العربية 
في سياق التقدم السريع الحالي للتكنولوجيا المتقدمة ،تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعادأصبحت قضية تركيز في الإنتاج الصناعي والبحث العلمي والحياة اليومية للناس بطرق الإنتاج الفريدة وإمكانات التطبيق الواسعة. من بين العديد من تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد ، برز التلبيد الانتقائي بالليزر (المعروف أيضا باسم SLS) كتقنية رئيسية لتعزيز الابتكار والتحول في الصناعة التحويلية نظرا لكفاءتها العالية ومرونتها وتنوعها المادي.
الغرض من هذه المقالة هو إجراء دراسة متعمقة للمفاهيم الأساسية وعمليات التصنيع واختيار المواد وتطبيقات تقنية التلبيد بالليزر الانتقائيةفي مختلف المجالات ، على أمل أن تجلب للقراء فهما شاملا ومتعمقا. من خلال قراءة هذا المقال ، يمكن للقراء اكتساب فهم أعمق للمكانة الأساسية التي تحتلها تقنية SLS في التصنيع المعاصر والقيمة التي تجلبها ، بالإضافة إلى كيفية مساعدة الصناعة التحويلية على التحرك نحو اتجاه أكثر كفاءة وصديقة للبيئة وأكثر تخصيصا.
ما هو التلبيد الانتقائي بالليزر؟
تقنية التلبيد الانتقائي بالليزر (SLS) هي طريقة طباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام مواد المسحوقيستخدم طاقة الليزر لإذابة طبقات المواد ودمجها لتشكيل الجزء النهائي ثلاثي الأبعاد. خلال هذه العملية ، يقوم الليزر بمسح طبقة المسحوق بدقة باتباع كل نمط مقطعي للتصميم ثلاثي الأبعاد. بعد اكتمال كل طبقة ، ستنخفض منصة البناء إلى ارتفاع معين ثم تستمر في الطباعة على الطبقة الجديدة. تتكرر هذه الخطوة حتى يتم بناء جميع الطبقات ، مما ينتج عنه جزء كامل.
بسبب مزاياها الفريدة ،تقنية SLSأصبح الخيار الأول لمجموعة متنوعة من التطبيقات الوظيفية ، مثل تصنيع الوصلات المفاجئة والمفصلات الحية والمفاصل الميكانيكية الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مجموعتها الواسعة من خيارات المواد وحجم المنصة الكبير تجعل SLS خيارا مثاليا للإنتاج المباشر للمنتجات ذات القوة العالية ومتطلبات مقاومة الحرارة.
كيف تعمل عملية التلبيد الانتقائي بالليزر؟
العملية التلبيد بالليزر الانتقائيةيمثل طريقة طباعة ثلاثية الأبعاد متطورة ، وتعتمد آلية عملها الأساسية بشكل أساسي على التلبيد بالليزر والتكديس متعدد الطبقات لمواد المسحوق. التالي هو عملية التشغيل التفصيلية لهذه العملية:
1. تطبيق المسحوق:
على طاولة العملياتطابعة ثلاثية الأبعاد، يجب أولا وضع طبقة من مادة البودرة المتجانسة والمدمجة. قد تشمل مواد المسحوق هذه البلاستيك والمعادن والسيراميك وما إلى ذلك. يعتمد الاختيار المحدد على خصائص العناصر المطبوعة واحتياجات التطبيق الفعلي.
2. عملية التسخين:
تسخين مادة مسحوق إلى درجة حرارة أقل بقليل من مستوى معين من نقطة التلبيد. تساعد هذه الخطوة على ضمان عملية تلبيد موحدة لمادة المسحوقكما يحسن كفاءة الطباعة.
3. تتم عملية التلبيد باستخدام الليزر:
يوجه نظام التحكم شعاع الليزر للمسح الضوئي فوق الطبقة المسحوقية وفقا لشكل المقطع العرضي للطبقة. نظرا للطاقة العالية لشعاع الليزر ، ترتفع درجة حرارة المسحوق بسرعة إلى نقطة الانصهار ، حيث يخضع لعملية تلبيد ويتم ربطه بالجزء المشكل بالفعل أدناه. الرابط الرئيسي فيعملية SLSهي هذه الخطوة ، التي تبني بنجاح كل بنية هرمية للكائن من خلال عملية المسح الدقيق والتلبيد لليزر.
