Krivilev M.D., Kharanzhevsky E.V., Ankudinov V.E., Gordeev G.A. // Folyóiratkezelés nagy rendszerek: műgyűjtemény, 31/2010. szám, UDC 62.1 + 53.043, BBK 34.5

Megfontolásra került az ultrafinom fémporok lézeres szinterezési módozatainak optimalizálásának problémája, amelyet porózus közegben instabil hőátadás jellemez, és egyidejűleg fázisátalakulások is előfordulnak. A porózus közeg átviteli mechanizmusainak és geometriai jellemzőinek elemzése alapján kiszámítottuk a por fűtési/hűtési sebességét és szinterezési mélységét különböző feldolgozási módokban. A numerikus modellezés megállapította, hogy a rendszer fő szabályozási paraméterei a sugár pásztázási sebessége és a lézersugárzás penetrációs együtthatója, amely a porréteg porozitásától és szerkezetétől függ. Hőátadó mechanizmus 70 feletti porozitási értékeknél

ANGOL LEÍRÁS:

Lézeres szinterezés szabályozása fémporokban

Krivilev M.D., Haranzhevskiy Evgeniy, Gordeev Georgiy, Ankudinov Vladimir, Udmurt State University

A szubmikronos fémporok lézeres szinterezésének optimalizálását egy porózus rétegben egyidejű fázisátalakítások során tapasztalható instabil hőátadás kapcsán tanulmányozzuk. Az étkezési/hűtési sebesség és a A szinterezett réteg mélységét a fémpor geometriai jellemzőinek elemzése után becsüljük meg. A számítógépes modellezés során kiderült, hogy a folyamat szabályozási paraméterei a pásztázási sebesség és a permeabilitási együttható, amely a porréteg porozitásától és szerkezetétől függ. Nagy porozitásnál >70

Bevezetés
A poranyagok lézeres szinterezése a szelektív lézeres szinterezés aktívan kifejlesztett módszerén alapul
(szelektív lézeres szinterezés - SLS), amikor különböző olvadáspontú anyagok keverékét hőkezelésnek vetik alá. Ennek eredményeként egy összetett szerkezetű anyag szintetizálódik, ahol a kerámia és a fém részecskék egy mátrixon keresztül kapcsolódnak össze. szerves alapon, és lehetővé válik, hogy szinte bármilyen anyagból gyorsan elkészítsünk alkatrészek prototípusait. A technológia rugalmassága a folyamat közvetlen számítógépes vezérlésével érhető el, és ezzel ellentétben hagyományos módszerek Azon alkatrészek gyártásához, ahol megmunkálásra van szükség, a háromdimenziós alkatrészeket közvetlenül porból rétegenkénti sütéssel állítják elő. Hardver Az SLS-módszerrel gyártott termékek kisüzemi gyártásban használatosak, például öntödei formák gyártásához, beleértve a fröccsöntést is. Annak ellenére, hogy az SLS technológia biztosítja az alkatrészek jó méretpontosságát és az ismételhető gyártást, alkalmazását korlátozza az alkatrészek mechanikai és tribológiai tulajdonságainak meredek csökkenése. Ráadásul a porszemcsék olvadása (általában 5 mikron átlagos szemcseméretű porokat használnak) és a termokapilláris erők hatására akár 100 mikron méretű pórusok, üregek is keletkeznek az anyagban, ami egy olyan hiba, amely korlátozza az alkatrészek használatát.
Az SLS technológiák közös jellemzője az alacsony hőenergia-bevitel. Ezekben a folyamatokban leggyakrabban folyamatos lézergenerálási módot alkalmaznak.
A lézeres feldolgozás során a szerkezetképződés folyamatait irányító mechanizmusok megértése természetesen az SLS-technológiák családjának modernizálásának gondolatához vezet az anyagok lézeres feldolgozásának energiarendszerének megváltoztatásával a kristályosodási sebesség jelentős növelése irányába. Az ultradiszperz anyagok nagy sebességű lézeres feldolgozásának nagy lokalitása lehetővé teszi a hagyományos SLS-technológiákban rejlő hátrányok (hőfeszültségek, nagy pórusok, felületi egyenetlenségek és nagy mechanikai feldolgozási ráhagyások) elkerülését, metastabil szerkezeti állapot kialakítását és rögzítését. egyedi mechanikai tulajdonságok.
A porok lézeres szinterezése egy ismétlődő folyamat, amely több szakaszból áll: (a)
porréteg felhordása és hengerrel történő kiegyenlítése; (b) a porréteg lézeres feldolgozása (szkennelése) a porkeverék alacsony olvadáspontú komponensének teljes behatolásával; (c) a kapott réteg tisztítása; (d) a mintát tartalmazó asztalt egy réteg vastagságával lefelé toljuk; (e) a teljes folyamat megismétlése, azaz a következő porréteg felvitele, lézerszkennelés stb. A feldolgozást inert gázzal átöblített kamrában végzik, amelyet számítógéppel vezérelnek, hogy megkapják az alkatrész meghatározott 3D geometriáját.
Az így létrejövő bevonatok felülete összetett nanoszerkezeti állapot, amelyet metastabil fázisok jelenléte jellemez. A szerkezet jellegzetessége a különböző méretű összefüggő pórusok rendszere: a nanoméretű pórusoktól a több mikrométeres pórusokig. Ezeket a következtetéseket több kutatási módszer – Auger-spektroszkópia, röntgendiffrakciós, pásztázó elektronmikroszkópia – összehasonlításának eredményeire alapozták. A szerkezeti vizsgálatok eredményeit a munka bemutatja, és bemutatja a szinterezett rétegek szerkezeti paramétereinek komplex függőségét a lézersugárzási módoktól.

