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.

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

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.

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.