Меню Рубрики

Установки для селективного лазерного сплавления

Технология селективного лазерного плавления (SLM)

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.

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 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.

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.

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

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. iQB Technologies – официальный дистрибутор SLM Solutions в России.

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) 269-62-22, info@iqb.ru.

Читайте также:  Установка магнитолы 2 дин на toyota

Статья опубликована 14 июня 2017 в 10:27, дополнена 10 марта 2020

источник

SLM (Selective Laser Melting) — технология 3D-печати

SLM или Selective laser melting — инновационная технология производства сложных изделий посредством лазерного плавления металлического порошка по математическим CAD-моделям (3D-печать металлом). С помощью SLM создают как точные металлические детали для работы в составе узлов и агрегатов, так и неразборные конструкции, меняющие геометрию в процессе эксплуатации.

Технология является методом аддитивного производства и использует мощные лазеры для создания трехмерных физических объектов. Данный процесс успешно заменяет традиционные методы производства, так как физико-механические свойства изделий, построенных по технологии SLM, зачастую превосходят свойства изделий, изготовленных по традиционным технологиям.

Установки SLM помогают решать сложные производственные задачи промышленных предприятий, работающих в авиакосмической, энергетической, машиностроительной и приборостроительной отраслях. Установки также применяются в университетах, конструкторских бюро, используются при проведении научно-исследовательских и экспериментальных работ.

Официальным термином для описания технологии является «лазерное спекание», хотя он несколько не соответствует действительности, так как материалы (порошки) подвергаются не спеканию, а плавлению до образования гомогенной (густой, пастообразной) массы.

Преимущества

  1. Решение сложных технологических задач
    • Производство изделий со сложной геометрией, с внутренними полостями и каналами конформного охлаждения
  2. Сокращение цикла НИОКР
    • Возможность построения сложных изделий без изготовления дорогостоящей оснастки
  3. Уменьшение массы изделий
    • Построение изделий с внутренними полостями
  4. Экономия материала при производстве
    • Построение происходит с помощью послойного добавления в «тело» изделия необходимого количества материала. 97-99% незадействованного при построении порошка после просеивания пригодно к повторному использованию. 3-9% материала, задействованного на построение поддержек, утилизируется вместе с некондиционным несплавленным порошком, не прошедшим операцию просеивания.
    • Сокращение затрат на производство сложных изделий, т.к. нет необходимости в изготовлении дорогостоящей оснастки.

Области применения

  • Изготовление функциональных деталей для работы в составе различных узлов и агрегатов
  • Изготовление сложных конструкций, в том числе неразборных, меняющих в процессе эксплуатации геометрию, а также имеющих в своем составе множество элементов
  • Производство формообразующих элементов пресс-форм для литья термопластов и легких материалов
  • Изготовление технических прототипов для отработки конструкции изделий
  • Создание формообразующих вставок для кокильного литья
  • Производство индивидуальных стоматологических протезов и имплантатов
  • Изготовление штампов.

Как это работает

Процесс печати начинается с разделения цифровой 3D-модели изделия на слои толщиной от 20 до 100 мкм с целью создания 2D-изображения каждого слоя изделия. Отраслевым стандартным форматом является STL- файл. Этот файл поступает в специальное машинное ПО, где происходит анализ информации и ее соизмерение с техническими возможностями машины.

На основе полученных данных запускается производственный цикл построения, состоящий из множества циклов построения отдельных слоев изделия.

Цикл построения слоя состоит из типовых операций:

  1. нанесение слоя порошка заданной толщины (20-100 мкм) на плиту построения, закрепленную на подогреваемой платформе построения;
  2. сканирование лучом лазера сечения слоя изделия;
  3. опускание платформы вглубь колодца построения на величину, соответствующую толщине слоя построения.

Процесс построения изделий происходит в камере SLM машины, заполненной инертным газом аргон или азот (в зависимости от типа порошка, из которого происходит построение), при ламинарном его течении. Основной расход инертного газа происходит в начале работы, при продувке камеры построения, когда из нее полностью удаляется воздух (допустимое содержание кислорода менее 0,15%).