Szelektív lézeres szinterezés (SLS)

Ez a módszer az SLA-val nagyjából egy időben jelent meg, sőt sok közös van benne, csak folyadék helyett 50-100 mikronos részecskeátmérőjű port használnak, amely vízszintes síkban vékony egyenletes rétegekben van elosztva, ill. majd egy lézersugár szintereli a kikeményítendő területeket a modell ezen rétegén.

A kiindulási anyagok nagyon különbözőek lehetnek: fém, műanyag, kerámia, üveg, öntödei viasz. A port egy speciális hengerrel hordják fel és egyengetik a munkaasztal felületére, amely eltávolítja a felesleges port a hátramenet során. Ezután egy erős lézer működik, szinterezi a részecskéket egymással és az előző réteggel, majd az asztalt egy réteg magasságával megegyező mértékben leengedik. A szinterezéshez szükséges lézerteljesítmény csökkentése érdekében a munkakamrában lévő port szinte olvadási hőmérsékletre előmelegítik, maga a lézer pedig impulzus üzemmódban működik, mivel a szinterezésnél fontosabb a csúcsteljesítmény, mint az expozíció időtartama.

A részecskék teljesen vagy részben megolvadhatnak (a felület mentén). A kikeményedett rétegek körül visszamaradt sületlen por támaszként szolgál a modell kilógó elemeinek kialakításához, így nincs szükség speciális tartószerkezetek kialakítására. De a folyamat végén ezt a port el kell távolítani mind a kamrából, különösen, ha a következő modell más anyagból készül, és a már elkészített modell üregeiből is, amit csak azután lehet megtenni lehűtött.

Gyakran van szükség simításra, például polírozásra, mivel a felület érdes lehet, vagy látható lamináltság. Ezenkívül az anyagot nemcsak tisztán, hanem polimerrel keverve vagy polimerrel bevont részecskék formájában is fel lehet használni, amelyek maradványait speciális kemencében történő elégetéssel kell eltávolítani. Fémeknél a keletkező üregeket egyidejűleg bronzzal töltik ki.

Mert a arról beszélünk a szinterezéshez szükséges magas hőmérsékletekről a folyamat alacsony oxigéntartalmú nitrogén környezetben megy végbe. Fémekkel végzett munka során ez az oxidációt is megakadályozza.

A sorozatgyártású SLS egységek lehetővé teszik, hogy meglehetősen nagy, akár 55×55×75 cm-es tárgyakkal dolgozzon.

