الذوبان الانتقائي بالليزر (SLM)، والمعروف أيضًا باسم التلبيد المباشر للمعادن بالليزر (DMLS) أو اندماج طبقة المسحوق بالليزر (LPBF)، هو تقنية اندماج طبقة المسحوق المستخدمة في التصنيع الإضافي. يستخدم SLM ليزر عالي الطاقة لدمج المساحيق المعدنية وصهرها معًا لإنتاج أجسام ثلاثية الأبعاد كثيفة بالكامل طبقة تلو الأخرى.
تُعد SLM واحدة من أكثر تقنيات الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد استخداماً بفضل قدرتها على إنتاج أشكال هندسية معقدة ذات خواص ميكانيكية مماثلة للأجزاء المعدنية المصنعة تقليدياً. يقدم هذا الدليل الشامل لمحة عامة عن تقنية SLM وتطبيقاتها وموادها وموردي المعدات والنصائح للبدء.
لمحة عامة عن التصنيع المضاف للإدارة المستدامة للألومنيوم
SLM عبارة عن عملية طباعة ثلاثية الأبعاد باندماج طبقة المسحوق تستخدم الليزر لإذابة جزيئات المسحوق المعدني ودمجها بشكل انتقائي بطريقة انتقائية طبقة تلو الأخرى. نظرة عامة على كيفية عمل SLM:
نظرة عامة على عملية التصنيع بالإضافات الآلية ذاتية التدمير الذاتي
| خطوات العملية | الوصف |
|---|---|
| إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد | يتم إنشاء نموذج CAD للجزء المطلوب وتحويله إلى ملف STL. |
| التقطيع | يقوم برنامج التقطيع بتقسيم ملف STL إلى طبقات، مما يؤدي إلى إنشاء تعليمات بناء للطابعة. |
| نشر المسحوق | تقوم شفرة إعادة الطلاء بنشر طبقة رقيقة من المسحوق المعدني على صفيحة البناء. |
| المسح الضوئي بالليزر | يعمل الليزر عالي الطاقة على إذابة جزيئات المسحوق ودمجها في نمط كل طبقة، مما يؤدي إلى ربطها بالطبقة التي تحتها. |
| منصة البناء السفلى | تنخفض منصة البناء، وتنتشر طبقة جديدة من المسحوق فوقها. |
| تكرار الطبقات | تُكرر الخطوات حتى يتم بناء الجزء الكامل طبقة تلو الأخرى. |
| إزالة الجزء | تتم إزالة المسحوق غير المنصهر، مما يكشف عن الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد المكتمل. |
| المعالجة اللاحقة | قد يحتاج الجزء إلى تشطيب إضافي مثل الصنفرة والصقل والمعالجة الحرارية. |
تتضمن بعض المزايا الرئيسية للتصنيع الإضافي بتقنية SLM ما يلي:
- القدرة على إنتاج أشكال هندسية معقدة للغاية غير ممكنة بالطرق التقليدية.
- الحد الأدنى من نفايات المواد حيث يمكن إعادة استخدام المسحوق.
- يمكن طباعة التجميعات المدمجة والهياكل خفيفة الوزن كقطعة واحدة.
- وقت أقصر للوصول إلى السوق من خلال تقليل الحاجة إلى أدوات وتركيبات مخصصة.
- يمكن تخصيص الأجزاء وتصميمها لتحقيق الأداء الأمثل مع التصميم التوليدي.
- المخزون الرقمي –؛ يمكن طباعة الأجزاء عند الطلب حسب الحاجة.
- دقة الأبعاد العالية وقابلية التكرار.
تُمكِّن الآلة الآلية لسحب الألياف الزجاجية الشركات في صناعات مثل الفضاء والطب والسيارات من إنتاج أجزاء معدنية ذات خواص ميكانيكية تفي أو تتجاوز المكونات المعدنية المصنعة تقليدياً.
