CC BY
137
ТЕХНОЛОГИЯ СЕЛЕКТИВНОГО ЛАЗЕРНОГО СПЕКАНИЯ
(SLS) Гришин А.В.
Гришин Александр Владимирович - студент, факультет промышленного и гражданского строительства, Инженерно-строительный институт Сибирский федеральный университет, г. Красноярск
Аннотация: в статье описана технология селективного лазерного спекания (SLS). Перечислены отдельные технологии печати. Приведены преимущества технологии. Ключевые слова: селективное спекание, 3D-принтер, 3D-печать, строительство.
УДК 624
Введение
Немало впечатляющих изобретений и удивительных открытий успела нам преподнести технология 3D печати. Значительную полезность трехмерная печать принесла в разные сферы жизнедеятельности (медицина, космонавтика, машиностроение, архитектура, дизайн, ювелирное производство, оборонная промышленность, строительный бизнес и т.д.).
Поле деятельности по-прежнему значительно большое, и исследователи со всего мира трудятся над проектами, которые внесут ещё большие перемены в этой отрасли. Трехмерную печать считают одним из главных открытий двадцать первого века, на самом деле аддитивные технологии возникли несколько раньше. 3D принтер - печатное оборудование для создания высокоточных макетов и изделий по образцам трехмерных виртуальных моделей. Принцип действия таких аппаратов заключается в послойном «выращивании» заданного объекта из различных рабочих материалов (полимеров, пластикатов, смол, металла, целлюлозы, керамики, металлических наночастиц).
Существуют следующие технологии печати: селективное лазерное плавление SLM (Selective Laser Melting), электронно-лучевая плавка EBM (Electron Beam Melting), нанесение термопластов FDM (Fused Deposition Modeling), распыление термопластов BPM (Ballistic Particle Manufacturing), моделирование при помощи склейки LOM (Laminated Object Modeling), технология многосопельного моделирования MJM (Multi Jet Modeling), селективное лазерное спекание порошков SLS (Selective Laser Sintering). Селективное лазерное спекание (SLS) - важное направление аддитивных технологий. Осуществляется на основе лазерных излучателей высокой мощности. Тонкий слой порошкообразного рабочего материала, находящегося в соответствующей камере, переносится на рабочую платформу равномерным тонким слоем с помощью специального ролика - разравнивателя порошка. Лазерный луч, направление которого меняется подвижным зеркалом, описывает на нанесенном слое порошка текущее сечение модели. Так как лазерный луч является сфокусированным источником тепла, проистекает спекание гранул материала, вследствие которого на том месте, где проходил лазерный луч, создастся твердый полимер. Следовательно, на данном периоде создается очередной слой будущей детали. Подвижная платформа рабочей камеры опускается вниз (как правило, на доли миллиметра) для того, чтобы была возможность нанести следующий слой материала сверх отвердевшего. Одновременно с этим подвижное дно в камере для подачи порошка поднимается вверх. С помощью разравнивателя равномерно наносится следующий слой порошка в рабочей камере сверх предыдущего, под действием лазера новый слой затвердевает и спекается с предыдущим, и т.д. Действия повторяются до тех пор, пока не будет готова вся модель. Следовательно, распечатываемая деталь словно выращивается снизу вверх. Нужды в поддерживающем материале не требуется, так как
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ № 7 (18). 2017 | 18 |
незатвердевший порошок окружает модель и поддерживает все ее части на протяжении всего процесса 3D-печати [1].
Сфера применения SLS технологии обширна: детали силовых установок, авиастроение, машиностроение, космонавтика, оборудования для бизнеса, электрические приборы, дизайн.
В отличие от таких методов аддитивного производства, как Стереолитография (SLA) или моделирования методом послойного наплавления (FDM), SLS не требует построения опорных структур. Навесные части модели поддерживаются неизрасходованным материалом. Такой подход позволяет добиться практически неограниченной геометрической сложности изготовляемых моделей Заключение
Преимущества технологии селективного лазерного спекания: Высокая производительность: SLS-принтеры не нуждаются в полном расплавлении частиц материала, что позволяет им работать гораздо быстрее других порошковых 3D-принтеров. Прекрасные механические свойства готовой продукции: высокая прочность, точность построения, качественные поверхности. Оборудование для SLS-печати оснащается большими камерами построения (до 750 мм), что позволяет изготавливать большие изделия или целые партии небольших объектов за одну печатную сессию [2]. В сравнении с другими методами аддитивного производства, SLS отличается высокой универсальностью в плане выбора расходных материалов. Сюда входят различные полимеры (например, нейлон или полистирол), металлы и сплавы (сталь, титан, драгоценные металлы, кобальтохромовые сплавы и др.), а также композиты и песчаные смеси.
Не требует материала поддержки: процесс практически безотходен, неиспользованный материал может повторно использоваться для печати. Сложные металлические детали, распечатанные по технологии SLS.
Список литературы
1. Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н., Мисюров А.И. // Технологические процессы лазерной обработки: Учеб. Пособие для вузов / Под ред. А.Г. Григорьянца. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 664 с.
2. Слюсар В.И. //Фабрика в каждый дом. Вокруг света. № 1 (2808). Январь, 2008. C. 96-102. © Султанова Ф.Р., Нам И.Э., Мирзахакимов С.Б., 2016 УДК 004.67 В.А.
| 19 | НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ № 7 (18). 2017
