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SLM-selektives Laserschmelzen: unersetzliche 3D-Metalldrucktechnologie


Der Metall-3D-Druck ist als modernste und vielversprechendste Technologie im gesamten 3D-Drucksystem eine wichtige Entwicklungsrichtung für fortschrittliche Fertigungstechnologien. Mit der Entwicklung der Technologie und der Nachfrage nach Popularisierung und Anwendung ist die schnelle Entwicklung des Rapid Prototyping zur Hauptentwicklungsrichtung des Rapid Prototyping geworden. Die SLM-Metall-3D-Drucktechnologie ist derzeit die fortschrittlichste und präziseste Metalllaser-3D-Druckformtechnologie der Welt.


Wie SLM funktioniert

Das SLM-Technologie (Selective Laser Melting) wurde erstmals 1995 vom Deutschen Froounholfer-Forschungsinstitut vorgeschlagen. Das Funktionsprinzip ähnelt dem von SLS. SLM wandelt die Energie des Lasers in Wärme um, um das Metallpulver zu formen. Der Hauptunterschied besteht darin, dass beim Herstellungsprozess von SLS das Metallpulver nicht vollständig geschmolzen wird, während beim Herstellungsprozess von SLM das Metallpulver zum vollständigen Schmelzen erhitzt und dann geformt wird.


Der SLM-Workflow besteht darin, dass der Drucker den Laser so steuert, dass das Pulver über dem gelegten Pulver selektiv bestrahlt wird, und das Metallpulver erwärmt wird, um vollständig geschmolzen und geformt zu werden. Dann senkt der Kolben den Tisch um eine Einheitshöhe, eine neue Pulverschicht wird auf die aktuell gebildete Schicht verteilt, die Vorrichtung überträgt die Daten des neuen Schichtabschnitts zum Laserschmelzen und verbindet sich mit dem vorherigen Schichtabschnitt Dieser Prozess durchläuft die Schichten, bis das gesamte Objekt gebildet ist. Der gesamte SLM-Prozess wird in einem inertgasgeschützten Verarbeitungsraum durchgeführt, um eine Metalloxidation bei hohen Temperaturen zu vermeiden.



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Der Unterschied zwischen SLM und SLS

SLS ist Lasersintern. Das verwendete Metallmaterial ist ein gemischtes Pulver aus verarbeitetem und niedrigschmelzendem Metall- oder Polymermaterial. Während der Verarbeitung schmilzt das niedrigschmelzende Material, aber das hochschmelzende Metallpulver schmilzt nicht. Zunächst wird die Lampe erwärmt oder die Wärmestrahlung der Metallplatte wird verwendet, um das Pulver über die Kristallisationstemperatur von etwa 170 Grad Celsius hinaus zu erhitzen. Das geschmolzene Material wird verwendet, um eine Verformung zu erreichen, so dass der Körper Poren und schlechte mechanische Eigenschaften aufweist. Wenn einige Teile verwendet werden sollen, müssen sie bei hoher Temperatur umgeschmolzen werden.


SLM ist selektives Laserschmelzen. Wie der Name schon sagt, wird der Laser verwendet, um das Pulver während der Verarbeitung vollständig zu schmelzen. Es wird kein Bindemittel benötigt. Die Formgenauigkeit und die mechanischen Eigenschaften sind besser als bei SLS. Da SLM jedoch kein Wärmefeld hat, muss es das Metall von einer normalen Temperatur von 20 Grad Celsius auf einen Schmelzpunkt von Tausenden von Grad erwärmen. Dieser Prozess erfordert viel Energie.


SLM Hauptvorteile

Die durch SLM gebildeten Metallteile weisen eine hohe Dichte auf, die mehr als 90% erreichen kann;

Zugfestigkeit und andere mechanische Leistungsindikatoren sind besser als Gussteile und können sogar das Niveau von Schmiedeteilen erreichen. Die Härte von Micro Vickers kann höher sein als die von Schmiedeteilen.

Da es beim Drucken vollständig geschmolzen ist, ist die Maßgenauigkeit hoch.

Im Vergleich zur herkömmlichen subtraktiven Fertigung können viele Materialien eingespart werden.



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SLM-Material

Die Pulvermaterialien, die in der SLM-Technologie verwendet werden können, werden hauptsächlich in drei Kategorien unterteilt, nämlich Mischpulver, vorlegiertes Pulver und elementares Metallpulver.

1. Mischen Sie das Pulver. Das gemischte Pulver wird durch Mischen eines bestimmten Anteils verschiedener Pulver hergestellt. Bisherige Untersuchungen zeigen, dass die mechanischen Eigenschaften von durch SLM geformten Bauteilen von der Dichte und Gleichmäßigkeit des Formteils beeinflusst werden und die Dichte des aktuellen Mischpulvers verbessert werden muss.

2. Vorlegiertes Pulver. Abhängig von der Zusammensetzung kann das vorlegierte Pulver in Nickel, Kobalt, Titan, Eisen, Wolfram, Kupfer usw. unterteilt werden. Studien haben gezeigt, dass die Dichte der Komponenten aus vorlegierte Pulvermaterialien können 95% überschreiten;

3. Elementares Metallpulver. Im Allgemeinen besteht das elementare Metallpulver hauptsächlich aus metallischem Titan, und seine Formbarkeit ist gut, und die Dichte kann 98% erreichen.

Metallpulver für den 3D-Druck

Derzeit wird die SLM-Technologie hauptsächlich im industriellen Bereich eingesetzt und bietet herausragende technische Vorteile in den Bereichen komplexe Formen, personalisierte medizinische Teile, Luft- und Raumfahrt und Automobile.