SLS 3D-печать: что это и как оно работает
Для многих технология селективного лазерного спекания (SLS) становится следующим шагом после FDM или LCF/LED. Мы расскажем, в чём преимущества технологии SLS и почему она уже не считается недостижимым и баснословно дорогим профессиональным решением.
Содержание:
- Что такое SLS
- За и против
- SLS для малого бизнеса
- Итог
Что такое SLS
В середине 1980х годов доктор Карл Деккард и доктор Джо Биман разработали технологию аддитивного производства - селективное лазерное спекание (SLS). Затем эта новая технология была адаптирована для работы с различными материалами, включая пластмассы, стекло, керамику, металлы и порошки разных композиционных материалов. На сегодняшний день, все эти технологии, работающие с разными материалами, классифицируются как “процессы плавления в порошковом слое”.
В 3D-принтерах по технологии SLS для изготовления деталей используется лазер и полимерный термопластичный порошок. Из-за использования мощных лазеров, дороговизны материалов и устройств, технология SLS считается более сложной, чем FDM и SLA.
3D-принтеры SLS состоят из емкости для полимерного порошка, платформы для спекания, устройства для повторного нанесения порошкового покрытия, лазера, набора гальванометров, набора нагревателей и устройства подачи порошка.
Процесс печати начинается с заполнения емкости для порошка определенным количеством полимерного порошка. Затем емкость помещается в 3D принтер, где начинается этап нагрева. Перед печатью порошок с помощью нагревателей доводится до температуры чуть ниже температуры его плавления.
Фактическая печать начинается с нанесения повторного покрытия одним слоем порошка на платформу для печати. Далее в игру вступает CO2-лазер. Роль лазера состоит в том, чтобы избирательно индуцировать сплавление между частицами в определенных местах. Другими словами, лазер сплавляет порошок в готовую модель.
Гальванометры используются для перемещения лазерного луча в определённую точку на печатной платформе.
Лазер движется по схеме «точка-точка», укрепляя всю площадь поперечного сечения слоя. После того, как слой будет завершен, устройство для повторного нанесения наносит новый слой порошка, и платформа сборки опускается на один слой по высоте. Затем процесс повторяется, пока деталь не будет завершена.
Все SLS 3D принтеры построены вокруг процесса, описанного выше. Отличаться устройства могут типом лазера и размером области печати. Также некоторые отличия можно найти среди решений для контроля температуры, распределения порошка и осаждения слоев.
За и против
Как и у любой другой технологии 3D-печати, у SLS есть свои плюсы и минусы. Самым большим преимуществом SLS является отсутствие необходимости в дополнительном опорном материале независимо от геометрии детали.
Во время спекания порошка вокруг детали остается некоторое количество неспеченного порошка, который как раз и служит поддержкой для печатаемой детали. После того, как деталь напечатана, оставшийся неспеченным порошок можно собрать и использовать повторно (но не весь).
Помимо этого уникального преимущества есть еще несколько. Поскольку детали создаются с помощью лазера, который укрепляет площадь поперечного сечения каждой детали, можно легко напечатать сразу несколько деталей. Это делает SLS идеальным для серийного производства. При печати на принтерах SLS опытные пользователи обычно стараются заполнить область печати как можно большим количеством отпечатков, чтобы уменьшить количество неспеченного порошка.
Но, как уже было сказано выше, неспеченный порошок можно использовать повторно, но только лишь 50%.
В отличие от FDM, детали, напечатанные на принтере SLS, нельзя использовать сразу после завершения процесса печати. Это происходит потому, что детали должны остыть, что может занять приличное количество времени.
Самым важным недостатком SLS является (а точнее являлось) то, что принтеры, работающие по этой технологии требовали определенной квалификации и большого количества энергии. Из-за этого может показаться, что SLS 3D принтеры еще не совсем готовы к выходу на потребительский рынок, но с недавних пор ситуация изменилась.
На рынок уже вышли такие устройства, как VIT SLS от Natural Robotics или SM200 от Российской компании ONSINT, которые не требуют особых навыков при работе и являются по сути настольными SLS 3D-принтерами.
SLS для малого бизнеса
3D-принтеры SLS идеально подходят для небольших производственных партий, поскольку они способны производить множество деталей одновременно. Это увеличивает скорость производства и снижает количество отходов неспеченного и не подлежащего переработке порошка.
Вот отличный пример применения SLS печати в бизнесе. На картинке выше вы видите простой крюк для велосипедной цепи, который позволяет велосипедисту снова надеть цепь на велосипед, не пачкая руки.
Этот небольшой инструмент, получивший название «Rehook», полностью изготавливается на SLS принтерах. Технология SLS позволяет напечатать деталь с достаточной прочностью, а небольшой размер такого инструмента позволяет печатать много экземпляров разом.
Итог
3D принтеры по технологии SLS совсем недавно были “роскошью”, доступной лишь крупным заводам. Неподъемные габариты, дороговизна и, в целом, сложность использования не позволяли обычному 3D энтузиасту использовать данные устройства. Но в 2021 году это уже не актуальная проблема. Конечно, SLS принтеры всё еще намного дороже своих FDM и SLA-собратьев, однако прогресc не стоит на месте
Вы можете купить представленные в статье 3D-принтеры в нашем офисе в Москве, с гарантией и доставкой по России от официального дилера.