4. التراص في طبقات:
بعد الانتهاء منعملية التلبيدمن الطبقة الأولى ، يتم تقليل سمك طاولة العمل بطبقة واحدة ، والتي عادة ما تكون متوافقة مع سمك طبقة المسحوق. بعد ذلك ، تتم إضافة طبقة جديدة من المسحوق إلى لفة المسحوق ويتم تلبيد القسم الجديد. تتكرر هذه العملية حتى تتم طباعة الكائن بأكمله في النهاية.
5. المعالجة اللاحقة:
بعد اكتمال الطباعة ، يلزم وجود سلسلة من أعمال ما بعد المعالجة. يتضمن ذلك إزالة المسحوق الزائد ، وهياكل الدعم (إذا تم استخدام هياكل الدعم) ، وخطوات تحضير السطح المحتملة مثلالصنفرة والتلميع. تساعد مهام ما بعد المعالجة هذه على تحسين جودة سطح الكائنات المطبوعة ودقتها.
ما هي المزايا الرئيسية للتلبيد الانتقائي بالليزر؟
تتميز تقنية التلبيد بالليزر الانتقائية بالعديد من المزايا الأساسية ،مما يجعله الحل المفضل في عملية التصنيع.
1. قادرة على طباعة عدد كبير من الأجزاء بسرعة
يمكن طباعة عدد كبير من الأجزاء في وقت قصير. هذا أمر مهمالاستفادة من تقنية التلبيد بالليزر الانتقائية. تسمح تقنية SLS للعملاء بتكديس النماذج بشكل مضغوط داخل المساحة التي يبنونها ، وهو تأثير لا يمكن للتقنيات ثلاثية الأبعاد الأخرى تحقيقه. يمكن حتى القيام بذلك تلقائيا باستخدام وظيفة التعشيش ، مما يقلل بشكل كبير من الوقت اللازم للطباعة.
2. الأجزاء مرنة للغاية ودقيقة
يمكن لتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد هذه أن تفعل أشياء لا تستطيع معظم عمليات التصنيع التقليدية القيام بها ، وهو ما يقول الكثير. هذا بسبب دقة الليزر. يمكن ل SLS إنتاج أجزاء بدقة عالية ومرونة كاملة في الشكل دون الحاجة إلى هياكل الدعم. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب أشكال هندسية معقدة بشكل خاص أو أشكالا دقيقة ، تعد طباعة SLS خيارا ممتازا وتستحق الاستثمار.
3. جودة المواد ممتازة
إذا كنت تبحث عن تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد لا يمكن استخدامها فقط للنماذج الأولية ولكن أيضا تلبية المتطلبات الأعلى ، فإن SLS هو بلا شك الخيار الأمثل. تظهر مطبوعاتها صفات مادية يصعب مطابقتها مع التقنيات ثلاثية الأبعاد الأخرى. تفضل مادة PA12 ، على وجه الخصوص ، لقوتها الميكانيكية الممتازة ومقاومتها للصدمات.
4. مثالية للتصميم الوظيفي
تعد تقنية التلبيد بالليزر الانتقائية مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي يعتمد فيها التصميم بشكل كبير على وظائف محددة ، مثل آليات المرونة. في عملية SLS ،منتجات 3Dيتم تشكيلها مباشرة في سرير الطاقة دون الحاجة إلى هياكل داعمة ، مما يسمح بتقديم ميزات معقدة مثل الأجزاء المتحركة الداخلية والهياكل المتدلية بطريقة يصعب تحقيقها مع الإنتاج التقليدي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن طباعة أجزاء متعددة كوحدة مجمعة متكاملة.
