SLM технология. Селективно лазерно топене (SLM). Къде се използва SLM технологията?

Този адитивен метод за създаване на прототипи се основава на използването на лазер с високомощни влакна. Основният консуматив е прахова метална сплав.

Разработчиците на тази технология са служители на Института по лазерни технологии Wilhelm Meiners, Konrad Wissenbach и служители на F&S Stereolithographietechnik GmbH Dieter Schwarz и Matthias Fokele. Интересен факт е, че Шварц все още работи в бившата F&S, която в крайна сметка се превърна в SLM Solutions GmbH, а Fokele създаде основния конкурент на тази компания - ReaLizer GmbH.

Но да се върнем към технологиите. SLM ви позволява да отпечатвате обекти с точност в рамките на 20-100 микрона; като чертеж на бъдещия продукт се използва оформление във формат STL. Тънък слой прах се нанася върху работната повърхност, която се намира в камера, пълна с инертен газ (предимно аргон). Пълната липса на контакт на метала с кислород предотвратява неговото окисляване, което прави възможно работата дори с титанови сплави, които са трудни за обработка. Всеки нов слой се слива с предишния под въздействието на лазерен лъч, насочен в координатната равнина.

Използваните консумативи са неръждаема и инструментална стомана, злато, сребро, алуминий, титан и сплави на базата на кобалт и хром. Тази технология се счита за най-добрата за производство на тънкостенни предмети със сложна геометрия, които се използват успешно в машиностроенето, космическата индустрия, автомобилостроенето и медицината.

Най-сходните технологии са директното лазерно синтероване на метали (DMLS) и топенето с електронен лъч (EBM).

Технология за печат SLM - цената на най-качественото оборудване

SLM е модерна технология за 3D печат на сложни конструкции или части чрез лазерно разтопяване на метални прахове. Методът за получаване на 3D обекти ни позволява да произвеждаме особено точни резултати, както на отделни елементи, така и на готови едрогабаритни продукти. Нашата компания кани клиенти да направят поръчка за услуги за създаване на продукти, които използват технологията за печат SLM. Цената в сайта ще Ви изненада приятно. Ще намерите и огромен избор от 3D принтери, използващи SLM технология за печат на достъпна цена. Работим с официални дилъри, така че можем да намалим цената на стоките и услугите до минимум, без да жертваме качеството.

Предимства от използването на технологията за печат SLM

С помощта на SLM производителите на продукти със сложни геометрични форми имат възможност да решат всеки технологичен проблем. Технологията е идеална за производство на части и конструкции със сложни конфигурации, множество кухини и канали отвътре.

SLM също ви позволява значително да спестите от консумативи, тъй като конструкцията се извършва чрез добавяне на слой по слой необходимото количество нишка. Останалите материали се пресяват и подготвят за повторна употреба.

Тъй като сложните продукти се произвеждат по технология, няма нужда да купувате допълнително скъпо оборудване.

SLM технологията намери широко приложение в различни области:

• в промишлени предприятия;
• космическа индустрия;
• машиностроене;
• приборостроене;
• в образователни институции;
• за изследователска и експериментална работа.

Как се изгражда 3D обект със SLM технология?

Първоначално работният процес започва чрез разделяне на цифровия модел на слоеве, за да се получи 2D изображение. След това полученият файл се анализира от софтуера и след обработката на информацията започва цикълът на конструиране:

• Върху платформата се нанася слой метален прах.
• След това повърхността се сканира с лазерен лъч.
• Платформата се спуска надолу с количество в съответствие с дебелината на строителния слой.

След приключване на работния процес платформата се отстранява и продуктът се отделя от платформата механично.

Технологията LBM/SLM се използва за производството на функционални продукти, работещи при високи натоварвания, екстремни температури и в агресивна среда. Тази технология ви позволява да работите с широка гама от метални прахови състави: неръждаема и инструментална стомана, алуминий, титан, никел, кобалт-хром, медни сплави и много други.