Maguk a telepítések méretei és súlya, valamint az SLA meglehetősen lenyűgöző. Így a képen látható Formiga P100 készülék a legyártott modellek meglehetősen szerény méretei mellett (munkafelület 20×25×33 cm) 1,32×1,07×2,2 m-es, 600 kg-os tömeggel. nem veszik figyelembe az olyan lehetőségeket, mint a porkeverő berendezések, valamint a tisztító- és szűrőrendszerek. Ráadásul a P100 csak műanyagokkal (poliamid, polisztirol) tud dolgozni.

A technológiai lehetőségek a következők:

a. Szelektív lézerolvadás (SLM), amellyel dolgozni szoktak tiszta fémek polimer szennyeződések nélkül, és lehetővé teszi a létrehozást kész minta egy szakaszban.

b. Elektronsugaras olvadás (EBM) elektronsugár használata lézer helyett; ehhez a technológiához vákuumkamrában kell dolgozni, de még fémek, például titán használatát is lehetővé teszi.

Vannak olyan nevek is, mint pl Közvetlen fémgyártás (DMF), és Közvetlen gyártás.

A 3D Systems által gyártott SPRO 250 Direct Metal nyomtató, amely a nevének megfelelően SLM technológiával fémekkel is tud dolgozni, 25×24×32 cm-es munkakamrával 1,7×0,8×2 méteres és súlya 1225 kg. A megadott sebesség 5-20 köbcentiméter per óra, és arra a következtetésre juthatunk, hogy egy pohár térfogatú modell elkészítése legalább 10 órát vesz igénybe.

• · felhasználásra alkalmas anyagok széles választéka;
• · lehetővé teszi nagyon összetett modellek létrehozását;
• · a sebesség átlagosan nagyobb, mint az SLA-é, és függőlegesen elérheti a 30-40 mm-t óránként;
• · nem csak prototípusok készítésére, hanem kisüzemi gyártásra is használható, pl. ékszerek;

• · nagy teljesítményű lézer és zárt kamra szükséges, amelyben alacsony oxigéntartalmú környezet jön létre;
• · alacsonyabb maximális felbontás, mint az SLA: minimális vastagság réteg 0,1-0,15 mm (anyagtól függően valamivel kisebb lehet 0,1 mm-nél); vízszintesen, mint az SLA-ban, a pontosságot a lézersugár fókuszálása határozza meg;
• · ez hosszú időt vesz igénybe előkészítő szakasz felmelegíteni a port, majd meg kell várni, amíg a kapott minta lehűl, hogy a maradék port eltávolíthassa;
• · A legtöbb esetben kikészítésre van szükség.

Az SLS-telepítések ára még az SLA-nál is magasabb, és elérheti a dollármilliókat is. Megjegyezzük azonban, hogy 2014 februárjában az SLS technológia szabadalmai lejártak, így előre jelezhető az ilyen berendezéseket kínáló cégek számának növekedése, és ennek megfelelően az árak észrevehető csökkenése. Nem valószínű azonban, hogy az elkövetkező években az árak olyan jelentős mértékben csökkennének, hogy az SLS-nyomtatás még a kisvállalkozások számára is megfizethetővé váljon, nem beszélve a magánélet iránt érdeklődőknek.

Az anyagok széles választéka miatt tájékoztató árakat nem adunk.

SLS technológia(Szelektív lézeres szinterezés) - a szelektív lézeres szinterezés az egyik technológia, amellyel bármilyen geometriájú terméket lehet porított anyagból előállítani. A technológia a többi hasonló módszerhez hasonlóan a múlt század 70-es éveiben kezdődött.

Tehát 1971-ben egy francia Pierre Ciro(Pierre Ciraud) szabadalmi bejelentést nyújtott be, amely eljárást ír le poranyagból termékek előállítására, amely a por fókuszált energiasugár hatására történő kikeményítésén és megkötésén alapul.

A bemutatott technológia kevéssé kapcsolódik a mai kereskedelmi adaléktechnológiákhoz, de előfutára volt a lézeres anyagfeldolgozási technológia későbbi fejlesztéseinek.

