Innovative SLM and DMLS metal 3D printing technologies. What are their advantages and disadvantages?

DMLS (Direct Metal Laser Sintering ) – vznikol ako registrovaný názov v roku 1995 spolo�nos�ou EOS, ktorá je aj v sú�asnosti popredným výrobcom strojov pre aditívnu výrobu z kovu.

SLM (Selective Laser Melting ) – registrovaný názov spolo�nosti SLM, ktorý je taktie� popredným výrobcom strojov pre aditívnu výrobu z kovu.

Výhody

1. Geometrická zlo�itos�:

• SLM a DMLS umo��ujú výrobu komplexných štruktúr, ktoré by boli konven�nými metódami neekonomické alebo nemo�né. Tento aspekt je obzvláš� u�ito�ný pri výrobe topologicky optimalizovaných dielov, ktoré minimalizujú materiálové náklady a zárove� zachovávajú alebo zlepšujú mechanické vlastnosti.

2. Materiálová rôznorodos�:

• Rôznorodos� materiálov, ktoré mo�no pou�i� s týmito technológiami, je jedným z ich najvä�ších prínosov. Medzi be�né materiály patria nerezová oce�, hliník, titán, kobalt-chróm, niklové zliatiny ako Inconel a mnoho �alších. To umo��uje výrobu dielov pre rôzne aplikácie od medicínskych implantátov a� po vysokoteplotné komponenty pre letectvo.

3. Zní�enie hmotnosti:

• Optimalizácia dizajnu prostredníctvom SLM a DMLS mô�e vies� k významnému zní�eniu hmotnosti dielov, �o je dôle�ité v oblastiach ako letectvo a automobilový priemysel, kde je ka�dé zní�enie hmotnosti kritické pre efektivitu paliva a výkon.

4. Post-processing

• Mo�nos� strojového opracovania a teplotného spracovania ako popúš�ania a kalenia podobne ako pri konven�ných materiáloch.

Nevýhody

1. Presnos�

• Spolo�nou nevýhodou týchto (a aj iných aditívnych) technológií sú relatívne nízke presnosti (obvykle ± 0,3 mm) a vyššie drsnosti povrchu (štandardne od Ra = 6,3 μm), �o zni�uje ich vyu�itie. Avšak to je mo�né rieši� dodato�ným konven�ným opracovaním kritických rozmerov alebo pou�itie dielov v aplikáciách, kde sa nevy�adujú vysoké presnosti.

2. �as dodania

• �alšou nevýhodou je relatívne nízka produktivita, �o súvisí s pomalým procesom sintrovania prierezov a nanášania tenkých vrstiev prášku, ako aj cyklu vyhrievania a chladnutia danej tla�ovej úlohy. Preto sa v sú�asnosti tieto technológie uplat�ujú predovšetkým pri výrobe kusovej alebo v nízkych sériách.

3. Cena

• Vyššia cena pre masívne diely je v neposlednom rade jedna z hlavných nevýhod. To súvisí aj s vysokou cenou jemného kovového prášku, ktorý sa vyrába atomizáciou, �o je finan�ne náro�ný proces. Preto je obvykle táto metóda výroby vhodná pre diely s menším objemom, ktoré sú u� optimalizované pre �o najmenší objem, napr. prostredníctvom topologickej optimalizácie alebo generatívneho dizajnu.

My v STEPANEK3D odporú�ame nasledovné vodítko, ktoré pomáha s ur�ením vhodnosti vyu�itia technológie SLM / DMLS. Obvykle je výroba z týchto technológií rentabilná ak je splnená minimálne jedna, ideálne všetky 3 podmienky ni�šie:

1. Ak je najvä�ší rozmer dielu ideálne menší ako 250 mm (aj ke� vieme tla�i� do najvä�šieho rozmeru 390 mm, obvykle to nie je rentabilné),

2. Ak je �o najvyššia tvarová zlo�itos� (kde je ve�ký pomer úberu triesky k polotovaru alebo diel je tradi�nými metódami nevyrobite�ný),

3. Ak ide o ni�šie po�ty kusov (jednotky a� desiatky kusov, niekedy aj stovky kusov ak je vysoká pridaná hodnota dielov, ktoré sú optimalizované pre tento spôsob výroby a tradi�né metódy nie sú mo�né alebo sú neefektívne). Pre vyššie po�ty kusov odporú�ame technológiu Binder Jetting.

Typy kovového prášku

1. Nerezová oce�: Pou�íva sa pre svoje vlastnosti ako odolnos� proti korózii a pevnos�.

2. Titánové zliatiny: Vysoká pevnos� pri nízkej hmotnosti, ideálne pre letectvo a medicínu.

3. Hliníkové zliatiny: �ahké a pevné, �asto sa pou�ívajú v automobilovom priemysle.

4. Niklové zliatiny (napr. Inconel): Odolné vo�i vysokým teplotám a korózii, be�ne sa pou�ívajú v energetike a letectve.

5. Kobalt-chrómové zliatiny: Vysoká odolnos� a pevnos�, �asto sa vyu�ívajú v medicíne.

Viac info v sekcií materiály. Technológie SLM a DMLS predstavujú revolúciu v oblasti výroby kovových dielov, umo��ujúc výrobu ve�mi zlo�itých, detailných a mechanicky pevných komponentov pre širokú škálu priemyselných odvetví. Výber správneho stroja a materiálu je k�ú�ový pre dosiahnutie optimálnych výsledkov, a preto je dôle�ité porozumie� rozdielom medzi SLM a DMLS, ako aj mo�nostiam, ktoré tieto technológie ponúkajú. Viac informácií o kovovej 3D tla�i a ich mo�nostiach nájdete aj na nasledovnej stránke Kovová 3D tla�.