Селективното лазерно сливане на метален прах се осъществява чрез действието на мощен лазер (опционално оборудването може да бъде оборудвано с 2-4 лазера), способен да разтопи сферични гранули в точката на своята проекция. Работата на инсталацията и целият процес се контролира от компютър, на който зареденият математически модел преминава през няколко етапа на подготовка със създаване на носещи конструкции, траектории и техники за сканиране на лъча за всеки генериран слой на модела, настройка на технологичния процес на работа с определен избран материал и др.

Ракел или принтерна ролка нанася прах върху повърхността на платформата, а вграденият лазер селективно се топи по предварително определен път. Когато пълният цикъл на печат е завършен, продуктът с платформата се поставя във фурна за облекчаване на вътрешното напрежение, след което платформата и опорите се отделят внимателно от продукта, вибриращи или пясъкоструйни операции придават гладък вид на повърхността (свързани технологични недостатъци с слоестата структура и грапавостта са елиминирани), металообработка или Използване на CNC металообработващо оборудване, критичните повърхности се довеждат до качеството, изисквано съгласно чертежната документация.

Инсталация за добавки SLM 280 2.0 с периферна станция PSV – основният нов продукт на SLM Solutions през 2017 г.

– Какво ново предлага SLM Solutions на потребителите на 3D печат?

– През 2017 г. компанията свърши много работа. Иновациите се фокусираха основно върху дизайна на заводи за производство на добавки, но също така включваха актуализации на софтуера, персонализирани решения и системи за контрол на качеството на процесите.

Основното постижение е системата SLM 280 2.0 в нов корпус и с нов дизайн на интерфейса на управляващата програма. Машината е оборудвана с „вечен” филтър – принципно нов механизъм за филтриране на частици – и оптимизирана система за мониторинг на мощността на лазера и зоната на топене. Това решение е реализирано специално за многолазерни системи.

Устройството SLM 280 2.0, филтърът и потребителският интерфейс ще бъдат налични за поръчка приблизително през третото тримесечие на 2018 г.

: Как става селективното лазерно топене

– Моля, разкажете ни за софтуера от SLM Solutions. Как се нарича?

– SLM дизайнер на добавки. Да, новият продукт е много интересен, струва си да разкажем за него по-подробно. Това е собствена разработка на SLM Solutions за работа с 3D файлове и подготовката им за печат, която е алтернатива на популярните софтуерни и други решения, предлагани на пазара. Акцентът на нашия продукт е, че той е съвместим не само със STL файлове, но и с CAD файлове (STEP, IGES), които могат да съдържат друга информация в допълнение към 3D графики.

Вече се проучват опции за сътрудничество с доставчиците на CAD софтуер за интегриране на SLM Additive Designer в техния интерфейс, за да се даде възможност за проектиране от край до край. Този процес обхваща етапите от проектирането до получаването на продукт на 3D принтер с помощта на това софтуерно решение - нека го наречем постпроцесор (или пре-постпроцесор) за подготовка на част за печат.

– Компанията не е пускала собствен софтуер преди?

– Така нареченият Build Processor, който е разработен съвместно с Materialize и е внедрен в Magics, не е отделен софтуер. И сега SLM Solutions разполага с цялостен софтуерен продукт, който може да работи с CAD и STL файлове и осигурява пълен цикъл от позициониране на частта върху платформата, генериране на опори и завършва със създаването на файл, който се прехвърля на 3D принтера.

Като цяло компанията има големи планове за разработка на софтуер. Ще бъдат разработени нови софтуерни продукти, включващи облачен сървър и технологии за големи данни за голяма производствена верига от 3D принтери. Тоест, говорим за решения не за една машина, а за Фабриката на бъдещето – концепция, с която сега работят всички водещи производители на адитивни производствени предприятия.

– Решението за фабриката на бъдещето беше автоматизираната производствена система SLM 800, друга нашумяла иновация от миналата година.

– беше представен на изложба във Франкфурт на Майн. Компанията официално обяви продажбата на двадесет автомобила в Китай. В момента има само една сглобена инсталация. Това е, да кажем, работещ експериментален изложбен екземпляр, в дизайна и функционалността на който е много вероятно нещо да се промени. Във всеки случай това е голяма претенция, тъй като възможността за осигуряване на автоматизиран процес при височина на сградата от 800 mm показва високата стабилност на системата.

