Selective Laser Sintering (SLS)

SLS (Selective Laser Sintering) – селективное лазерное спекание – распространённый метод трёхмерной печати, использующий в качестве расходных материалов сыпучие порошковые вещества.

Краткий экскурс в историю SLS-технологии


SLS-технология берёт своё начало в 80-х годах 20-го века. Двое исследователей Джозеф Биман и Карл Декард создали принтер в Техасском университете в Остине. Все разработки финансировались Агентством передовых оборонных исследовательских проектов США (DARPA). В 1989 году технология была запатентована фирмой DTM Corporation, обладающей эксклюзивными правами, но в 2001 году конкурирующая фирма 3D Systems выкупила компанию DTM Corporation. Патент действовал до 28 ноября 2014 года и после стал общедоступным, так как срок его действия не стали продлевать.
Джозеф Биман и Карл Декард / Austin American Newspaper. 1987
Джозеф Биман и Карл Декард / Austin American Newspaper. 1987
Области применения SLS-технологии

Охват применения данной технологии довольно широк: начиная от создания дизайнерских элементов интерьера и заканчивая изготовлением промышленных деталей, использующихся в авиастроении.

Основные сферы использования SLS-технологии:

  • Авиакосмическая промышленность;
  • Промышленный дизайн;
  • Строительство;
  • Архитектура;
  • Искусство;
  • Инженерная отрасль

В большинстве случаев с помощью SLS-технологии создаются высококачественные прототипы. Перед тем как запускать в серию производство какого-либо изделия многие компании заказывают тестовые образцы, которые создаются с помощью 3D-принтера. Также прототипы требуются для наглядной демонстрации заказчикам будущих изделий. Если качественно обработать распечатанные прототипы, их сложно будет отличить от литых деталей.

SLS-технология используется для изготовления:

  • Полностью функциональных прототипов
  • Мастер моделей
  • Мелкосерийной продукции
Кронштейн, изготовленный по SLS-технологии
Кронштейн, изготовленный по SLS-технологии
Какими особенностями обладает SLS-технология?

С использованием SLS-технологии возможно изготавливать изделия сложной геометрии. Так как в процессе печати пластиковый порошок, не участвующий в спекании детали, служит аналогом поддерживающей структуры. Он не позволяет нависающим элементам печатаемого изделия опускаться под действием силы тяжести , а также защищает заготовку детали от резкого перепада температур.

Такой принцип позволяет создавать изделия сложной конфигурации, содержащей множество скрытых полостей. SLS-технология является не просто альтернативой традиционным методам производства, она открывает новые возможности для инженеров.

Уникальность технологии проявляется в том, что с её помощью можно создавать новые более сложные формы изделий, которые невозможно произвести другими методами.
Упрощенная схема построения изделия по технологии SLS
Упрощенная схема построения изделия по технологии SLS
Этапы технологического процесса селективного лазерного спекания:

  1. В специальной программе (Слайсере) отображается камера 3D-принтера, в которой размещаются 3D-модели будущих деталей.

  2. Загруженные в программу модели послойно разрезаются и формируются команды для управления элементами принтера.

  3. Материал, находящийся в принтере, разогревается до температуры, близкой к температуре плавления.

  4. Порошок подаётся на платформу в камеру принтера, где разравнивается специальным ножом или валиком на заданную толщину слоя.

  5. Лазерный луч послойно спекает порошок в необходимых участках, воссоздавая сечение 3D-модели будущего изделия.

  6. После каждого спекания платформа в камере построения опускается ниже на толщину слоя.

  7. На следующий слой снова подаётся и разравнивается порошок.

  8. Процедура повторяется, пока не получится готовое изделие.

  9. Затем из камеры извлекаются изделия и очищаются от остатков порошка.

  10. Если требуется, производят дополнительную постобработку.

Недостатки SLS-технологии:

  • Готовые изделия имеют пористую структуру и шероховатую поверхность. Чтобы избежать впитывания влаги, необходимо покрывать их лаком.

  • Производство изделий с помощью SLS-печати может нанести вред здоровью человека, так как в качестве расходного материала используются мелкодисперсные порошки. При работе с данной технологией важно соблюдать определённые правила: оборудование должно быть размещено в помещении с хорошей системой вентиляции и кондиционирования воздуха, люди, участвующие в процессе изготовления, должны быть одеты в специальные костюмы и маски, защищающие дыхательные пути от попадания в них порошка.

  • Данная технология довольно сложная и требует дорогостоящие расходные материалы и оборудование. Обслуживание и ремонт печатающих установок также являются финансово затратными.
Образец постобработки детали, изготовленной по SLS-технологии
Образец постобработки детали, изготовленной по SLS-технологии
Made on
Tilda