مواد SLM
يمكن معالجة مجموعة من المعادن والسبائك المعدنية باستخدام الصهر الانتقائي بالليزر. وتشمل المواد الأكثر استخداماً في المعالجة بالذوبان الانتقائي بالليزر ما يلي:
نظرة عامة على مواد SLM
| المواد | الخصائص الرئيسية | التطبيقات |
|---|---|---|
| الفولاذ المقاوم للصدأ (316L، 17-4PH) | قوة عالية ومقاومة للتآكل | صناعة الطيران والسيارات والطب |
| سبائك الألومنيوم (AlSi10Mg، AlSi7Mg) | خفيف الوزن وقوي | صناعة الطيران والفضاء والسيارات |
| سبائك التيتانيوم (Ti6Al4V، TiAl) | خفيف الوزن ومتوافق حيوياً | الفضاء والطيران والطب |
| الكوبالت والكروم (CoCr) | متوافق حيوياً وعالي الصلابة | زراعة الأسنان والغرسات الطبية |
| سبائك النيكل (إنكونيل) | مقاومة للحرارة، قوة عالية | صناعة الطيران والفضاء والسيارات |
| فولاذ الأدوات | صلابة عالية، مقاومة للتآكل | الأدوات والقوالب |
أكثر المواد المستخدمة على نطاق واسع في تصنيع الآلة القابلة للسحب هو الألومنيوم بسبب نسبة قوته إلى وزنه ومقاومته للتآكل وتكلفته. يشيع استخدام التيتانيوم في التطبيقات الفضائية والطبية حيث يكون التوافق الحيوي والقوة العالية أمرًا بالغ الأهمية.
تتوفر مساحيق معدنية مختلفة بأحجام جسيمات تتراوح بين 10-45 ميكرون. وتتيح المساحيق الأدق عمومًا دقة ودقة أعلى. عادةً ما تكون جسيمات المسحوق كروية الشكل لتحقيق التدفق الأمثل والتعبئة الكثيفة أثناء عملية البناء.
دقة القِطع باستخدام آلة إدارة الأسطح SLM وتشطيب السطح
إن SLM قادرة على إنتاج أجزاء ذات دقة عالية وتشطيبات سطحية مناسبة للعديد من تطبيقات الاستخدام النهائي. فيما يلي بعض القيم النموذجية لخصائص القِطع باستخدام SLM:
دقة الآلة الآلية ذات العزل الحراري السطحي وتشطيب السطح
| السمة | القيم النموذجية |
|---|---|
| دقة الأبعاد | ± 0.1-0.2% بتفاوت ± 0.03-0.05 مم |
| القرار | 20-100 ميكرون |
| خشونة السطح (كما هي مبنية) | رع 10-25 ميكرون، Rz 50-100 ميكرون |
| المسامية | كثيفة بالكامل تقريبًا (>99%) |
| الخواص الميكانيكية | يمكن أن تتطابق مع القطع المصنعة تقليديًا |
تتأثر الدقة بعوامل مثل قطر شعاع الليزر وحجم المسحوق وسُمك الطبقة. تسمح الطبقات الرقيقة (20-50 ميكرون) بدقة أعلى وتفاصيل أدق.
تكون خشونة السطح المبنية من SLM عالية نسبيًا. يمكن استخدام تقنيات تشطيب مختلفة لتحسين تشطيب السطح مثل الصنفرة والتلميع والتلميع والتلوين والطلاء.
إرشادات تصميم SLM
للاستفادة بنجاح من التصنيع الإضافي بتقنية SLM، يجب تصميم المكونات مع وضع قيود العملية في الاعتبار. فيما يلي بعض الإرشادات الرئيسية لتصميم SLM:
إرشادات تصميم SLM
| اعتبارات التصميم | الدليل الإرشادي |
|---|---|
| البروز | قد يتطلب البروز بزاوية أكبر من 45 درجة دعامات. |
| سُمك الجدار | يوصى بأن يكون الحد الأدنى لسُمك الجدار 0.3-0.5 مم تقريبًا. |
| ثقوب/فتحات | الحد الأدنى للقطر ~ 1 مم للثقوب المستديرة. ضع في اعتبارك الثقوب المسيلة للدموع. |
| التفاوتات المسموح بها | تصميم بدرجة تفاوت +/- 0.1-0.2 مم للتطبيقات عالية الدقة. |
| تشطيب السطح | حساب المعالجة اللاحقة إذا كانت هناك حاجة إلى تشطيب سطحي عالٍ. |
| يدعم | استخدم زوايا ذاتية الدعم أو قم بتحسين التوجيه لتقليل الدعامات. |
| النص | الحد الأدنى لارتفاع النص 1 مم، تجنب النص البارز الرفيع. |
| الحصة الإرشادية | قم بتحسين الحد الأدنى من الدعامات، والأجزاء المتراكمة ووقت البناء. |
يتيح لك اتباع مبادئ DfAM (التصميم من أجل التصنيع الإضافي) زيادة حرية التصميم في الإدارة الآلية لسحب الألياف الضوئية إلى أقصى حد وإنتاج مكونات محسنة للغاية غير ممكنة باستخدام طرق الطرح.