1979-ben pedig egy feltaláló, akit Ross Householder(Ross F. Housholder) szabadalmi kérelmet nyújtott be, amelyben leír egy rendszert és módszert háromdimenziós termék rétegenkénti létrehozására, hasonlóan a jövőbeni lézeres szinterezési technológiához. De a lézerek akkori rendkívül magas ára miatt Householder csak részben tudta kipróbálni módszerét.

A kereskedelmileg sikeres szelektív lézeres szinterezési technológiát az austini Texasi Egyetem egyik hallgatója fejlesztette ki és szabadalmaztatta. Carl Deckardés témavezetője, a gépészmérnök professzor Joe Beaman az 1980-as évek közepén a DARPA (Defense Advanced Defense Agency) támogatásával kutatási projektek) és az NSF ügynökség (az Egyesült Államok kormányának független ügynöksége, amely a tudomány és a technológia fejlesztéséért felelős).

A technológia lényege a módszer alkalmazása volt háromdimenziós tárgy előállítása fémporból lézersugár hatására, amikor a porszemcséket csak addig hevítik, amíg a külső réteg megolvad, ami elegendő a kötésükhöz. Az eljárást zárt, inert gázzal töltött tartályban kell végrehajtani, hogy elkerüljük a por begyulladását és a szilárdtestszintézis során felszabaduló mérgező gázok kiszivárgását.

Tájékoztatásképpen: a "szinterelés" kifejezés arra a folyamatra utal, amelynek során porokból tárgyakat hoznak létre az atomdiffúziós mechanizmus segítségével. Az atomok diffúziója abszolút nulla feletti hőmérsékleten bármilyen anyagban megtörténik, de magasabb hőmérsékleten a folyamat sokkal gyorsabban megy végbe, ezért szinterezést okoz a por elég magas hőmérsékleten történő hevítése. Mivel az első készülékek ABS műanyagport használtak 3D-s termékek gyártásához, a „szinterelés” kifejezés technikailag a legpontosabban tükrözte a zajló folyamatokat. Amikor azonban a növények elkezdtek kristályos és félkristályos anyagokat, például nejlont és fémeket használni, amelyek az építési folyamat során áramlanak, a „szelektív lézeres szinterezés” elnevezés már jól bevált és megmaradt, bár téves elnevezés lett.

Az SLS technológia többkomponensű porokat vagy különböző porkeverékeket használ vegyi anyagok, ellentétben a DMLS technológiával (), ahol főként egykomponensű porokat használnak.

A készülék első prototípusában nem lehetett kész terméket beszerezni, mivel mindössze 2 watt teljesítményű lézert használt. A matematikai számítások újraellenőrzése után Karl Deckard rájött, hogy amikor egy fizikai állandót egyik oldalról a másikra vitt át, majdnem 3 nagyságrendet hibázott. Ezt követően a lézert egy erősebbre cserélték - egy 100 W-os szilárdtestlézerre, ahol ittrium-alumínium gránátot használnak aktív közegként. Később elkezdték használni a szén-dioxid lézereket.

1986 végén Deckard Dr. Paul F. McClure dékánhelyettessel és Harold Blair üzletemberrel együtt megalapította a Nova Automationt, amelyet 1989 februárjában DTM Corp. névre kereszteltek.

A DTM corp által kifejlesztett első egységek Mod A és Mod B nevet kaptak, az első 4 egységből álló tétel pedig 125S néven jelent meg. 2001-ben a DTM vállalatot megvásárolta a 3D Systems, amely egy versengő technológiát hozott létre.

A 3D Systems az egyik vezető szerepet töltött be az additív gyártás területén, és az is marad, és a szelektív lézeres szinterezési technológiára vonatkozó jogok megszerzése fontos mérföldkő az additív technológiák kereskedelmi alkalmazásainak fejlesztésében. Jelenleg a 3D Systems az egyik vezető a 3D nyomtatási piacon, olyan társaságokkal együtt, mint az EOS GmbH és a Stratasys Inc.

Az EOS, miután 1997-ben eladta SLA berendezések üzletágát a 3D Systemsnek, az SLM (szelektív lézerolvasztási) technológiát alkalmazó berendezések fejlesztésére összpontosított.

