Технологія SLM (Selective Laser Melting)

SLM або Selective laser melting – інноваційна технологія виробництва складних виробів за допомогою лазерного плавлення металевого порошку за математичними CAD-моделями (3D-друк металом). За допомогою SLM створюють як точні металеві деталі для роботи у складі вузлів та агрегатів, так і нерозбірні конструкції, що змінюють геометрію у процесі експлуатації.

Технологія є методом адитивного виробництва та використовує потужні лазери для створення тривимірних фізичних об'єктів. Цей процес успішно замінює традиційні методи виробництва, оскільки фізико-механічні властивості виробів, побудованих за технологією SLM, найчастіше перевершують властивості виробів, виготовлених за традиційними технологіями.

Установки SLM допомагають вирішувати складні виробничі завдання промислових підприємств, що працюють в авіакосмічній, енергетичній, машинобудівній та приладобудівній галузях. Установки також застосовуються в університетах, конструкторських бюро, використовуються під час проведення науково-дослідних та експериментальних робіт.

Офіційним терміном для опису технології є «лазерне спікання», хоча він дещо відповідає дійсності, оскільки матеріали (порошки) піддаються не спіканню, а плавленню до утворення гомогенної (густої, пастоподібної) маси.

Переваги

1. Вирішення складних технологічних завдань
2. Виробництво виробів зі складною геометрією, з внутрішніми порожнинами та каналами конформного охолодження
3. Скорочення циклу НДДКР
4. Можливість побудови складних виробів без виготовлення дорогого оснащення
5. Зменшення маси виробів
6. Побудовавиробів із внутрішніми порожнинами
7. Економія матеріалу під час виробництва
8. Побудова відбувається за допомогою пошарового додавання до «тіла» виробу необхідної кількості матеріалу. 97-99% незадіяного при побудові порошку після просіювання придатне для повторного використання. 3-9% матеріалу, задіяного на побудову підтримки, утилізується разом з некондиційним несплавленим порошком, що не пройшов операцію просіювання.
9. Скорочення витрат за виробництво складних виробів, т.к. немає необхідності у виготовленні дорогого оснащення.

Області застосування

• Виготовлення функціональних деталей для роботи у складі різних вузлів та агрегатів
• Виготовлення складних конструкцій, у тому числі нерозбірних, що змінюють у процесі експлуатації геометрію, а також мають у своєму складі безліч елементів
• Виробництво формоутворюючих елементів прес-форм для лиття термопластів та легких матеріалів
• Виготовлення технічних прототипів для відпрацювання конструкції виробів
• Створення формоутворювальних вставок для кокильного лиття
• Виробництво індивідуальних стоматологічних протезів та імплантатів
• Виготовлення штампів.

Як це працює

Процес друку починається з поділу цифрової 3D-моделі виробу на шари завтовшки від 20 до 100 мкм з метою створення 2D-зображення кожного шару виробу. Галузевим стандартним форматом є STL-файл. Цей файл надходить у спеціальне машинне ПЗ, де відбувається аналіз інформації та її порівняння з технічними можливостями машини.

На основі отриманих даних запускається виробничий цикл побудови, що складається з багатьох циклів побудови окремих шарів виробу.

Цикл побудови шару складається зтипових операцій:

1. нанесення шару порошку заданої товщини (20-100 мкм) на плиту побудови, закріплену на платформі побудови, що підігрівається;
2. сканування променем лазера перерізу шару виробу;
3. опускання платформи вглиб колодязя побудови на величину, що відповідає товщині шару побудови.

Після побудови виріб разом із плитою витягується з камери SLM машини, після чого виріб відокремлюється від плити механічним способом. Від побудованого виробу видаляються підтримки, проводиться фінішна обробка виробленого виробу.

Практично повна відсутність кисню дозволяє уникати оксидації витратного матеріалу, що уможливлює друк такими матеріалами, як титан.

Найбільш популярними матеріалами є порошкові метали та сплави, включаючи нержавіючу сталь, інструментальну сталь, кобальт-хромові сплави, титанові сплави, титан, алюміній, золото, платина та ін.

---