تطبيقات SLM
إن إمكانيات الإدارة الآلية لسحب الألياف الضوئية تجعلها مناسبة لإنتاج الأجزاء المعدنية والنماذج الأولية في مجموعة واسعة من الصناعات بما في ذلك:
التطبيقات الرئيسية للإدارة المستدامة للألواح الشمسية
| الصناعة | التطبيقات | المكونات |
|---|---|---|
| الفضاء | مكونات الطائرات، المحركات | شفرات التوربينات، وفوهات الصواريخ، والمبادلات الحرارية |
| الطبية | ترميم الأسنان، وزراعة الأسنان | التيجان والجسور وزراعة العظام والجسور وزراعة العظام |
| السيارات | قطع غيار عالية الأداء، تصميمات مخصصة | هيكل خفيف الوزن وأجزاء ألومنيوم مخصصة |
| الأدوات | قوالب الحقن، أنماط الصب | قنوات التبريد المطابقة للقوالب |
| المستهلك | منتجات مخصصة حسب الطلب | المجوهرات والأدوات والفنون الزخرفية |
| الدفاع | أنظمة الأسلحة المعقدة | مستقبلات الأسلحة النارية خفيفة الوزن |
تجعل مزايا مثل خفة الوزن وتوحيد الأجزاء والتخصيص الشامل والنماذج الأولية السريعة وتحسينات الأداء من إدارة المعادن المضافة إلى الألياف الزجاجية جاذبة في هذه الصناعات. كما تتيح الإضافات المعدنية أيضاً مستويات جديدة من تعقيد التصميم والتحسين.
نظرة عامة على معدات SLM
تستخدم ماكينات SLM الليزر لإذابة مساحيق المعادن بشكل انتقائي طبقة تلو الأخرى بناءً على نموذج ثلاثي الأبعاد. فيما يلي بعض المكونات والقدرات الرئيسية لأنظمة SLM الحديثة:
مكونات ماكينة SLM
| المكوّن | الوصف |
|---|---|
| مصدر الليزر | أشعة ليزر الألياف حتى 500 واط بطول موجي حوالي 1 ميكرومتر شائعة. توفر طاقة لإذابة المسحوق. |
| نظام المسح الضوئي | مرايا جلفانومترية عالية السرعة أو مصفوفة مسح ضوئي للتحكم في حركة الليزر. |
| سرير المسحوق | تنخفض منصة البناء عند وضع الطبقات. يوزع المسحوق باستخدام شفرة إعادة الطلاء أو موزع المسحوق. |
| توريد المسحوق | حاويات تغذية المسحوق المدمجة والصمامات لتزويد منطقة البناء. |
| تدفق الغاز الخامل | جو من الأرجون أو النيتروجين لمنع الأكسدة. |
| عناصر التحكم | برنامج لإعداد النموذج وتقطيعه واختيار المعلمات وضوابط النظام. |
| المعالجة اللاحقة | قد تشمل معدات استرداد المسحوق، والنخل، ومعدات تنظيف الأجزاء. |
قدرات معدات SLM
| المعلمة | النطاق النموذجي |
|---|---|
| غلاف البناء | 100-500 مم × 100-500 مم × 100-500 مم × 100-500 مم |
| سُمك الطبقة | 20-100 ميكرومتر |
| حجم بقعة الليزر | 50-120 ميكرومتر |
| سرعة المسح الضوئي | حتى 10 م/ثانية |
| الحد الأدنى لحجم الميزة | 150-300 ميكرومتر |
| المواد | الفولاذ المقاوم للصدأ، والألومنيوم، والتيتانيوم، والإينكونيل، وغيرها |
توفر ماكينات SLM المتطورة أحجام بناء أكبر، وطاقة ليزر أعلى لبناء أسرع، وميزات مثل قدرات الليزر المتعددة. وتتوفر الآلات من الموردين بدءاً من الطابعات المكتبية ذات الحجم المكتبي إلى أنظمة الإنتاج واسعة النطاق.