5. مرونة واسعة النطاق في اختيار المواد
توفر تقنية SLS مجموعة غنية للغاية من خيارات المواد، ويستمر هذا النطاق في التوسع. سواء كنت تبحث عن مواد قوية ومتينة أو تفضل مواد ناعمة ومرنة ، يمكن لطباعة SLS تلبية الاحتياجات بسهولة. تمنح هذه الميزة SLS مرونة كبيرة في اختيار المواد. ما تجدر الإشارة بشكل خاص إلى أنه بفضل التصميم الفريد ، لا داعي للقلق بشأن إزعاج تنظيف الطابعة عند تغيير مواد المسحوق المختلفة.
6. جودة جزء ممتازة وعرض التفاصيل
من حيث دقة الأبعاد ، تظهر أجزاء التلبيد بالليزر الانتقائية قدرة تنافسية قوية ويمكن تسميتها بأنها رائدة في تكنولوجيا النماذج الأولية السريعة.تتيح تقنية SLS سهولة تصنيع العناصر الدقيقةمثل الجدران العمودية الرقيقة ، مما يدل على مستوى عال للغاية من الجودة في المنتجات. بشكل أساسي ، تتيح تقنية SLS إنشاء أشكال خفيفة الوزن وفعالة.
7. مزايا عدم الحاجة إلى هياكل الدعم
من المزايا المهمة للتلبيد الانتقائي بالليزر مقارنة بالعديد من تقنيات التصنيع المضافة الأخرى ، مثل الطباعة الحجرية المجسمة ، أنه لا يتطلب هياكل دعم. أثناء عملية الطباعة ، يعمل المسحوق نفسه كعنصر دعم ذاتي. نظرا لأن المسحوق يغطي منطقة الطباعة بأكملها بالتساوي ، فإن الجزء المطبوع هو الدعم الذاتي بشكل أساسي ، مما يقلل بشكل كبير من الحاجة إلى خطوات ما بعد المعالجة للدعم كثيف العمالة والموارد.
ما هي حدود SLS؟
على الرغم من أن التلبيد الانتقائي بالليزر (SLS) هو أحد أكثر الطرق فعالية في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد ، إلا أنه يأتي أيضا مع بعض القيود وأوجه القصور المتأصلة.
1. انكماش الأبعاد أثناء التبريد
تخصصعيب تقنية SLSهو الانكماش البعدي المحتمل الناجم عن مرحلة التبريد بعد اكتمال الإنتاج. على الرغم من أن سرير الطباعة يتم تسخينه مسبقا للتخلص من الاختلافات في درجات الحرارة وتقليل الانكماش ، إلا أنه بمجرد أن يبرد المنتج ، قد تتغير أبعاده بشكل كبير بسبب التمدد الحراري والانكماش.
2. مشكلة خشونة السطح
تميل أجزاء SLS إلى أن يكون لها أسطح أقل من الأسطح الملساءبسبب جزيئات المسحوق المستخدمة في عملية التصنيع. قد لا تندمج هذه المساحيق بالكامل أثناء عملية الذوبان ، مما يتسبب في ظهور سطح الجزء مساميا ، مما يؤثر على مظهره وملمسه.
3. عملية ما بعد التنظيف المعقدة
تحد آخر معتقنية SLS هي التعقيدمن إجراءات التنظيف اللاحقة. تتطلب هذه العملية فصل الأجزاء المطبوعة عن كتل المعدن أو مسحوق البوليمر (أي التفريغ) واستخدام الهواء المضغوط لتنظيف المنتج النهائي. يمكن أن تكون هذه الخطوة مملة للغاية.
مخاطر سلامة مواد المسحوق
قد تشكل المساحيق الدقيقة المستخدمة في تقنية SLS ، وخاصة مساحيق المعادن ، تهديدا محتملا لصحة الجهاز التنفسي للإنسان. لا يمكن أن تسبب بعض المساحيق مشاكل في الجهاز التنفسي فحسب ، بل يمكن أن تكون متفجرة أيضا ، لذلك يجب اتخاذ تدابير السلامة الصارمة ومعدات الحماية.