– Промените засегнаха ли периферното оборудване на 3D принтерите?

– Да, вече е налична новата система PSV (Powder Sieving Vacuum) – периферна станция, която е проектирана да изпълнява следните функции:

1. непрекъснато пресяване (връщане на праха обратно в завода за непрекъсната циркулация по време на работа);
2. съхранение на праха при работа на машината в резервоар с вместимост 90 литра, който не се намира в инсталацията, а в системата PSV.

Станцията PSV също е оборудвана (ако говорим за инсталацията SLM 280) с ръкав за работа в камерата за изграждане в инертна среда, за да се отстрани излишният прах при почистване на детайла. Станцията осигурява висока производителност за почистване и обработка на материал, е компактна и универсална: може да бъде свързана както към 280-та, така и към 500-та машина. PSV работи на базата на разлики в налягането и евакуация на системата и движение на праха с помощта на вакуумен транспорт.

Подобно на предишната система PSH, която обслужваше приблизително същите нужди, PSV е най-ефективна, когато работим с един прах на една машина. Когато сменяте често материалите, по-добре е да използвате ръчната станция за пресяване PSM, която е стабилно периферно оборудване от почти десет години, проста и лесна за използване.

– Какво представлява „вечният” филтър и как ще подобри безопасността при работа?

– С негова помощ филтрирането ще се извършва на различни принципи. Това е така наречената суха филтрация: частици от материал (титан или алуминиева сплав) се задържат от инхибиторни частици във филтъра и незабавно се деактивират. Отстранявайки сместа от инхибитор и частици в сухо състояние, ние намаляваме риска от негативни въздействия по отношение на отделянето на запалими газове, подобряваме чистотата на процеса и повишаваме безопасността при пожар и експлозия. SLM инсталациите имат затворен цикъл на работа с прах.

Основният въпрос не е дали да закупите машина за добавки или не, а как да я интегрирате в производствената верига.

– Какви са близките планове на SLM Solutions?

– На международното изложение „Металообработка-2018“, което ще се проведе в Москва от 14 до 18 май, компанията ще има голям щанд. Предвижда се от Германия да пристигнат специалисти от сервизния отдел, като се обмисля и вариантът за доставка на машината SLM 280. През лятото или есента SLM Solutions ще отвори нов голям обект, който ще осигури изпълнението на увеличен брой поръчки за производство на машини. Той ще се намира в Любек, на същото място, където се намира централата на компанията и основното производство.

– Каква е ситуацията на руския пазар за вашата компания?

– Има интерес към продуктите на SLM Solutions, и то много, но засега основно на ниво заявки, опити за изработване на икономиката на притежаването на машина, приложения за тестов печат. Най-вероятно това е обща икономическа ситуация, тъй като много от нашите европейски колеги, работещи в производството на метални 3D принтери, имат подобни проблеми в Русия.

Оборудването е скъпо, но малко хора в Русия имат идея как да го притежават, как да извлекат икономическа изгода от него. Доста трудно е да се обоснове необходимостта от покупка. Плюс това, много ни липсват специалисти с необходимите познания, за да осигурят правилно както самия процес, така и разработването на технологичните параметри.

Специалист, работещ върху адитивна машина, в идеалния случай трябва да бъде както дизайнер, така и в по-голяма степен технолог - човек, който разбира физиката на протичащите процеси и влиянието на определени параметри върху качеството на получения детайл. И има много такива параметри - поне 160.

За съжаление, руските специалисти - от мениджърите на предприятията до обикновените инженери - обикновено нямат разбиране за сложността на адитивния процес. Много хора вярват, че 3D принтерът е някаква машина-чудо: зареждате праха, зареждате модела, натискате бутон и веднага получавате висококачествена част.

Екипът на SLM Solutions на международното изложение Formnext 2017

– Как да убедим хората, че адитивните технологии носят значителни ползи?

– Имаме нужда от възпитателна работа. Специалистите трябва да се запознаят с по-голям обем литература, научни изследвания, монографии – не само фундаментални, но и инженерни, включително английски и немски. индустрии и предприятия се възползват от пътуване до международни конференции за адитивно производство.

