Лазерное спекание металлов

Лазерное спекание металлов (ЛСМ) – это аддитивный производственный процесс, при котором порошкообразный металл сплавляется слой за слоем с помощью лазера для создания трехмерных объектов. Эта технология позволяет изготавливать сложные геометрии, прототипы и функциональные детали с высокой точностью и из широкого спектра материалов. Компания ООО Интеллектуальная производственная технология Булайкес (Чжуншань) предлагает передовые решения в области аддитивного производства, в том числе и услуги лазерного спекания металлов. Более подробно ознакомиться с технологиями можно на сайте bricsmfg.ru.

Что такое лазерное спекание металлов (ЛСМ)?

Лазерное спекание металлов (ЛСМ), также известное как селективное лазерное спекание (SLS) или прямое лазерное спекание металлов (DMLS), представляет собой процесс аддитивного производства, который использует лазер для сплавления металлических порошков в твердый объект. Этот процесс начинается с компьютерной модели, которая разделяется на тонкие слои. Затем машина для ЛСМ распределяет тонкий слой металлического порошка на платформе для сборки. Лазер выборочно сканирует каждый слой, сплавляя порошок в соответствии с моделью. Платформа опускается, и процесс повторяется для каждого слоя, пока не будет создан готовый объект.

Преимущества лазерного спекания металлов

• Сложная геометрия: ЛСМ позволяет создавать детали со сложной внутренней структурой и геометрией, которые невозможно изготовить традиционными методами.
• Широкий спектр материалов: ЛСМ совместим с различными металлическими порошками, включая нержавеющую сталь, алюминий, титан, кобальт-хром и другие сплавы.
• Высокая точность: ЛСМ обеспечивает высокую точность размеров и качество поверхности.
• Быстрое прототипирование: ЛСМ позволяет быстро создавать прототипы и функциональные детали.
• Персонализация: ЛСМ позволяет изготавливать детали по индивидуальным требованиям.

Как работает лазерное спекание металлов?

Процесс лазерного спекания металлов состоит из следующих основных этапов:

1. Подготовка модели: Сначала создается 3D-модель детали в формате CAD (Computer-Aided Design). Эта модель затем разделяется на тонкие слои с помощью специального программного обеспечения.
2. Подготовка порошка: Выбирается подходящий металлический порошок, который соответствует требованиям к материалу и свойствам детали. Важно, чтобы порошок имел определенный размер частиц и форму.
3. Процесс спекания: Машина для ЛСМ распределяет тонкий слой металлического порошка на платформе для сборки. Лазер выборочно сканирует слой, сплавляя порошок в соответствии с моделью. После завершения сканирования платформа опускается на толщину слоя, и процесс повторяется.
4. Постобработка: После завершения процесса спекания деталь извлекается из машины. Затем деталь может подвергаться различным операциям постобработки, таким как удаление опорных структур, термообработка, механическая обработка и отделка поверхности.

Материалы для лазерного спекания металлов

Лазерное спекание металлов может использоваться с широким спектром металлических порошков. Наиболее распространенные материалы включают:

• Нержавеющая сталь: 316L, 17-4 PH, и другие. Обладает хорошей коррозионной стойкостью и прочностью.
• Алюминий: AlSi10Mg. Легкий и прочный материал, используемый в аэрокосмической и автомобильной промышленности.
• Титан: Ti6Al4V. Обладает высокой прочностью и устойчивостью к коррозии, широко используется в медицине и аэрокосмической промышленности.
• Кобальт-хром: CoCrMo. Используется в медицинских имплантатах и высокотемпературных приложениях.
• Инконель: сплав на основе никеля, обладающий высокой прочностью и устойчивостью к высоким температурам.
• Медь: Обладает высокой теплопроводностью и электропроводностью.

Применение лазерного спекания металлов

Лазерное спекание металлов находит применение в различных отраслях промышленности, включая:

• Аэрокосмическая промышленность: Изготовление легких и прочных компонентов для самолетов и ракет.
• Медицинская промышленность: Производство индивидуальных имплантатов и хирургических инструментов.
• Автомобильная промышленность: Создание прототипов и функциональных деталей для автомобилей.
• Производство инструментов и оснастки: Изготовление сложных пресс-форм и штампов.
• Энергетика: Производство компонентов для газовых турбин и других энергетических установок.

Факторы, влияющие на качество деталей, изготовленных методом лазерного спекания

Качество деталей, изготовленных методом лазерного спекания металлов, зависит от множества факторов. Основные из них:

• Параметры лазера: Мощность лазера, скорость сканирования и расстояние между линиями сканирования.
• Параметры порошка: Размер частиц, форма частиц, распределение частиц по размерам и химический состав.
• Атмосфера: Содержание кислорода и влаги в рабочей камере.
• Температура платформы: Поддержание оптимальной температуры платформы для предотвращения деформаций.
• Стратегия сканирования: Порядок и направление сканирования каждого слоя.

Постобработка деталей, изготовленных методом лазерного спекания

После лазерного спекания металлов детали обычно подвергаются постобработке для улучшения их свойств и внешнего вида. Типичные операции постобработки включают:

• Удаление опорных структур: Опорные структуры используются для поддержки нависающих частей детали во время печати. Они удаляются механически или химически.
• Термообработка: Термообработка может использоваться для снятия напряжений, повышения прочности и улучшения других механических свойств.
• Механическая обработка: Механическая обработка может использоваться для достижения высокой точности размеров и качества поверхности.
• Отделка поверхности: Отделка поверхности может включать пескоструйную обработку, полировку и другие методы для улучшения внешнего вида детали.

Сравнение лазерного спекания металлов с другими технологиями аддитивного производства

Лазерное спекание металлов является одной из нескольких технологий аддитивного производства. Другие распространенные технологии включают:

• Моделирование методом наплавления (FDM): Использует термопластичные материалы.
• Стереолитография (SLA): Использует жидкие фотополимеры, затвердевающие под воздействием ультрафиолетового света.
• Выборочное лазерное плавление (SLM): Похоже на ЛСМ, но использует более высокую энергию лазера для полного плавления порошка.

В таблице ниже представлено сравнение этих технологий:

Будущее лазерного спекания металлов

Лазерное спекание металлов продолжает развиваться быстрыми темпами. Ожидается, что в будущем эта технология будет использоваться все шире и шире в различных отраслях промышленности. Ключевые направления развития включают:

• Разработка новых материалов для ЛСМ.
• Улучшение точности и скорости печати.
• Снижение стоимости ЛСМ.
• Разработка новых методов постобработки.

Лазерное спекание металлов – это мощная технология, которая открывает новые возможности для производства сложных и функциональных деталей. ООО Интеллектуальная производственная технология Булайкес (Чжуншань) стремится к внедрению передовых решений в области аддитивного производства и предлагает своим клиентам высококачественные услуги по лазерному спеканию металлов. Для получения дополнительной информации посетите сайт bricsmfg.ru.

Источник данных по материалам: Additive Manufacturing.com