Technologia SLS

Technologia SLS – Selektywne spiekanie laserowe proszków na bazie poliamidu PA12

Technologia SLS (Selective Laser Sintering) jest jedną z najstarszych metod szybkiego prototypowania zaraz obok SLA. Technologia ta jest rozwijana od ponad 30 lat i obecnie jest najczęściej stosowaną technologią do krótkoseryjnej produkcji technicznych części finalnych z pośród wszystkich metod druku 3D. Można powiedzieć, że w niektórych przypadkach jest to cicha konkurencja dla produkcji technicznych elementów z formowania wtryskowego. Coraz więcej firm stosuje SLS jako alternatywę przy produkcji nisko-seryjnej skomplikowanych geometrycznie detali poliamidowych.

Główne zalety technologii SLS dla produkcji krótkoseryjnej

  • wytrzymałe materiały techniczne (ok. 80-90% wytrzymałości poliamidu PA12 z wtrysku),
  • certyfikacja biozgodności i przydatności do kontaktu z żywnością dla materiału PA2200,
  • relatywnie niskie koszt materiału i eksploatacji w stosunku do innych technologii druku 3D,
  • rewelacyjna swoboda projektowania z powodu braku konieczności stosowania struktur podporowych,
  • łatwe oczyszczanie detali z niespieczonego proszku,
  • możliwość ponownego użycia niespieczonego proszku,
  • wysoka prędkość pracy przy budowie dużej ilości detali w porównaniu do innych technologii druku 3D,
  • szybki zwrot z inwestycji,
  • wysoka trwałość maszyn,
  • sprawdzona i uznane rozwiązanie rozwijane od ponad 25 lat na rynku komercyjnym,
  • klasa dokładności wymiarowej DIN EN ISO 286-1 klasa 12-13 w zależności od wielkości detalu (w praktyce od +/-0,15 dla detali do 100 mm do +/-0,3 dla detali większych w zależności od rodzaju geometrii i ułożenia w komorze roboczej). Przy produkcji seryjnej jednego detalu można zoptymalizować proces i uzyskać dokładności lepsze niż +/-0,1 mm.

Obecnie najpopularniejszymi materiałami stosowanymi w technologii SLS są poliamidy (głównie PA12 i PA11) a także polistyren oraz mieszaniny poliamidów z wypełniaczami (mączką szklaną, proszkiem aluminiowym, krótkimi włóknami węglowymi i inne). Ciekawą nowością dla tej technologii jest wprowadzenie przez firmę EOS w 2011 materiału PEEK HP3 (maszyna EOS P800) należącego do grona wysokotemperaturowych tworzyw sztucznych z rodziny poli-arylo-etero-ketonów. Materiał ten charakteryzuje się punktem topnienia przy 384oC i może pracować w temperaturach nawet do 280oC. Charakteryzuje się również wysoką wytrzymałością mechaniczną i odpornością chemiczną oraz ma potencjał do uzyskania certyfikowanej biozgodności. Cały czas jednak najczęściej stosowanym materiałem jest PA2200 (PA12).

Jak działają maszyny SLS?

Zasada działania drukarek 3D SLS przypomina trochę technologię SLA z tą różnicą, że zamiast materiału ciekłego na stół roboczy nakładane są warstwy sproszkowanego polimeru. Następnie jest on selektywnie przetapiany przez skupioną wiązkę lasera pracującego w paśmie długiej podczerwieni (zazwyczaj laser CO2).

Promień lasera jest wstępnie powiększany zanim trafi na 2 zwierciadła skanera galwanometrycznego (aby jego skupiona energia nie uszkodziła zwierciadeł). Po odbiciu od zwierciadeł promień przechodzi przez soczewkę pola płaskiego typu F-theta i jest skupiany na powierzchni proszku gdzie poprzez ruch zwierciadeł następuje selektywne przetapianie ścieżek konturowych i wypełniających aż do przetopienia kształtu danej warstwy. Następnie stół roboczy obniża się i ramię zaopatrzone w wałek lub ostrze nanosi kolejną warstwę proszku. Cały proces odbywa się w atmosferze azotu aby nie doprowadzić do spalenia materiału.

SLS-zasada-dzialania

Rysunek przedstawia zasadę działania technologii SLS począwszy od danych CAD 3D a skończywszy na gotowym detalu.

Technologia SLS ma wielki potencjał produkcyjny ale należy do jednej z trudniejszych metod wytwarzania przyrostowego. Przyczyną tego jest sam proces, który odbywa się w wysokich temperaturach bliskich punktowi topnienia materiału aby minimalizować skurcz budowanych detali (przykładowo dla PA2200 jest to ok. 170oC). W związku z tym, bardzo istotne jest posiadanie bazowej wiedzy technologicznej dla wszystkich firm, które chcą wejść w produkcyjny druk 3D części finalnych metodą SLS.

BIBUS MENOS jest pierwszą firmą w Polsce, która w 2008r. zainwestowała w system SLS. Doświadczenie zebrane przez te wszystkie lata jest oferowane naszym klientom razem z zakupionym systemami firmy EOS w postaci ciągłego wsparcia technicznego i aplikacyjnego.

Dlaczego maszyny SLS firmy EOS?

Firma EOS Gmbh jest obecnie światowym liderem w przemysłowych systemach SLS do krótkoseryjnej produkcji elementów dla lotnictwa, motoryzacji i w medycynie. Ponad 60% użytkowników maszyn EOS posiada więcej niż jedno urządzenie a są i tacy, którzy zainwestowali w parki maszyn powyżej 10 systemów potwierdzając tym samym niezawodność, jakość i szybki zwrot z inwestycji. EOS rozwija technologię SLS od początku lat 90tych i cały czas dyktuje tempo rozwoju tej technologii przy zachowaniu bezkompromisowej jakości oraz obsługi klienta gwarantując kompleksowe podejście do rozwiązań produkcyjnych wraz ze wsparciem aplikacyjnym, materiałowym i technologicznym.

Wirnik-wysokoobrotowej-wirówkilaboratoryjnej-1Wirnik-wysokoobrotowej-wirówki-laboratoryjnej-2

Wirnik wysokoobrotowej wirówki laboratoryjnej zbudowany w technologii SLS z materiału PA2200.

Prototypowy-zbiornik-paliwa-wykonany-z-materiału-PA2200

Prototypowy zbiornik paliwa wykonany z materiału PA2200 który jest odporny na działanie benzyny.

Specjalny-uchwyt-do-systemu-transportowego-proszku-IPCM

Specjalny uchwyt do systemu transportowego proszku IPCM firmy EOS produkowany w ilościach setek sztuk jako detal finalny.