المعالجة اللاحقة للإدارة المستدامة للألمنيوم
غالبًا ما تتطلب الأجزاء المعدنية المطبوعة بتقنية SLM معالجة لاحقة لتحقيق اللمسة النهائية والخصائص المطلوبة. وتشمل بعض خطوات ما بعد المعالجة النموذجية ما يلي:
المعالجة اللاحقة للإدارة المستدامة للألمنيوم
| العملية | الوصف |
|---|---|
| إزالة الدعم | إزالة الهياكل الداعمة من الجزء. |
| تخفيف الإجهاد الحراري | المعالجة الحرارية لتخفيف الضغوط المتبقية من عملية البناء. |
| تشطيب السطح | الصنفرة، والطحن، والصقل، والتلميع، والصقل بالخردق لتحسين تشطيب السطح. |
| الكبس المتساوي الحرارة الساخن | تطبيق درجة حرارة وضغط مرتفعين لزيادة الكثافة وتعزيز الخصائص. |
| التصنيع الآلي | التصنيع الآلي التقليدي باستخدام الحاسب الآلي للملامح أو الأسطح عالية الدقة. |
| الطلاءات | تطبيق طلاءات خاصة لمقاومة التآكل والتآكل، إلخ. |
تعتمد المعالجة اللاحقة المحددة على المادة ومتطلبات الاستخدام النهائي والخصائص المطلوبة. ويمكن أيضًا إجراء عمليات مثل التلدين لتعديل البنية المجهرية والسلوك الميكانيكي حسب الحاجة.
كيف تختار مورداً لآلة سحب الألياف الضوئية
من المهم اختيار المورد المناسب للإدارة الآلية لسحب الألياف الضوئية عند اعتماد هذه التقنية. فيما يلي الاعتبارات الرئيسية لاختيار مورد معدات إدارة SLM:
اختيار مورد لآلة سحب الألياف الضوئية
| النظر في | التفاصيل |
|---|---|
| غلاف البناء | طابق حجم البناء مع احتياجات حجم الجزء الخاص بك. الماكينات الأكبر حجمًا لها تكلفة أعلى مقدمًا. |
| المواد | تأكد من أن الماكينة توفر المواد التي تهدف إلى الطباعة بها مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والتيتانيوم وغيرها. |
| الدقة/التشطيب السطحي | اختر تقنية قادرة على تلبية متطلبات تطبيقك. قد تتطلب معالجة لاحقة. |
| الإنتاج مقابل النماذج الأولية | نماذج مكتبية منخفضة التكلفة للنماذج الأولية. أنظمة إنتاج أكبر للتصنيع. |
| المعلمات/الضوابط | راجع معلمات البناء المتاحة وملفات تعريف المواد وقدرات البرامج. |
| التدريب والدعم | ابحث عن برامج التدريب والدعم الفني المتجاوب. |
| معدات ما بعد المعالجة | يتطلب الاستثمار في معدات استعادة المسحوق والتشطيب السطحي والمعالجة الحرارية. |
| النظام البيئي للبرمجيات | تقييم قدرات إعداد الملفات، ومحاكاة العمليات، وتكامل برمجيات نظم إدارة التصنيع الآلي. |
| الامتثال والشهادات | مهم للقطاعات شديدة التنظيم مثل الطيران والطب والسيارات. |
اعمل مع مورّدي SLM لاختيار المعدات المناسبة التي تتوافق مع احتياجاتك الخاصة بالإنتاج والقطع. يوفر العديد منهم عينات من الأجزاء لتقييم الجودة وخصائص المواد.