Читайте также:  Установка расширительного бачка для горячего водоснабжения

После построения изделие вместе с плитой извлекается из камеры SLM машины, после чего изделие отделяется от плиты механическим способом. От построенного изделия удаляются поддержки, производится финишная обработка построенного изделия.

Практически полное отсутствие кислорода позволяет избегать оксидации расходного материала, что делает возможной печать такими материалами, как титан.

Материалы

Наиболее популярными материалами являются порошковые металлы и сплавы, включая нержавеющую сталь, инструментальную сталь, кобальт-хромовые сплавы, титановые сплавы, титан, алюминий, золото, платина и др.

источник

Селективное лазерное плавление

Направление деятельности

По классической методике врач работает с гипсом и эластичными композитами. Работа сопряжена с многочисленными корректировками формы, но и она не будет держаться вечно: геометрия сохраняется ограниченное время, после чего материал теряет свойства. При использовании объемной печати работа по подгонке заготовки ведется в редакторе, что дает возможность проработать все компоненты и контролировать процесс еще до получения компонента в материале. При этом экономится время, материал, растет точность и качество полученного имплантата и элементов системы.

Ручной труд сводится к минимуму, потому проще организовать подбор специалистов, а так же сделать операцию доступнее для клиентов. Сбор информации происходит не на основе слепка, а посредством сканера, который формирует базу данных для моделирования нужной части. Однако, роль врача не исключается полностью, так как он имеет доступ ко всем этапам моделирования и может внести необходимые правки.

Методика обладает следующими положительными качествами:
— во-первых, позволяет хранить данные пациентов в электронном формате, что позволяет не просто сэкономить на бумаге, но управлять базой эффективнее, вплоть до автоматизированного контроля;
— во-вторых, скорость реализации моделей выше, не требуется многочисленных подгонок и примерок, что доставляет неудобства и врачу, и пациенту;
— в-третьих, возможность врачебной ошибки практически сводится к нулю, потому растет качество и доверие клиентов к инновационной методике;
— в-четвертых, точность полученной продукции выше аналогов, созданных по классической схеме.

Само передовое оснащение наглядно демонстрирует технологический уровень клиники.
Как работает методика применительно к стоматологии?
В первую очередь проводится сканирование ротовой полости, для чего применяют специализированные сканеры, либо аппараты КТ/ МРТ.

Полученные сведения загружаются в специализированные программы, где происходит автоматическая обработка. Эксперт на данном этапе может вносить изменения по своему усмотрению.

Затем на стоматологическом принтере запускается процесс печати подготовленного электронного образца.

По полученным моделям создаются готовые детали и производится их установка заказчику.
В зависимости от используемого оборудования, принцип обработки сырья различается, чаще всего работает частичное или полное таяние выбранного материала, либо сырье плавится или спекается.

В итоге на базе полимеров и металлов формируются цельные компоненты.
Самые распространенные варианты оборудования приведены ниже, стоимость оборудования для стоматологов колеблется в районе 20 тысяч долларов. Украинская марка предлагает оборудование под брендом KLONA, обсудить конкретные условия заказа позволяет политика конфиденциальности компании Stratasys, которая не указывает ценники своего оборудования.

Так же выделяют различные модели устройств, каждая из которых нацелена на работу определенного класса:

Варианты методик и подробно о СЛП

На уровне с лазерным плавлением спекание (SLS) и нанесение веществ послойно, полимеризация которых идет ускоренными темпами (WDM).
По рассматриваемому принципу работа ведется с компонентами металлического сплава – мелкодисперсными частицами, которые расплавляются лазером и соединяются друг с другом. Слои последовательно наносятся один на другой до получения компонента с заданной геометрией.

Читайте также:  Установка разъемов а разъем

При методе SLS спекание происходит выборочно, что приводит к росту пористости, которая значительно ниже у рассматриваемой технологии. В конечном счете изделия SLM получаются прочнее, надежнее и качественнее. Метод WDM дает возможность укладывать вещество слоями, полимеризация их происходит ускоренными темпами, потому сросшиеся частицы формируют заготовку в короткие сроки.

