SLM ذوبان الليزر الانتقائي: تكنولوجيا الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد التي لا يمكن تعويضها
باعتبارها أحدث التقنيات وأكثرها واعدة في نظام الطباعة ثلاثية الأبعاد بالكامل ، تعد الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد اتجاهًا مهمًا لتطور تكنولوجيا التصنيع المتقدمة. مع تطور التكنولوجيا والطلب على التعميم والتطبيق ، أصبح التطور السريع للنماذج الأولية السريعة هو اتجاه التطوير الرئيسي للنماذج الأولية السريعة. تعد تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية SLM حاليًا أكثر تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد بالليزر المعدني تقدمًا والأعلى دقة في العالم.
كيف يعمل SLM
تم اقتراح تقنية ذوبان الليزر الانتقائي ، SLM لأول مرة من قبل معهد أبحاث Froounholfer الألماني في عام 1995 ، ومبدأ عمله مشابه لـ SLS. تقوم SLM بتحويل طاقة الليزر إلى حرارة لتشكيل المسحوق المعدني. الفرق الرئيسي هو أنه في عملية تصنيع SLS ، لا يتم إذابة المسحوق المعدني تمامًا ، بينما في عملية التصنيع لـ SLM ، يتم تسخين المسحوق المعدني لإكمال الصهر ثم تشكيله.
إن سير عمل SLM هو أن الطابعة تتحكم في الليزر لإشعاع المسحوق بشكل انتقائي فوق المسحوق الموضوعة ، ويتم تسخين المسحوق المعدني ليتم صهره وتشكيله بالكامل. ثم يخفض المكبس الطاولة بارتفاع وحدة واحدة ، وتنتشر طبقة جديدة من المسحوق فوق الطبقة الحالية التي تم تشكيلها ، وينقل الجهاز بيانات قسم الطبقة الجديدة إلى ذوبان الليزر ، ويرتبط بقسم الطبقة السابقة ، هذه العملية تتنقل خلال الطبقات حتى يتم تشكيل الكائن بأكمله. يتم تنفيذ العملية الكاملة لـ SLM في غرفة معالجة خاملة محمية من الغازات لتجنب أكسدة المعادن عند درجات حرارة عالية.
الفرق بين SLM و SLS
SLS تلبد الليزر. المواد المعدنية المستخدمة عبارة عن مسحوق مختلط من المعدن المعالج والبوليمر المنخفض أو مادة البوليمر. أثناء المعالجة ، تذوب المواد منخفضة الذوبان ولكن مسحوق المعدن عالي الذوبان لا يذوب. أولاً ، يتم تسخين المصباح أو يتم استخدام الإشعاع الحراري للوحة المعدنية لتسخين المسحوق إلى ما بعد درجة حرارة التبلور ، حوالي 170 درجة مئوية. يتم استخدام المواد المنصهرة لتحقيق قولبة الترابط ، وبالتالي فإن الجسم لديه مسام وخصائص ميكانيكية ضعيفة. إذا كان سيتم استخدام بعض الأجزاء ، يجب إعادة صهرها في درجة حرارة عالية.
SLM هو ذوبان انتقائي بالليزر. كما يوحي الاسم ، يتم استخدام الليزر لإذابة المسحوق بالكامل أثناء المعالجة. لا يلزم الموثق. دقة الصب والخصائص الميكانيكية أفضل من SLS. ومع ذلك ، نظرًا لأن SLM لا يحتوي على مجال حراري ، فإنه يحتاج إلى تسخين المعدن من درجة حرارة طبيعية تبلغ 20 درجة مئوية إلى درجة انصهار آلاف الدرجات. تتطلب هذه العملية الكثير من الطاقة.
مزايا SLM الرئيسية
تتميز الأجزاء المعدنية التي شكلتها SLM بكثافة عالية ، والتي يمكن أن تصل إلى أكثر من 90 ٪ ؛
قوة الشد ومؤشرات الأداء الميكانيكية الأخرى أفضل من المسبوكات ، ويمكن أن تصل إلى مستوى المطروقات. يمكن أن تكون صلابة فيكرز الصغيرة أعلى من المطروقات ؛
نظرًا لصهرها تمامًا أثناء الطباعة ، فإن دقة الأبعاد عالية ؛
بالمقارنة مع التصنيع الطرح التقليدي ، يمكن أن يوفر الكثير من المواد.
مادة SLM
تنقسم مواد المسحوق التي يمكن استخدامها في تكنولوجيا SLM بشكل رئيسي إلى ثلاث فئات ، وهي المسحوق المختلط ، المسحوق المسبق السبائك ، ومسحوق المعادن الأولية.
1. اخلط المسحوق. يتكون المسحوق المخلوط عن طريق خلط نسبة معينة من المساحيق المختلفة. تظهر الأبحاث الحالية أن الخواص الميكانيكية للمكونات التي تم تشكيلها بواسطة SLM تتأثر بكثافة وتوحيد الصب ، ويجب تحسين كثافة المسحوق المختلط الحالي ؛
2. مسحوق سابق الخلط. اعتمادًا على التركيبة ، يمكن تقسيم المسحوق المخلوط مسبقًا إلى النيكل ، والكوبالت ، والتيتانيوم ، والحديد ، والتنغستن ، والنحاس ، وما إلى ذلك. وقد أظهرت الدراسات أن كثافة المكونات مصنوعة من يمكن أن تتجاوز مواد المسحوق مسبقة الخلط 95٪ ؛
3. مسحوق المعدن الأساسي. بشكل عام ، يكون مسحوق المعدن الأساسي بشكل رئيسي من التيتانيوم المعدني ، وقابليته للتشكيل جيدة ، ويمكن أن تصل الكثافة إلى 98 ٪.
مسحوق معدني للطباعة ثلاثية الأبعاد
في الوقت الحاضر ، يتم تطبيق تقنية SLM بشكل أساسي في المجال الصناعي ، ولها مزايا تقنية بارزة في مجالات القوالب المعقدة ، والأجزاء الطبية المخصصة ، والفضاء والسيارات.