4. قيود التصميم واختيار المواد
للمستخدمين الذين اعتادوا على نمذجة الترسيب المنصهر (FDM) ،قد يواجه تصميم أجزاء SLS منحنى تعليمي معينلأن هناك اختلافات كبيرة في فلسفات التصميم للتقنيتين. بالإضافة إلى ذلك ، فإن خيارات المواد المتاحة في إنتاج SLS محدودة نسبيا ، مما يعني أنها قد لا تكون مناسبة لجميع أنواع تطبيقات الطباعة ثلاثية الأبعاد.
ما هي تطبيقات التلبيد الانتقائي بالليزر؟
التلبيد بالليزر الانتقائي (SLS) ، كتقنية طباعة ثلاثية الأبعاد متقدمة ، لديه مجموعة واسعة من التطبيقات. فيما يلي ملخص مفصل لمجالات التطبيق الرئيسية لتقنية SLS:
1. صناعة الطيران
أثبتت تقنية التلبيد بالليزر الانتقائي (SLS) قيمة تطبيقها الفريدة في مجال الطيران. اعتمدت الصناعة تقنية SLS بهدف تقليل أوقات دورات التصنيع. يستخدم المهندسون تقنية التصنيع المضافة لتصنيع الأجزاء ، وهو تغيير لا يقلل التكاليف فحسب ، بل يقلل أيضا من وقت الإنتاج بشكل كبير. كما استفادت التطورات في صناعة الطيران من تطوير مواد جديدة ذات درجة حرارة عالية. لطالما كان التصنيع الإضافي جزءا مهما من تطبيقات الطيران. أظهرت التطورات التكنولوجية الحديثة أن تقنية SLS يمكن أن تزيد من تحسين الكفاءة التشغيلية لسلسلة التوريد الفضائية. في مجال الطيران ، كان لتقنية SLS تأثير عميق من تصميم المنتج وإنتاج الأجزاء إلى التجميع والصيانة. كوسيلة فعالة للنماذج الأولية السريعة ، فإنها توفر للصناعة الوقت والمال الثمين طوال دورة تطوير المنتج.
2. الصناعة الطبية
تعمل الصناعة الطبية تدريجيا على زيادة اعتمادها لتقنية التلبيد الانتقائي بالليزر (SLS). على الرغم من أن تقنية SLS كانت مصممة في الأصل للتصنيع ، إلا أنها أظهرت إمكانات كبيرة وجذبت اهتماما واسعا في المجال الطبي. تعتمد طرق التصنيع التقليدية للأدوات الجراحية والمواد المزروعة بشكل أساسي على الصب أو الآلات. ومع ذلك ، مع تطبيق طابعات SLS ، يمكن للصناعة الطبية إنتاج نماذج وأدوات وأجزاء بسرعة. في مجالات مثل جراحة العظام والهندسة الطبية الحيوية وطب الأسنان وجراحة الأعصاب ، تم استخدام تقنية SLS لإنشاء نماذج هيكلية. تلعب هذه النماذج دورا مهما في التشخيص الطبي وتخطيط العلاج وتصنيع الغرسات. بالإضافة إلى ذلك ، تتم دراسة تقنية SLS بشكل مكثف لإنشاء غرسات ذات خصائص هندسية فريدة ، مثل سقالات إصلاح الأنسجة. مع تقدم التكنولوجيا ، أثبت نموذج SLS فعاليته في مجموعة متنوعة من الإجراءات الجراحية ومن المتوقع أن يفتح المزيد من التطبيقات في المجال الطبي.
3. صناعة السيارات
التطبيق تقنية التلبيد الانتقائي بالليزر (SLS) في صناعة السياراتليس مفاجئا ، لا سيما بالنظر إلى الابتكار التكنولوجي المستمر في هذه الصناعة. لا تستخدم تقنية SLS في تصنيع السيارات ذات الإنتاج الضخم فحسب ، بل تساعد أيضا فرق السباقات على تطوير تصميمات مبتكرة واختبارها بسرعات أعلى. تعد الفورمولا 1 مثالا ممتازا على مؤسسة سباقات ناجحة في الاستفادة من تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد SLS ، مما يتيح إنتاج الأجزاء واختبارها وتحسينها بسرعة لضمان الأداء المتفوق. بالإضافة إلى المكونات الأساسية والمعقدة ، تلعب تقنية SLS دورا رئيسيا في تصميم الهيكل الديناميكي الهوائي للسباق.