موردو معدات SLM وتكاليفها
هناك مجموعة من موردي المعدات التي تقدم أنظمة SLM لتصنيع الإضافات المعدنية. فيما يلي نظرة عامة على موردي SLM الرائدين وأسعار الأنظمة التقريبية:
موردو SLM
| المورد | أنظمة العينة | التكلفة التقريبية |
|---|---|---|
| EOS | eos M290, eos M400, eos M290 | $500,000 – $1,500,000 |
| حلول SLM | سلِم®500، سلِم®800 | $400,000 – $1,000,000 |
| الأنظمة ثلاثية الأبعاد | مصنع DMP 500 | $500,000 – $800,000 |
| المضافات GE المضافة | كونسبت ليزر كونسبت M2 Series 5 | $700,000 – $1,200,000 |
| رينيشو | رينام 500 م | $500,000 – $750,000 |
أنظمة SLM المكتبية
| المورد | أنظمة العينة | التكلفة التقريبية |
|---|---|---|
| ماركفورجيد | المعدن X | $100,000 – $200,000 |
| معدن مكتبي | نظام الاستوديو 2 | $120,000 – $200,000 |
| AddUp | فورم أب 350 | $100,000 – $300,000 |
بالنسبة للإنتاج بكميات أقل، أو احتياجات النماذج الأولية أو الميزانيات المحدودة، تتوفر أنظمة SLM المكتبية بدءاً من أقل من 100,000 دولار أمريكي. تتراوح أنظمة الإنتاج الأكبر حجماً من 400,000 دولار إلى أكثر من مليون دولار.
تركيب وتشغيل طابعات SLM
لتركيب طابعة SLM وتشغيلها، تتضمن بعض المتطلبات الرئيسية ما يلي:
تركيب طابعة SLM وتشغيلها
| النظر في | التفاصيل |
|---|---|
| الفضاء | المعدات ذات بصمة كبيرة. إتاحة مساحة لمناولة المسحوق والمعالجة اللاحقة. |
| الطاقة | تتطلب إمداد كهربائي 220 فولت - 480 فولت، وقد تحتاج إلى مبرد للتبريد. |
| الغاز الخامل | إمدادات النيتروجين أو الأرجون مع خزانات احتياطية. |
| التهوية | نظام استخلاص الدخان لتنفيس انبعاثات العملية. |
| التوظيف | مشغلين مدربين على إعداد الملفات، وإعداد الإنشاءات، والتعامل مع المسحوق. |
| السلامة | اتبع بروتوكولات التعامل مع المساحيق والتعامل مع المواد الكيميائية واستخدام الليزر. معدات الوقاية الشخصية. |
| الصيانة | يلزم إجراء صيانة يومية ودورية حسب إرشادات المورد. |
| تحسين البارامتر | اختبارات البناء المطلوبة لتحسين معلمات عملية SLM. |
| إزالة الجزء | استخدم نظام استعادة المسحوق أو صندوق القفازات للإزالة اليدوية. |
اعمل عن كثب مع مورد المعدات لإعداد المنشأة وتدريب الموظفين. توقع منحنى تعليمي لتصبح بارعاً في تشغيل الطابعة وأجزاء ما بعد المعالجة.
مزايا وقيود الطباعة بتقنية SLM
فيما يلي نظرة عامة على المزايا والقيود الرئيسية لتقنية الذوبان الانتقائي بالليزر:
مزايا SLM
- الأشكال الهندسية المعقدة والهياكل خفيفة الوزن
- قوة وصلابة سطح عالية
- مهلة زمنية قصيرة للإنتاج
- الحد الأدنى من النفايات
- تصميمات مرنة رقمياً وقابلة للتخصيص
حدود SLM
- تكاليف إنتاج عالية نسبيًا لكل جزء
- حجم محدود بناءً على غلاف البناء
- غالبًا ما تكون المعالجة اللاحقة مطلوبة
- خواص المواد متباينة الخواص
- التأهيل المطلوب للتطبيقات عالية الأداء
- اختيار مواد محدودة غير المعادن
بالنسبة للتطبيقات المناسبة، يمكن أن توفر الآلة الآلية لسحب الألياف الزجاجية مزايا كبيرة مقارنةً بالصب والتصنيع باستخدام الحاسب الآلي وعمليات التصنيع التقليدية الأخرى للأجزاء المعدنية. تستمر التكنولوجيا في التقدم لتوسيع قدرات الإنتاج.
