3D-принтеры по металлу(установки SLM)

Аддитивные технологии — послойный синтез объекта из 3D-модели (противоположно традиционному удалению материала). Пример — селективное лазерное сплавление (СЛС).

СЛС — процесс синтеза изделия из металлических порошков на подложке. Он итеративен: на платформу наносится слой металлического порошка; лазерный луч по цифровой модели сплавляет сечение слоя; материал затвердевает; платформа опускается, и цикл повторяется до завершения процесса.

Основные материалы для Селективного Лазерного Сплавления (СЛС) — металлические порошки, соответствующие стандартам ISO, ASTM, ГОСТ. Ключевые параметры: гранулометрический состав, сферическая морфология частиц, нормированный химический состав и технологические свойства. Эта технология применима для свариваемых и ограниченно свариваемых материалов. Наиболее распространены: коррозионностойкие стали, жаропрочные никелевые сплавы, кобальт-хромовые, алюминиевые, титановые и медные сплавы.

Ограничения 3D-печати металлами (СЛС):

• Геометрия: ограниченный размер камеры, необходимость опорных структур, высокие остаточные напряжения.

• Материалы: узкий выбор специализированных порошков, риск образования пор и трещин при отклонении параметров процесса. риск образования пор и трещин при отклонении параметров процесса.

• Свойства: анизотропия, обязательная механическая и термическая обработка.

• Экономика: высокая стоимость оборудования и низкая производительность.

Да, последующая обработка обязательна и включает:

• Термическую обработку заготовок на подложке для снятия напряжений и получения заданного структурно-фазового состава и отжиг в защитной среде.

• Отделение от подложки и удаление поддерживающих структур с последующей механической обработкой поверхностей, необходимой для достижения заданных квалитетов точности и чистоты поверхностей.

• Цель — достижение параметров, соответствующих чертежу конечной детали.

Детали, полученные методом 3D печати металлов, по прочности превосходят литые аналоги благодаря мелкозернистой структуре. Однако их прочность сопоставима или на 10-15% ниже, чем у деформируемых аналогов (поковка, прокат).

Для деталей характерна анизотропия: механические свойства в направлении синтеза (ось Z) могут быть на 5-10% ниже, чем в плоскости слоя (X,Y).

Ключевые факторы экономики 3D-печати металлами:

• Затраты на материалы: цена порошка, его использование, и расход.

• Затраты на процесс: время синтеза, амортизация оборудования.

• Затраты на подготовку и пост-обработку: трудозатраты на генерацию.

• Прочие факторы: контроль качества, загрузка рабочей камеры.