4. تطبيقات النماذج الأولية السريعة
بالمقارنة مع عمليات التصنيع المضافة الأخرى ،تنتج تقنية التلبيد بالليزر الانتقائي (SLS) الموادبخصائص مماثلة للأجزاء المشكلة. هذا يعني أنه يمكن استخدام أجزاء SLS للاختبار الوظيفي وعروض التسويق ، مما يؤدي إلى تسريع الوقت اللازم لتسويق المنتجات الجديدة أو المحسنة. نظرا لأن تقنية SLS أصبحت مستخدمة على نطاق واسع في مجتمع اليوم ، فقد تم تقليل تحديات جلب المنتجات إلى سوق أوسع بشكل كبير.
كيف يقارن SLS بتقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد الأخرى؟
عند اختيار تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد ، من المهم فهم الخصائص والمزايا بين التقنيات المختلفة. فيما يلي تحليل مقارن للتلبيد الانتقائي بالليزر (SLS) والعديد من تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد السائدة الأخرى:
| التقنية | SLS | جيش تحرير السودان | FDM | DMLS |
|---|---|---|---|---|
| نوع المادة | مساحيق البوليمر ، مساحيق المعادن (ل DMLS) | راتنج سائل حساس للضوء | خيوط لدن بالحرارة | مساحيق معدنية |
| سطح | المتوسط (يمكن تحسينه من خلال المعالجة اللاحقة) | سلس جدا | عام (مع رقائقي) | عام (معدني، مطلوب معالجة لاحقة) |
| دقة | عال | عال | متوسط | عال |
| المتانه | عالية (بوليمر) ، عالية جدا (DMLS معدنية) | متوسط | متوسط | مرتفع جدا (معدني) |
| سرعة الطباعة | متوسط | بالكاد | بطيء | بطيء (طباعة معدنية معقدة) |
| كلف | متوسط (حسب المادة) | عالية (المعدات والصيانة) | منخفض (المعدات والمواد) | عالية (المعدات والمواد) |
| ما بعد المعالجة | مطلوب (التنظيف ، المعالجة ، إلخ) | مطلوب (المعالجة ، إزالة الدعم) | مطلوب (إزالة الدعم ، الصنفرة) | مطلوب (التنظيف ، إزالة الدعم ، المعالجة الحرارية) |
| التصميم ومرونة المواد | عالية (مجموعة متنوعة من المساحيق المتاحة) | متوسط (مجموعة متنوعة محدودة من الراتنج) | عالية (مجموعة متنوعة من البلاستيك المتاحة) | منخفض (مسحوق معدني فقط) |
| سيناريوهات التطبيق | النماذج الأولية السريعة ، الأجزاء الوظيفية | النماذج الأولية الدقيقة ، العمل الفني | النماذج الأولية ، التعليم ، DIY | التصنيع السريع للمكونات المعدنية والفضاء |
ملخص
التلبيد الانتقائي بالليزر هوتقنية النماذج الأولية السريعةيستخدم أشعة الليزر لتلبيد مواد المسحوق بشكل انتقائي لبناء مواد صلبة ثلاثية الأبعاد طبقة تلو الأخرى. يعمل التلبيد الانتقائي بالليزر ، كتقنية طباعة ثلاثية الأبعاد فعالة ومرنة ومستخدمة على نطاق واسع ، على تغيير نموذج الإنتاج ومفهوم التصميم للتصنيع التقليدي تدريجيا. مع التقدم المستمر للتكنولوجيا والتوسع في مجالات التطبيق ، لدينا سبب للاعتقاد بأن تقنية SLS ستلعب دورا أكثر أهمية في تطوير الصناعة التحويلية في المستقبل.