Именно высокая плотность создаваемых изделий позволили занять методике высокие позиции в сфере стоматологии. Работа ведется с CAD-моделями, что так же положительно влияет на качество. Цифровая заготовка разбивается на несколько слоев, высота которых находится в пределах 20-100 микрон, которые визуализируются двухмерно. Программа анализирует информацию в форме файла STL, который считается отраслевым стандартом. Финальным этапом анализа считается сопоставление полученной модели с возможностями принтера.

После приведения всех аспектов к соответствию, начинается построение:
— порошок металла наносится на плиту, зафиксированную на специальной платформе;
— луч лазера проводит сканирование слоя, выявляя его геометрические параметры, сечение;
— платформа опускается в колодец на толщину создаваемого слоя.

Процесс ведется в камере принтера, который наполнен аргоном/азотом. На первых этапах работы большая часть газа продувается и уходит, что связано с необходимостью создания безвоздушной среды.
В финале детали извлекается из камеры вместе с плитой, поддерживающие детали удаляются, проводится финишная обработка поверхности.
По механическим характеристикам полученные изделия сравнимы с литьем, при высокой точности. Реализовать путем плавления можно протез любой конфигурации, включая сложные геометрические формы.
При выпуске эксперты получают серьезную экономию материала.
Технология отработана и выгодно отличается от альтернатив, как в пользу экспертного сообщества, так и для клиентов стоматологической клиники. В сравнении с селективным лазерным плавлением классический подход преимуществ практически не имеет. Картинка для анонса: Array

источник

Аппарат селективного лазерного плавления SLM 50

Характеристики

  • Код 47002
  • Артикул 460-1001
  • Производитель Yeti
  • Страна Германия
  • Оборудование
    • Аппарат лазерного селективного плавление SLM 50
    • Программное обеспечение
    • Сканер SCAN ACTIVE

    Материал SOLIBOND C plus

    Популярый порошок SOLIBOND C plus – был специально адаптированн для технологии SLM.

    Зарегистрирован почти во всем мире и пользуется высоким доверием среди пользователей.

    Представляет собой мелкодисперсный порошок с диапазоном размера частиц -10/+ 63 микрон.

    Хим.состав: Co: 63%, Cr 24%, Mo 2,9%, W 8,1%, Nb 0,9%, Si 1,1%.

    Полное описание

    Что такое SLM?

    Технология получения трехмерных моделей, путем послойного сплавления мельчайших частиц металлического порошка под воздействием лазерного луча высокой мощности.

    При этом металлические частицы сплавляются друг с другом, образуя жесткий каркас

    Преимущества технологии

    • Высокая точность изготавливаемых моделей.
    • Получение моделей с гомогенной микроструктурой.
    • Высокая скорость изготовления.
    • Снижение затрат на изготовление моделей благодаря отсутствию промежуточных фаз производства.
    • Минимальное время на последующую обработку моделей.
    • Работа с данными в открытом STL формате.
    • Экономичное расходование материала.

    Первый в мире настольный аппарат SLM50

    • Высокая точность изготавливаемых моделей.
    • Получение моделей с гомогенной микроструктурой.
    • Высокая скорость изготовления.
    • Снижение затрат на изготовление моделей благодаря отсутствию промежуточных фаз производства.
    • Минимальное время на последующую обработку моделей.
    • Работа с данными в открытом STL формате.
    • Экономичное расходование материала.

    Технические характеристики:

    • Размер изготавливаемой детали: 70 мм Ø, 40 мм h
    • Минимальная толщина изготавливаемого слоя 20 микрон
    • Потребляемая мощность 1 КВт
    • Компактные размеры (ДхШхВ) 80х70х50 см
    • Вес 80 кг

    Минимальные требования:

    • Сеть 220В ±10%, 16A
    • Расход аргона 30 л/час

    источник