SLS — селективное лазерное спекание 3д печати

  • автор:

SLS (selective laser sintering — селективное лазерное спекание) —  технология 3д печати, при которой крошечные частицы пластика, керамики или стекла соединяются под воздействием тепла мощного лазера, образуя твердый трехмерный объект.

Аддитивное производство или 3D-печать — это процесс превращения цифрового дизайна в трехмерные объекты. Это удобный и доступный способ изготовления прототипов, а также готовых изделий. Что делает его популярным среди бизнесменов, любителей и изобретателей.

Что такое SLS 3д печать

Одна из технологий, используемых в современных 3D-принтерах, называется селективное лазерное спекание. При SLS крошечные частицы пластика, керамики или стекла соединяются под воздействием тепла мощного лазера, образуя твердый трехмерный объект.

Процесс селективного лазерного спекания был разработан и запатентован в 1980-х годах Карлом Деккардом — тогда студентом в Университете Техаса. И его профессором по машиностроению Джо Биманом.

Deckard и Beaman участвовали в создании одного из первых стартапов 3D-печати в 1989 году. Это был Desk Top Manufacturing (DTM) Corp. В 2001 году DTM был продан 3D Systems. Компании, которая ранее разработала свой собственный метод 3D печати — стереолитографию. Хотя и значительно отличающуюся от селективного лазерного спекания.

Как работает селективное лазерное спекание

Как работает селективное лазерное спекание

Deckard и Beaman были далеко не первыми, кто использовал спекание. Хотя первыми запатентовали процесс селективного лазерного спекания. Селективное лазерное спекание — процесс создания объектов из порошков с использованием атомной диффузии. Спекание использовалось в течение тысячелетий для создания повседневных предметов. Таких как кирпичи, фарфор и ювелирные изделия.

Объект, напечатанный на 3д принтере, запускается в виде файла автоматизированного проектирования (CAD). Как и все методы 3D-печати. Файлы САПР преобразуются в формат STL, который можно распознать с помощью программного обеспечения 3D-принтера.

Объекты, напечатанные с помощью селективного лазерного спекания, изготавливаются из порошковых материалов. Чаще всего из пластика. Такого как нейлон. Который разбросан тонким слоем на верхней части строительной платформы внутри 3д принтера.

Лазер управляется компьютером, который сообщает ему, какой объект «печатать». Лазер пульсирует на платформе, отслеживая поперечное сечение объекта на порошке.

Лазер нагревает порошок чуть ниже его точки кипения (спекание). Либо выше его точки кипения (плавление). Что превращает частицы в порошке в твердую форму.

Как только начальный слой сформирован, платформа машины SLS падает — обычно менее чем на 0,1 мм. Открывая новый слой порошка, чтобы лазер мог проследить и сплавлять их вместе. Этот процесс продолжается снова и снова, пока весь объект не будет напечатан.

Когда объект полностью сформирован, его оставляют для охлаждения в машине перед удалением.

В отличие от других методов 3D-печати, селективное лазерное спекание требует очень мало дополнительных инструментов после того, как объект напечатан. А это означает, что объекты обычно не нужно шлифовать или иным образом изменять, когда они выходят из машины SLS.

Селективное лазерное спекание не требует использования дополнительных опор для удержания объекта вместе во время его печати. Такие опоры часто необходимы при использовании других методов 3D-печати. Таких как стереолитография или моделирование с наплавкой. Что делает эти методы более трудоемкими, чем SLS.

 

SLS - что происходит

SLS — что происходит

Принтеры селективного лазерного спекания могут печатать объекты из различных материалов. Таких как пластик, стекло, керамика. И даже металл (это связанный процесс, известный как прямое металлическое лазерное спекание). Это делает его популярным процессом для создания как прототипов, так и конечных продуктов.

Селективное лазерное спекание оказался особенно полезным для отраслей, где требуется только небольшое количество объектов, напечатанных на высококачественных материалах. Одним из примеров этого является аэрокосмическая отрасль. В которой селективное лазерное спекание используется для создания прототипов для деталей самолетов.

Компаниям не выгодно производить физические образцы для деталей самолетов. Поскольку самолеты изготавливаются в небольших количествах и остаются в эксплуатации в течение многих лет. Эти образцы были бы слишком дорогими в изготовлении. И затем их нужно было бы хранить в течение длительных периодов времени без повреждения или коррозии.

Используя селективное лазерное спекание, компании могут создавать прототипы, которые хранятся в цифровом виде в виде файлов STL. Которые они могут перепроектировать или перепечатать по мере необходимости.

Селективное лазерное спекание также является популярным методом для печати 3D-изделий по индивидуальным заказам. Таких как слуховые аппараты, фиксаторы зубов и протезирование. Поскольку машины SLS могут печатать из самых разных высококачественных материалов. От гибкого пластика до керамики пищевого качества.

Этот метод изготовления также полезен для всех, кто хочет напечатать очень сложный или особенно деликатный объект. Поскольку объекты, напечатанные с помощью SLS, не зависят от форм и не требуют дополнительных инструментов.

Компании, использующие SLS

3D Systems Inc. — компания, чаще всего связанная с печатью SLS в США. Компания производит заказные детали для клиентов. А также продает свои машины SLS для использования в бизнесе и на производстве.

В Соединенных Штатах также есть много компаний, которые используют принтеры селективного лазерного спекания для предоставления своим клиентам высококачественных прототипов и готовых деталей.

SLS для дома

SLS для дома

Большинство принтеров используют метод печати как моделирование с осаждением (FDM), а не селективное лазерное спекание. Хотя на рынке существует много настольных 3D-принтеров.

Селективное лазерное спекание часто более дорого (и потенциально более опасно) для использования дома. Поскольку SLS требует использования мощных лазеров. Однако, есть несколько бесстрашных изобретателей, которые работают над своими собственными версиями настольных SLS-принтеров.

Один из героев — Андреас Бастиан, студент инженерного факультета Swarthmore College. Недавно разработал недорогой принтер SLS, который создает объекты из воска и углерода.

А принтер Focus SLS — это еще одна «самодельная» машина SLS, которая может принести эту технологию в дома потребителей. Инструкции по созданию собственного принтера Focus SLS доступны в Thingiverse.

по материалам: https://www.livescience.com/38862-selective-laser-sintering.html

Все новости в наших группах: вконтакте, twitter, facebook