Основната ми идея, която се опитвам да предам на всички, е, че адитивните технологии (по-специално селективното лазерно топене) не са панацея, не са универсално решение за производството на всякакви части. Това е отделен нов метод, който се използва активно на пазара от малко повече от десет години. Но дори върху такава стара технология като монографии все още се пишат.

3D технологиите са системи с огромен брой параметри, съчетаващи много дисциплини - металургия, лазери, механика, програмиране и др. Това е един вид „сива кутия“ - те все още трябва да бъдат изучавани и изучавани. Но ако не направите това, можете да изостанете много.

– Въпреки това в Русия има известно движение по отношение на развитието и внедряването на 3D технологии.

– Има идеи, виждаме ги по изложби. Според моя опит нивото на разбиране на хората се е увеличило значително през последните четири до пет години. Няма обаче надзор на държавно ниво, няма вектор, който да обедини всичко това.

Например в Европа и Азия има асоциации на производители (като AMUG, GARPA), които редовно провеждат срещи на потребители от цял ​​свят. SLM Solutions участва в подобни събития заедно със своите конкуренти. Или този пример: нашата компания, подобно на много други производители, си сътрудничи с института Fraunhofer, който разработва лазерни технологии. Около шестдесет учени са се записали да работят с SLM. Това е добър пример за междуиндустриално сътрудничество, което толкова липсва в Русия поради вътрешни икономически проблеми.

Според мен нашите ръководители трябва да пътуват повече и да участват в такива проекти, за да разберат какви въпроси се задават и как да дефинират ясни задачи за дизайн на продукцията. В крайна сметка основният въпрос не е дали да закупите инсталацията или не, а как да я интегрирате в производствената верига, да създадете ефективно работещ цех с адитивни инсталации и с тяхна помощ да получите необходимия продукт.

Продължаваме да ви запознаваме с различни технологии за 3D печат. Следващият по ред е SLM.

SLM или селективно лазерно топенее уникален адитивен метод, който включва създаване на различни продукти чрез лазерно топене на метален прах съгласно определени CAD модели. По време на работа се използват само лазери с висока мощност.

Машините SLM помагат за решаването на сложни проблеми в промишлени предприятия, специализирани в производството на машини в секторите на космическото пространство, енергетиката, машиностроенето и инструментостроенето.

Освен това такива инсталации се използват в институти, дизайнерски бюра, както и в процеса на изследователска и експериментална работа.

технология

Процесът на 3D печат започва по следния начин: триизмерен цифров модел се разделя на слоеве, така че за всеки да може да се създаде двуизмерно изображение. Дебелината на слоя варира от 20 до 100 микрона.

Файлът, който съдържа всички параметри, се изпраща на специален машинен софтуер, който анализира данните, използвайки техническите възможности на устройството. В резултат на това започва изграждането на продукта.

Цикълът на създаване на всеки слой се състои от три етапа:

• нанасяне на слой пудра върху работната плоча;
• лазерно сканиране на напречното сечение на слоя;
• спускане на плочата до дълбочината на кладенеца, което съответства на дебелината на слоя.

Изграждането на всеки обект се извършва в работната камера на SLM принтер. Той е напълно запълнен с инертен газ: аргон или азот. Изборът на газ зависи от материала, от който е направен прахът.

След завършване на конструкцията изделието се изважда от машината с работната плоча, отделя се механично и се извършва последваща обработка.

Предимства на селективното лазерно топене

Този метод е толкова универсален, че има повече силни страни, отколкото може да изглежда на пръв поглед:

• създаване на обекти със сложни геометрични форми с вътрешни кухини и конформни охлаждащи канали;
• производство на продукти без скъпо оборудване;
• получените продукти са леки;
• спестяване на консумативи за печат;
• възможността за повторно използване на праха след етапа на пресяване.

Приложение

Методът на селективното лазерно топене може да се използва в процеса на производство на продукти за работа като част от различни компоненти и възли, изграждането на сложни геометрични структури и оформящи елементи на форми за отливане на термопласти, индивидуални протези и импланти за стоматологията, както и производство на печати.

