Selective Laser Melting (SLM)

SLM (Selective Laser Melting) – селективное лазерное плавление, распространенный метод трехмерной печати металлических изделий. В качестве материала используется металлический порошок очень мелкой фракции (меньше 40 мкм), под действием лазерного луча он расплавляется и превращается в однородную металлическую массу.

Краткий экскурс в историю SLM-технологии

Разработка данной технология трехмерной печати велась Вильгельмом Майнерсом и Конрадом Виссенбахом из Института лазерной техники (ILT) совместно с Дитером Шварце и Маттиасом Фокеле из компании F&S.

Области применения SLM-технологии

Широкое применение SLM-технология нашла в аэрокосмической промышленности. Сейчас можно изготавливать очень сложные изделия из металла со множеством скрытых полостей. Например, благодаря появлению селективного лазерного плавления, упростился и ускорился процесс создания топливной форсунки – одной из самых сложных деталей реактивного двигателя. Раньше для ее изготовления требовалось от 10 и более элементов, которые сваривались в единое целое, что было очень трудоемко. На сегодняшний день SLM-технология позволила производить топливную форсунку за один запуск принтера.

Также SLM-технология нашла применение и в медицине. С ее помощью делают импланты и протезы, части зубных коронок с учетом анатомических особенностей пациентов.

• Ювелирное дело;
• Автомобилестроение;
• Дизайн;

Стоит отметить, что в основном SLM-технология применяется для изготовления полностью функциональных прототипов и серийной продукции в промышленности.

Особенности технологии SLM-печати.

Во многом SLM-технология схожа с SLS-технологией. Порошковый материал, как и в SLS, наносится ровным слоем и плавится под действием лазерного луча. Существенным отличием SLM-технологии от SLS является необходимость в поддерживающих элементах. Они требуются не только для поддержки нависающих частей изделия, но и для отведения излишек тепла, возникающих в процессе печати.

Технологический процесс селективного лазерного плавления

1. В специализированной программе (слайсере) формируется камера с 3D-моделями будущих деталей.
   
2. Расставляются поддержки со специальной структурой.
   
3. Настраиваются слои и формируются команды для управления элементами принтера.
   
4. Происходит откачка кислорода из камеры построения принтера и закачка инертных газов: азота, аргона.
   
5. Порошок подается в камеру построения принтера и разравнивается специальным ножом на толщину слоя материала (20-60мкм).
   
6. Лазерный луч плавит слои порошка в участках, совпадающих с сечением 3D-модели.
   
7. После каждого плавления камера построения опускается на уровень ниже.
   
8. Затем снова подается и разравнивается порошок - создается следующий слой.
   
9. Процедура повторяется, пока не получится готовое изделие.
   
10. После окончания печати деталь очищается от остатков порошка.
    
11. Вынимается массивная плита с напечатанными изделиями.
    
12. Плита загружается в печь. Это требуется для отпуска напечатанных деталей, так как в них имеются внутренние напряжения, которые делают деталь более хрупкой.
    
13. Детали срезаются с плиты с помощью ленточной плиты.
    
14. Производится отделение поддерживающих элементов
    
15. В случае необходимости производится механическая обработка изделия (фрезеровка, шлифовка)

Недостатки SLM-технологии:

• Высокая стоимость производства.
• Относительно малая производительность (среднее время печати от 48 часов).
• SLM-печать может быть вредной для здоровья человека при несоблюдении определенных мер предосторожности, так как в качестве сырья для производства изделий используются металлические порошки мелкой фракции. Для работы с SLM-технологией требуется выделять отдельные помещения с хорошей системой вентиляции и кондиционирования воздуха.
  
• Технология требует использования дорогостоящего оборудования, обслуживания и расходных материалов