Превосходное лазерное спекание металла

Превосходное лазерное спекание металла (SLM) – это передовая технология аддитивного производства, позволяющая создавать сложные металлические детали непосредственно из 3D-моделей. Процесс включает в себя послойное нанесение порошкообразного металла с последующим плавлением каждого слоя с помощью лазерного луча, что обеспечивает высокую точность и возможность изготовления деталей со сложной геометрией. ООО Интеллектуальная производственная технология Булайкес (Чжуншань) специализируется на предоставлении комплексных решений в области аддитивного производства, включая услуги лазерного спекания металла, разработку материалов и оптимизацию процессов для различных отраслей промышленности.

Что такое лазерное спекание металла?

Превосходное лазерное спекание металла, часто называемое SLM, является одним из видов аддитивного производства (или 3D-печати), которое использует лазер высокой мощности для сплавления порошкообразных металлических материалов вместе. В процессе создания детали порошок металла наносится тонким слоем на платформу, а затем лазер выборочно плавит порошок в соответствии с данными 3D-модели. Платформа опускается на толщину одного слоя, и процесс повторяется до тех пор, пока деталь не будет завершена.

Преимущества SLM

Технология превосходного лазерного спекания металла обладает рядом значительных преимуществ:

• Производство сложных геометрий: SLM позволяет создавать детали со сложными внутренними полостями, тонкими стенками и замысловатыми узорами, которые сложно или невозможно изготовить традиционными методами.
• Высокая точность: Технология обеспечивает высокую точность размеров и минимальную шероховатость поверхности, что делает её идеальной для производства функциональных прототипов и готовых изделий.
• Широкий выбор материалов: SLM совместима с различными металлическими сплавами, включая нержавеющую сталь, алюминий, титан, никель и кобальт-хром, что позволяет подбирать материал, соответствующий требованиям конкретного применения.
• Быстрое прототипирование: SLM позволяет быстро изготавливать прототипы и вносить изменения в конструкцию, что сокращает время разработки и вывода продукции на рынок.
• Персонализированное производство: Возможность создавать детали на заказ делает SLM идеальной для производства небольших партий или индивидуальных изделий, например, медицинских имплантатов.

Применение превосходного лазерного спекания металла

Технология превосходного лазерного спекания металла находит широкое применение в различных отраслях промышленности:

• Аэрокосмическая промышленность: Производство легких и прочных деталей для самолетов и ракет, включая компоненты двигателей, турбин и конструктивные элементы.
• Медицинская промышленность: Изготовление индивидуальных имплантатов, хирургических инструментов и протезов, соответствующих анатомическим особенностям пациента.
• Автомобильная промышленность: Производство прототипов и функциональных деталей для автомобилей, включая компоненты двигателей, трансмиссии и подвески.
• Инструментальное производство: Создание сложных пресс-форм, штампов и других инструментов с высокой точностью и долговечностью.
• Энергетика: Производство компонентов для энергетических установок, включая турбины, теплообменники и системы хранения энергии.

Материалы для лазерного спекания металла

Выбор материала является важным этапом в процессе превосходного лазерного спекания металла. Вот некоторые из наиболее распространенных материалов, используемых в SLM:

• Нержавеющая сталь (316L, 17-4 PH): Обладает высокой прочностью, коррозионной стойкостью и биосовместимостью.
• Алюминиевые сплавы (AlSi10Mg): Легкий материал с хорошей теплопроводностью и обрабатываемостью.
• Титановые сплавы (Ti6Al4V): Обладает высокой прочностью, коррозионной стойкостью и биосовместимостью, широко используется в медицине и аэрокосмической промышленности.
• Никелевые сплавы (Inconel 718, Inconel 625): Обладают высокой жаропрочностью и коррозионной стойкостью, применяются в условиях высоких температур и агрессивных сред.
• Кобальт-хромовые сплавы (CoCrMo): Обладают высокой износостойкостью и биосовместимостью, используются для изготовления медицинских имплантатов и стоматологических протезов.

Процесс лазерного спекания металла: этапы и особенности

Процесс превосходного лазерного спекания металла состоит из нескольких ключевых этапов:

1. Подготовка 3D-модели: Создание 3D-модели детали с использованием CAD-программ и её разделение на слои с помощью программного обеспечения для подготовки к печати.
2. Нанесение порошка: Распределение тонкого слоя металлического порошка на платформе построения.
3. Лазерное плавление: Выборочное плавление порошка с помощью лазерного луча в соответствии с данными 3D-модели.
4. Послойное построение: Повторение процессов нанесения порошка и лазерного плавления до завершения детали.
5. Термическая обработка (опционально): Улучшение механических свойств и снятие остаточных напряжений детали.
6. Механическая обработка (опционально): Достижение требуемой точности размеров и шероховатости поверхности.

Факторы, влияющие на качество SLM-деталей

Качество деталей, изготовленных методом превосходного лазерного спекания металла, зависит от множества факторов, включая:

• Параметры лазера: Мощность, скорость сканирования, диаметр луча и стратегия сканирования.
• Свойства порошка: Размер частиц, форма частиц, распределение частиц по размерам и химический состав.
• Атмосфера: Использование инертного газа (например, аргона) для предотвращения окисления металла.
• Температура платформы: Поддержание оптимальной температуры платформы для улучшения адгезии слоев и снижения остаточных напряжений.

Будущее лазерного спекания металла

Технология превосходного лазерного спекания металла продолжает развиваться, открывая новые возможности для производства высококачественных и сложных деталей. В будущем можно ожидать:

• Разработка новых материалов: Создание новых металлических сплавов с улучшенными свойствами для SLM.
• Увеличение скорости печати: Разработка более мощных лазеров и новых стратегий сканирования для повышения производительности.
• Автоматизация процессов: Внедрение автоматизированных систем для управления процессом печати и постобработки деталей.
• Расширение областей применения: Использование SLM в новых отраслях промышленности и для решения сложных задач.

ООО Интеллектуальная производственная технология Булайкес (Чжуншань) ( https://www.bricsmfg.ru/ ) предлагает полный спектр услуг в области превосходного лазерного спекания металла, включая консультации, разработку материалов, производство деталей и постобработку. Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о том, как мы можем помочь вам реализовать ваши проекты аддитивного производства.

Сравнение характеристик материалов для SLM (пример)

Источник: Данные производителей металлических порошков для SLM.