Anyagok:

• fémporok,
• műanyag porok,
• nylon (tisztán, üveggel töltött vagy más töltőanyaggal),
• kerámia,
• üveg (kvarchomok).

Főbb alkalmazások:

• Késztermékek egyenként vagy kis tételben nyomtatva
• Gépek és mechanizmusok alkatrészeinek és alkatrészeinek prototípusai
• Gyártási eszközök
• Formák

IparágakAlkalmazások:

• Repülési ipar (titán fúvókák és turbinalapátok gyártása)
• Autóipar és gépészet
• Olajipar
• Energia
• Orvostudomány (hallókészülékek, fogászat)

Kapcsolatban áll

osztálytársak

3D nyomtatás- ez a háromdimenziós modellek létrehozásához kapcsolódó ismétlődő műveletek sorozatának a végrehajtása úgy, hogy vékony réteg fogyóeszközöket viszünk fel a telepítés asztalára, az asztalt lefelé mozgatjuk a kialakított réteg magasságáig, és eltávolítjuk a hulladékot az asztal felülete. A nyomtatási ciklusok folyamatosan követik egymást: az előző anyagréteg kerül felhordásra következő réteg, az asztalt ismét leengedjük és ezt addig ismételjük lift(ez annak az asztalnak a neve, amellyel a 3D nyomtató fel van szerelve) nem lesz kész modell.

Számos 3D nyomtatási technológia létezik, amelyek különböznek egymástól a prototípus anyag típusában és alkalmazási módszereiben. Jelenleg a legelterjedtebb 3D nyomtatási technológiák a következők: sztereolitográfia, poranyagok lézeres szinterezése, tintasugaras modellezési technológia, rétegenkénti nyomtatás olvadt polimer filamenttel, porragasztásos technológia, lapanyagok laminálása és UV besugárzás fotomaszkon keresztül. Jellemezzük részletesebben a felsorolt ​​technológiákat.

Sztereolitográfia

Sztereolitográfia– más néven Stereo Lithography Apparatus vagy rövidítve SLA, a késztermékek alacsony költsége miatt a 3D nyomtatási technológiák közül a legelterjedtebbé vált.

Az SLA technológia a következőkből áll: egy letapogató rendszer lézersugarat irányít a fotopolimerre, melynek hatására az anyag megkeményedik. Törékeny és kemény anyagot használnak fotopolimerként. áttetsző anyag, amely a légköri nedvesség hatására megvetemedik. Az anyag könnyen ragasztható, feldolgozható és festhető. Az asztal egy fotopolimer összetételű tartályban található. A lézersugár áthaladása és a következő réteg kikeményítése után a munkafelülete 0,025-0,3 mm-rel lefelé mozdul el.

SLA technológia

Az SLA nyomtatáshoz szükséges berendezéseket az F&S Stereolithographietechnik GmbH, 3DSystem, valamint az Orosz Tudományos Akadémia Lézer- és Információtechnológiai Intézete gyártja.

Az alábbiakban az SLA nyomtatási módszerrel készített sakkfigurák láthatók.

Sakkmenők, SLA nyomtatási módszerrel készült

Poranyagok lézeres szinterezése

Poranyagok lézeres szinterezése– más néven Szelektív lézeres szinterezés vagy egyszerűen SLS az egyetlen 3D nyomtatási technológia, amellyel fém- és műanyagöntéshez használható fémformák állíthatók elő. A műanyag prototípusok jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyeknek köszönhetően teljesen működőképes termékek előállítására használhatók.

Az SLS nyomtatás a szerkezeti minőségekhez hasonló tulajdonságokkal rendelkező anyagokat használ: fém, kerámia, por műanyag. A poranyagokat az asztal felületére visszük fel, és lézersugárral szilárd réteggé sütjük, amely megfelel a 3D modell keresztmetszetének és meghatározza annak geometriáját.

SLS technológia

Az SLS-nyomtatáshoz szükséges berendezéseket a következő gyárak gyártják: 3D Systems, F&S Stereolithographietechnik GmbH, The ExOne Company / Prometal, EOS GmbH.

A képen az SLS nyomtatással készült „Keep it Up” szobormodell látható.

