار دستگاه پرینتر سه بعدی SLM ، پارامترها ، مقادیر مواد اولیه و مسیر تولید سه بعدی را تعیین می کند.
پودر فلزات، به صورت یکنواخت بر روی صفحه تولید سه بعدی، توزیع می شود، سپس بر اساس نرم افزار اسلایسر، هر تکه ای از لایه ها، با استفاده از انرژی لیزر بسیار قوی پودر فلزات که به روی صفحه تولید سه بعدی هدایت می شوند را هدف قرار می گیرند.
انرژی لیزر مورد استفاده در تکنیک پرینتر سه بعدی SLM چنان شدید است که پودر فلز به طور کامل ذوب می شود و یک قطعه سه بعدی جامد را تشکیل می دهد. پس از اتمام لایه، لایه بعدی دوباره شروع می شود. فلزات مورد استفاده برای فرآیند SLM ، شامل فولاد ضد زنگ، تیتانیوم، کروم، کبالت و آلومینیوم می باشد.
نمونه کار تولید شده به وسیله فناوری چاپ سه بعدی
نمونه کار تولید شده به وسیله فناوری چاپ سه بعدی فلزات
کاربرد پرینتر های سه بعدی SLM
- نمونه سازی
- ساخته سازه های ساپورت
- ساخت سری قطعات کوچک فلزی
- ساخت ابزار
با تکنیکهای تولید افزایشی فلزی مانند SLM و DMLS می توان قطعات فلزی مفیدی تولید کرد که کاملا کاربردی هستند و به سرعت ساخته می شوند و تکنولوژی های دیگر قادر به انجام آن نیستند.
مواد مصرفی پرینتر سه بعدی SLM
آلومینیوم و دیگر آلیاژهای فلزی که در SLM استفاده می شوند، در مقابل فشار و حرارت مقاومت بسیار بالایی دارند.
و به همین دلیل درخواست های بسیاری در زمینه های مهندسی مکانیک و مهندسی شیمی برای این تکنولوژی وجود دارد.
وزن کمتر، عملکرد بهتر، کاهش هزینه و کارایی ساده تر نتایجی هستند که به لطف وجود تکنولوژی SLM به دست آمده اند.
کاربرد در هوافضا و صنایع وابسته
هوافضا و صنایع وابسته به آن اولین کسانی هستند که از این تکنولوژی بهره مند می شوند.
قطعات SLM در ابزار، تجهیزات، بخشهای موتور مانند روتور و پروانه، کانال های خنک کننده و غیره استفاده میشوند.
صنایع اتوماتیک، بخش های تحقیقاتی، مهندسی پزشکی و دندانسازی نیز از استفاده کنندگان معمول این تکنولوژی محسوب میگردد.
تکنولوژی های پرینت سه بعدی SLM و DMLS می توانند قطعات را از جنس گستره بزرگی از فلزات و آلیاژهای فلزی از جمله آلومینیوم، فولاد ضدزنگ(استیل) ، تیتانیوم، کبالت-کروم و اینکونل تولید کنند.
این متریال ها بیشتر نیازهای صنایع از صنعت فضایی تا پزشکی را پوشش می دهند.
بسیاری از پروژه ها و قطعات ساخته شده با انواع پرینترهای سه یعدی SLM ، کمک شایان به ذکری به صنعت هوافضا و علی الخصوص در جایی که نیاز به تولید قطعات سبک احساس میشود کرده است.
SLM نوعی عالی از چاپ سه بعدی برای پروژه هایی که دچار مشکلاتی مانند قالب سازی دشوار و دسترسی فیزیکی مشکل به سطوح برای ماشینکاری، و همچنین محدود بودن طراحی قطعات است.
این تکنولوژی به طور گسترده در میان کاربران در خانه مورد استفاده قرار نمیگیرد اما در بین تولید کننده صنعت هوا فضا و ارتوپدی پزشکی بسیار محبوب است
این فناوری برای سرعت و دقت فوق العاده اش، مورد توجه قرار گرفته است و اخیرا توسط غول هواپیماسازی جهان، شرکت بوئینگ و قلب تحولات الکترونیک جهان یعنی جنرال الکتریک، مورد استفاده قرار گرفته است.
معایب :
این تکنولوژی مشکلاتی همچون سرعت کم ، سطح خارجی نا مطلوب را داراست.
هزینه مواد اولیه و تولید با پرینتر سه بعدی فلز بالاست و در نتیجه این تکنولوژی برای تولید قطعات قابل ساخت با روش های سنتی مناسب و به صرفه نیست.
به دلیل شرایط خاص و نیاز به کنترل کامل محیط ساخت، ابعاد قابل ساخت سیستم های پرینت سه بعدی فلز محدود هستند.
مدل های سه بعدی آماده معمولا برای پرینت سه بعدی فلز مناسب نبوده و باید تغییراتی روی آنها صورت گیرد که مناسب ساخت با پرینتر سه بعدی فلز شوند.
سایز ساخت کوچک، بیشترین هزینه در بین همه تکنولوژی ها
هزینه پودر فلز بسیار بالاست. برای نمونه قیمت یک کیلوگرم فولاد ضدزنگ(استیل) ۳۱۶L بین ۳۵۰ تا ۴۵۰ دلار است.
به همین دلیل رساندن حجم قطعه و ساپورتها به پایین ترین میزان ممکن نکته ای کلیدی در پایین آوردن هزینه تمام شده پرینت سه بعدی فلز است.
مزایا :
فرآیند SLM یک تکنیک صنعتی برای شرکتهایی است که می خواهند قطعات فلزی خود را به منظور نمونه سازی با کیفیت بالا، شخصا تولید کنند، بسیار پرسود و مناسب است.
با این روش می توان طراحهای پیچیده و جزئیات بالا را نیز تولید کرد که با توجه به محدودیت های فرآیندهای قدیمی، در آنها امکان پذیر نبود.
برای مثال، SLM می تواند اجزا چندگانه (مانند چفت و بست یا پایه ها) را ادغام کند و یک جسم واحد بسازد. این کار باعث کمتر شدن هزینه و زمان برای مونتاژ می شود.
همچنین با SLM می توان اجسامی با دیواره نازک و هندسه پیچیده ساخت، به این معنی که امکان تولید طراحی های سبک وزن نیز وجود دارد.
سفارشی سازی و سرعت در تحویل نیز از مزایای دیگر این تکنولوژی محسوب می شوند.
مزایا تولید قطعات فلزی کاربردی با چگالی بالا (بالای 99 درصد) و توان مکانیکی بالاتر (نسبت به روش های ساخت سنتی) را ارائه دهد.
شما می توانید از انواع مختلف فلز در این تکنولوژی استفاده نمایید. قطعات پرینت شده را می توانید در دستگاهای مکانیکی خود به طور مستقیم مورد استفاده قرار دهید.