Консумативи

Най-често като консумативи се използват прахове от метали и сплави като неръждаема стомана, инструментална стомана, сплави от кобалт, хром и титан, алуминий, злато, сребро и платина.

Абонирайте се за новините на 3D Print Expo 2017

SLM (Selective Laser Melting) - селективно лазерно топене - иновативна технология за производство на сложни по форма и структура продукти от метални прахове с помощта на математически CAD модели. Този процес се състои в последователно послойно топене на прахообразен материал с помощта на мощно лазерно лъчение. SLM отваря най-широките възможности за модерно производство, тъй като ви позволява да създавате метални изделия с висока точност и плътност, да оптимизирате дизайна и да намалите теглото на произведените части.

Селективното лазерно топене е една от технологиите за 3D печат на метали, които могат успешно да допълнят класическите производствени процеси. Това дава възможност да се произвеждат предмети, чиито физико-механични свойства превъзхождат продуктите на стандартните технологии. Използвайки технологията SLM, е възможно да се създават уникални продукти със сложен профил без използване на машинна обработка и скъпо оборудване, по-специално поради възможността за контрол на свойствата на продуктите.

Машините SLM са предназначени за решаване на сложни проблеми в енергетиката, нефта и газа, машиностроенето, металообработката, медицината и др. Те се използват и в изследователски центрове, конструкторски бюра и образователни институции при провеждане на изследователска и експериментална работа.

Терминът „лазерно синтероване“, който често се използва за описване на SLM, не е напълно точен, тъй като металният прах, подаден към 3D принтера под лазерния лъч, не се синтерова, а се разтопява напълно и се превръща в хомогенна суровина.

Примери за приложение на технология за селективно лазерно топене

Къде се използва SLM технологията?

Селективното лазерно топене се използва в промишлеността за производството на:

• компоненти на различни възли и възли;
• структури със сложна форма и структура, включително многоелементни и несменяеми;
• печати;
• прототипи;
• бижута;
• импланти и протези в денталната медицина.

Анализ на данни и дизайн на продукта

Първо, цифровият 3D модел на детайла се разделя на слоеве, така че всеки слой, който е с дебелина 20-100 микрона, се изобразява в 2D. Specialized анализира данните в STL файла (индустриален стандарт) и ги сравнява със спецификациите на 3D принтера. Следващият етап след обработката на получената информация е конструирането, което се състои от голям брой цикли за всеки слой на създадения обект.

Изграждането на слоя включва следните операции:

• метален прах се нанася върху строителната плоча, която е фиксирана към строителната платформа;
• лазерният лъч сканира напречното сечение на слоя продукт;
• платформата се спуска в строителния кладенец до дълбочина, която съответства на дебелината на слоя.

Конструкцията се извършва в камерата на SLM машина, която е пълна с инертен газ (аргон или азот). Основният обем газ се изразходва в началния етап, когато целият въздух се отстранява от строителната камера чрез продухване. След завършване на процеса на конструиране частта и плочата се изваждат от камерата на праховия 3D принтер, след което се отделят от плочата, опорите се отстраняват и се извършва окончателната обработка на продукта.

Предимства на технологията за селективно лазерно топене

Технологията SLM има сериозни перспективи за повишаване на ефективността на производството в много индустрии, защото:

• осигурява висока точност и повторяемост;
• механичните характеристики на продуктите, отпечатани с този тип 3D принтер, са сравними с;
• решава сложни технологични проблеми, свързани с производството на геометрично сложни изделия;
• съкращава цикъла на научноизследователска и развойна дейност, осигурявайки изграждането на детайли със сложен профил без използване на оборудване;
• ви позволява да намалите теглото чрез конструиране на обекти с вътрешни кухини;
• спестява материал по време на производството.

SLM Solutions: интегрирани системни решения за метален 3D печат

Продукти, създадени при инсталацията на SLM Solutions

SLM Solutions, със седалище в Любек, Германия, е водещ разработчик на технологии за производство на метални добавки. Основната дейност на фирмата е разработка, монтаж и продажба на оборудване и интегрирани системни решения в областта на селективното лазерно топене. iQB Technologies е официален дистрибутор на SLM Solutions в Русия.