A „Keep it up” szobormodell SLS-nyomtatással készült, Luca Ionescu

Rétegenkénti nyomtatás olvadt polimer filamenttel

Rétegenkénti nyomtatás olvadt polimer filamenttel– más néven Fused Deposition Modeling vagy egyszerűen FDM, egyedi termékek előállítására használják, amelyek közel állnak egymáshoz funkcionalitás sorozattermékekhez, valamint fémöntéshez használt elveszett viaszformák gyártásához.

Az FDM nyomtatási technológia a következő: egy szabályozott hőmérsékletű extrudálófej félfolyékony állapotba melegíti az ABC műanyagból, viaszból vagy polikarbonátból készült szálakat, és nagy pontossággal juttatja rá vékony rétegekben a kapott hőre lágyuló modellező anyagot. munkafelület 3d nyomtató. A rétegeket egymásra hordják, egymáshoz kapcsolják és megkeményítik, fokozatosan kialakítva a kész terméket.

FDM nyomtatási technológia

Jelenleg az FDM nyomtatási technológiával rendelkező 3D nyomtatókat a Stratasys Inc. gyártja.

A képen egy 3D nyomtatóval FDM nyomtatási technológiával nyomtatott modell látható.

3D nyomtatóval nyomtatott modell FDM nyomtatási technológiával

Tintasugaras modellezési technológia

Szimulációs technológia vagy A tintasugaras modellezésnek a következő szabadalmaztatott altípusai vannak: 3D rendszerek (Multi-Jet Modeling vagy MJM), PolyJet (Objet geometriák vagy PolyJet) és Solidscape (Drop-On-Demand-Jet vagy DODJet).

A felsorolt ​​technológiák ugyanazon az elven működnek, de mindegyiknek megvannak a maga sajátosságai. A nyomtatáshoz alátámasztó és modellező anyagokat használnak. A hordozóanyagok leggyakrabban viaszt, a modellező anyagok pedig sokféle anyagot tartalmaznak, amelyek tulajdonságaiban hasonlóak a szerkezeti hőre lágyuló műanyagokhoz. A 3D nyomtató nyomtatófeje támasztó- és modellező anyagokat visz fel a munkafelületre, majd ezeket fotopolimerizálja és mechanikusan kiegyenlíti.

A tintasugaras modellezési technológia lehetővé teszi különböző mechanikai tulajdonságokkal rendelkező színes és átlátszó modellek előállítását, amelyek lehetnek puha, gumiszerű vagy kemény, műanyagszerű termékek.

Tintasugaras modellezési technológia

A tintasugaras modellezési technológiát alkalmazó 3D nyomtatáshoz szükséges nyomtatókat a következő cégek gyártják: Solidscape Inc, Objet Geometries Ltd, 3D Systems.

Por ragasztási technológia

– A ragasztós kötőpor segítségével nem csak háromdimenziós modelleket készíthet, hanem festhet is.

A ragasztós technológiás kötőporral ellátott nyomtatók kétféle anyagot használnak: keményítő-cellulóz port, amelyből a modell készül, és folyékony ragasztót. víz alapú porrétegek méretezése. A ragasztó a 3D nyomtató nyomtatófejéből származik, összeköti a porszemcséket és kialakítja a modell körvonalát. A nyomtatás befejezése után a felesleges port eltávolítjuk. A modell további szilárdsága érdekében az üregeket folyékony viasszal töltik ki.

Por ragasztási technológia

Legenda:

1-2 – görgő vonatkozik vékonyréteg por a munkafelületen; 3 – a tintasugaras nyomtatófej kötőfolyadék cseppekkel nyomtat egy porrétegre, helyileg megerősítve a szilárd rész egy részét; 4 – az 1-3. folyamatot minden rétegnél megismételjük, amíg a modell el nem készül, a maradék port eltávolítjuk

Jelenleg a porkötéses technológiával rendelkező 3D nyomtatókat a Z Corporation gyártja.

Lemezanyagok laminálása

Lemezanyagok laminálása– Laminated Object Manufacturing vagy LOM néven is ismert, 3D modellek gyártását foglalja magában papírlapok laminálás segítségével. A leendő modell következő rétegének körvonalát lézerrel kivágjuk, és szükségtelen vágások vágjuk kis négyzetekre, amelyeket ezután eltávolítunk a nyomtatóból. Szerkezet késztermék hasonló a fához, de fél a nedvességtől.