SLM مقابل عمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية الأخرى
SLM هي واحدة من العديد من تقنيات تصنيع الإضافات المعدنية المتاحة. إليك كيفية مقارنتها بعمليات الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد الرائدة الأخرى:
مقارنة عمليات طباعة المعادن ثلاثية الأبعاد
| SLM | DED | النفث الموثق | |
|---|---|---|---|
| مصدر الطاقة | الليزر | تغذية الأسلاك المعدنية | المواد اللاصقة |
| نهج البناء | سرير المسحوق | اللحام بالترسيب | طبقة مسحوق مسحوق + مادة رابطة |
| المواد | Al، Ti، Ti، CoCr، وأكثر من ذلك | أل، تي، ستانلس ستيل، المزيد | الفولاذ المقاوم للصدأ، السبائك الفائقة |
| الدقة | عالية | معتدل | متوسطة إلى عالية |
| تشطيب السطح | خشنة إلى معتدلة | خشن | سلس |
| حجم البناء | صغيرة إلى متوسطة | متوسطة إلى كبيرة | متوسطة إلى كبيرة |
| إنتاجية | منخفضة إلى متوسطة | عالية | عالية |
يتم تقييم SLM للأجزاء الصغيرة والمتوسطة الدقة ذات الخصائص الميكانيكية الجيدة. DED أسرع ويمكنه إنتاج أجزاء كبيرة جدًا. يوفر النفث الموثق إنتاجية عالية ولكن له قيود على خصائص المواد.
تكاليف طباعة المعادن ثلاثية الأبعاد SLM
فيما يلي نظرة عامة على عوامل التكلفة النموذجية للذوبان الانتقائي بالليزر:
محركات تكلفة الإدارة المستدامة للأراضي
- شراء معدات الماكينات (100,000 دولار أمريكي –؛ 1,000,000,000 دولار أمريكي فأكثر)
- تكاليف المواد (50 دولارًا - 500 دولار/كجم مسحوق)
- العمالة للعمليات وما بعد المعالجة
- معدات إضافية لمناولة المساحيق والتشطيب
- ترقيات المرافق مثل التهوية والمرافق العامة
- حجم الإنتاج (التكاليف أعلى بالنسبة للأحجام المنخفضة)
بالنسبة للسياق، يمكن أن تتراوح الأجزاء المعدنية المطبوعة بتقنية SLM من 2,000 دولار إلى أكثر من 10,000 دولار لكل جزء اعتمادًا على العوامل المذكورة أعلاه. استخدم SLM للأحجام المنخفضة إلى المتوسطة حيث تفوق الفوائد التكاليف. تعتبر طرق الطرح مثل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي أكثر اقتصاداً في الأحجام الكبيرة.
معايير صناعة SLM
وباعتبارها تقنية ناشئة، فإن التصنيع بالإضافات بتقنية الإدارة المستدامة للأسطح هو مجال نشط لتطوير المعايير لدعم الجودة وقابلية التكرار وتأهيل الأجزاء. وتشمل بعض أنشطة المعايير الرئيسية ما يلي:
تطوير معايير إدارة الأراضي والإدارة المستدامة للأراضي
| هيئة المعايير | أمثلة على الجهود المبذولة |
|---|---|
| ASTM | معايير معالجة قاع المسحوق، وطرق الاختبار، والمواد مثل سبائك التيتانيوم. |
| الأيزو | معايير المصطلحات والتصميم والعمليات وطرق الاختبار ومبادئ التأهيل. |
| SAE | مواصفات مواد الفضاء الجوي ومواصفات عملية دمج قاع المسحوق بالليزر. |
| واجهة برمجة التطبيقات | تطوير معايير العمليات لتطبيقات النفط والغاز. |
| الجمعية الأمريكية للمهندسين المعماريين والميكانيكيين | أدلة للتصميم والمواد وتأهيل العملية. |
| أمريكا تصنع الرذاذ؛ ANSI | خارطة طريق التوحيد القياسي لصناعة الصمامات المعدنية. |
يعد إصدار الشهادات والامتثال للمعايير أمرًا بالغ الأهمية للصناعات المنظمة لاعتماد تكنولوجيا التصنيع باستخدام الآلات ذاتية الحركة بثقة. سيؤدي التطوير المستمر للمعايير إلى تمكين اعتماد أوسع نطاقًا لتقنية الإدارة الآلية لسحب الألياف الضوئية في مختلف الصناعات.