اخلاء المسؤوليه
المحتوى الموجود في هذه الصفحة هو للإشارة فقط.هللا يقدم أي إقرار أو ضمان صريح أو ضمني فيما يتعلق بدقة المعلومات أو اكتمالها أو صحتها. لا ينبغي الاستدلال على معلمات الأداء أو التفاوتات الهندسية أو ميزات التصميم المحددة أو جودة المواد ونوعها أو الصنعة فيما يتعلق بما سيقدمه مورد أو مصنع تابع لجهة خارجية من خلال شبكة Longsheng. إنها مسؤولية المشتريالبحث عن عرض أسعار لقطع الغيارلتحديد المتطلبات المحددة لتلك الأجزاء.رجاءًاتصل بناللمزيدإنفالترشيح.
فريق LS
LS هي شركة رائدة في الصناعةمتخصصون في حلول التصنيع المخصصة. مع أكثر من 20 عاما من الخبرة في خدمة أكثر من 5,000 عميل ، نركز على الدقة العاليةالتصنيع باستخدام الحاسب الآلي,تصنيع الصفائح المعدنية,الطباعة ثلاثية الأبعاد,حقن صب,ختم المعادن ،وغيرها من خدمات التصنيع الشاملة.
تم تجهيز مصنعنا بأكثر من 100 مركز تصنيع متقدم من 5 محاور وهو حاصل على شهادة ISO 9001: 2015. نحن نقدم حلول تصنيع سريعة وفعالة وعالية الجودة للعملاء في أكثر من 150 دولة حول العالم. سواء كان ذلك إنتاجا منخفض الحجم أو تخصيصا على نطاق واسع ، يمكننا تلبية احتياجاتك من خلال التسليم في غضون 24 ساعة. اختيارتقنية LSيعني اختيار الكفاءة والجودة والاحتراف.
لمعرفة المزيد، يرجى زيارة موقعنا على الإنترنت:www.lsrpf.com
الأسئلة الشائعة
1. ما هو التلبيد الانتقائي بالليزر؟
التلبيد الانتقائي بالليزر (SLS باختصار) هو تقنية نماذج أولية سريعة متقدمة تستخدم شعاع الليزر كمصدر للحرارة لتلبيد مواد المسحوق بشكل انتقائي وبناء نموذج صلب ثلاثي الأبعاد أو جزء من خلال تراكم طبقة تلو الأخرى.
2. كيف تعمل تقنية SLS؟
يعتمد مبدأ عمل تقنية SLS على مبدأ التكديس المنفصل. أولا ، يتم تسخين مادة المسحوق مسبقا إلى درجة حرارة أقل بقليل من نقطة انصهارها ، ثم تحت تحكم الكمبيوتر ، يقوم شعاع الليزر باللبيد بشكل انتقائي بناء على معلومات المقطع العرضي ذات الطبقات. بعد اكتمال طبقة واحدة من التلبيد ، يتم خفض طاولة العمل بطبقة واحدة ، وتنتشر طبقة جديدة من المسحوق ، ويتم تلبيد طبقة جديدة من المقطع العرضي. يتكرر هذا حتى يكتمل الهيكل الصلب ثلاثي الأبعاد بالكامل.
3. كم تكلفة تقنية SLS؟
تعتمد التكلفة على عوامل مثل اختيار مادة المسحوق وحجم الجزء وتعقيده واستثمار المعدات وتكاليف التشغيل. بشكل عام ، يمكن أن تكلف تقنية SLS أكثر من بعض تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد الأخرى ، ولكنها أقل من طرق التصنيع التقليدية.
4. ما هي مجالات تطبيق تقنية SLS؟
نظرا لأن تقنية SLS تتمتع بالعديد من المزايا المذكورة أعلاه ، فإن نطاق تطبيقها واسع بشكل متزايد. في الوقت الحاضر ، تم تطبيق تقنية SLS في العديد من الصناعات مثل الطيران والفضاء والآلات والسيارات والإلكترونيات والبناء والفنون الطبية والجميلة ، خاصة في المجالات التي تتطلب نماذج أولية سريعة وإنتاج أجزاء صغيرة وتخصيص شخصي ، مما يدل على إمكانات كبيرة.
مورد
2. دراسة عمليات التلبيد بدرجة حرارة عالية من السيراميك الانتقائي الملبد بالليزر Al2O3 / ZrO2 / TiC