Lemezanyagok laminálási technológiája

Egészen a közelmúltig a lemezanyagok laminálására szolgáló 3D nyomtatókat a Helisys Inc. gyártotta, de a cég mára leállította az ilyen berendezések gyártását.

Az alábbi fotón egy lapanyag laminálási technológiával 3D nyomtatóra nyomtatott tárgy látható.

3D nyomtatóval LOM technológiával nyomtatott modell

Ultraibolya besugárzás fotomaszkon keresztül

Ultraibolya besugárzás fotomaszkon keresztül– Solid Ground Curing vagy SGC néven is ismert, a munkafelületre szórt fényérzékeny műanyag rétegekből kész modellek létrehozását jelenti. Vékony műanyagréteg felhordása után ultraibolya sugárzással kezelik egy speciális fotomaszkon keresztül, amely a következő szakasz képét tartalmazza. A fel nem használt anyagot vákuum segítségével távolítják el, és a megmaradt megkeményedett anyagot kemény ultraibolya fénnyel újra besugározzák. A késztermék üregeit megolvasztott viasz tölti ki, amely a következő rétegek alátámasztására szolgál. A fényérzékeny műanyag következő rétegének felhordása előtt az előző réteget mechanikusan kiegyenlítjük.

Kapcsolatban áll

SLS (szelektív lézeres szinterezés)

A munkakamrában lévő porszerű anyagot olvadásponthoz közeli hőmérsékletre hevítik, kiegyenlítik, és lézersugárral megrajzolják rá a szükséges rétegkontúrt.

A sugár és a porok érintkezési pontján a részecskék megolvadnak és szintereznek egymással és az előző réteggel. Ezután a platformot leengedik egy réteg vastagságára, egy új porréteget öntenek a kamrába, kiegyenlítik, és a folyamatot megismétlik. A nyomtatás eredménye egy kész modell porózus, érdes felülettel.

A munkakamrából való eltávolítás után a fémtermékeket egy speciális kemencébe helyezik, ahol a műanyag kiég, és a pórusokat alacsony olvadáspontú bronzzal töltik meg.

A kerámia vagy üveg alapú porok nagy vegyi- és hőállóságú modellek előállítását is lehetővé teszik.

A módszert egy diákcsoport találta ki Dr. Carl Descartes az Austini Egyetemen, Texasban. Először 1989-ben szabadalmaztatta a DTM Corporation, amelyet 2001-ben vásárolt meg a 3D Systems.

Manapság a porként felhasznált anyagok sokfélesége valóban nagy: műanyag, üveg, nejlon, kerámia és fém részecskék.

Ahogy az várható volt, az ilyen gyártás minden szakaszában számos lehetőség áll rendelkezésre. Két sütési algoritmus létezik: az egyik esetben csak azokat a területeket olvasztják, amelyek megfelelnek az átmeneti határnak, a másikban pedig a modell teljes mélységében. Ezenkívül maga a sütés erőssége, hőmérséklete és időtartama változhat.

A szelektív lézeres szinterezés fontos jellemzője- nincs szükség tartószerkezetekre, mivel a környező por többlete a teljes térfogatban megakadályozza, hogy a modell összeessen, amíg végső formája A célobjektum erejét még nem sikerült megszerezni vagy elérni.

Végső szakasz- befejező kezelés. Például merítés egy speciális kemencébe technológiai polimerek elégetésére, amelyre a szinterezési szakaszban van szükség, ha kompozit fémporokat használnak. Polírozás is lehetséges a rétegek közötti látható átmenetek eltávolítására. Folyamatosan fejlesztik a technológiákat és az anyagokat, és ennek köszönhetően a színpadot is végső minimalizálva van.

Hatály Az SLS módszerrel végzett 3D nyomtatás kiterjedt: részletek erőművek, repülőgépgyártás, gépészet, űrhajózás. BAN BEN Utóbbi időben a technológia a művészet és a design tárgyait is elérte.