الشروع في استخدام طباعة SLM المعدنية
بالنسبة للشركات التي تستكشف تقنية الذوبان الانتقائي بالليزر، إليك بعض الخطوات الموصى بها للبدء:
نصائح للبدء مع SLM
- تقييم ملاءمة مادة SLM والتطبيق
- مقارنة إمكانيات موردي ماكينات آلة إدارة SLM
- ميزانية المعدات والتركيب والمواد وتكاليف التدريب
- ابدأ مع شريك متمرس في إنتاج AM إن أمكن
- تصميم أجزاء اختبار التصميم المصممة خصيصاً لنقاط قوة SLM
- تحسين معلمات العملية مثل الاتجاهات والدعامات وسُمك الطبقة وما إلى ذلك.
- التحقق من استيفاء الخواص الميكانيكية للمتطلبات
- تقييم احتياجات ما بعد المعالجة للتشطيب
- تطوير الخبرة الداخلية وبرنامج التدريب الداخلي
- الاستفادة من موارد تصميم AM وأدوات البرمجيات
يمكن أن تساعد الشراكة مع مزوّد خدمة إدارة طبقة الألياف الضوئية في تقليل المخاطر الأولية والوصول إلى الخبرة المتقدمة في هذه التكنولوجيا. ومع اكتساب الخبرة، فإن توفير إدارة SLM داخلياً يوفر أقصى قدر من التحكم في الإنتاج وحماية الملكية الفكرية.
أسئلة وأجوبة
س: ما هي المواد التي يمكن معالجتها باستخدام الإدارة الآلية لسحب الألياف الزجاجية؟
ج: المواد الأكثر شيوعًا التي يتم تصنيعها باستخدام الآلة الآلية لسحب السبطانة هي الألومنيوم والتيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والكروم الكوبالت وسبائك النيكل وفولاذ الأدوات. ويجري باستمرار تأهيل خيارات مواد جديدة.
س: ما هي الدقة النموذجية للأجزاء المطبوعة بتقنية SLM؟
ج: تبلغ الدقة عمومًا حوالي ± 0.1-0.2% مع إمكانية تفاوتات تتراوح بين ± 0.03 و0.05 مم. تسمح الطبقات الرقيقة حتى 20 ميكرون بدقة أعلى.
س: هل تتطلب إدارة SLM أي معالجة لاحقة؟
ج: غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى بعض المعالجة اللاحقة مثل إزالة الدعامات والتشطيب السطحي والمعالجة الحرارية والتشغيل الآلي للحصول على الخصائص والمظهر التجميلي المطلوب.
س: ما مدى كثافة الأجزاء المعدنية المطبوعة بتقنية SLM؟
ج: يمكن أن تنتج SLM أجزاءً شبه كثيفة تمامًا (بكثافة 99%) شريطة أن تكون المعلمات محسّنة للمواد المستخدمة.
س: ما هي أنواع التصاميم الأفضل لـ SLM؟
ج: تستفيد الأشكال الهندسية المعقدة والخفيفة الوزن ذات المشابك والأشكال العضوية أكثر من غيرها من حرية تصميم آلة إزالة السبطانة ذات الفتحات الرقيقة. تجنب السمات الرفيعة أو الضيقة غير المدعومة.
س: هل من الممكن طباعة أجزاء كبيرة باستخدام SLM؟
ج: إن الحد الأقصى للحجم محدود من خلال غلاف الطابعة&8217، وعادةً ما يكون أقل من 500 × 500 × 500 مم. هناك أنظمة أكبر قيد التطوير ولكن لها مفاضلات.
س: كيف تقارن الجودة بالتصنيع التقليدي؟
ج: من خلال تحسين المعلمات والمعالجة اللاحقة، يمكن أن تحقق أجزاء الإدارة الآلية لسحب الألياف الزجاجية خصائص المواد على قدم المساواة مع الطرق التقليدية. لا يزال تأهيل الجزء مطلوبًا.
س: ما هي العوامل الأكثر تأثيراً على التكاليف؟
ج: تُعد معدات الماكينة وتكاليف المواد والعمالة والحجم وتعقيدات ما بعد المعالجة من العوامل الرئيسية. ويمكن أن يؤدي تحسين هذه العوامل إلى تقليل التكاليف.