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DMLS (Direct Metal Laser Sintering) et SLM (Selective Laser Melting) sont deuxtechnologies importantes dans l’impression 3D. Bien que les deux soient basés sur l’interaction entreLaser et poudre métalliquePour obtenir la structure tridimensionnelle d’un objet, leurs processus de base sont très différents. Ces différences affectent non seulement la mise en œuvre réelle du processus d’impression, mais déterminent également les performances et les scénarios d’application du produit final. Par conséquent, une exploration approfondie des principales différences entre l’impression numérique d’élévation et l’impressionImpression 3D SLMest important pour comprendre la nature des deux technologies et leurs applications potentielles dans différents domaines.
Qu’est-ce que le DMLS ?
DMLS (frittage laser de métal dirigé)est l’une des techniques d’impression 3D basées sur la fusion du lit de poudre. Des faisceaux laser à haute énergie ont été utilisés pour balayer avec précision et fondre partiellement la couche de poudre métallique, en utilisant la poudre non fondue comme structure de support, en se superposant les unes sur les autres pour former des pièces solides tridimensionnelles. La technique ne nécessite pas de fusion complète des matériaux et convient aux métaux à point de fusion élevé tels que les alliages de titane et les alliages de cobalt et de chrome. Il utilise la liaison métallurgique des particules pour réaliser une densification, qui peut répondre à laPièces de haute précision et à haute résistance dans des domaines à forte valeur ajoutée.
Qu’est-ce que la GDT ?
SLM (Fusion sélective par laser)Il s’agit d’une technique de fabrication additive dans laquelle les particules de poudre métallique sont complètement fondues par des faisceaux laser à haute énergie pour former des pièces solides tridimensionnelles liées métallurgiques basées sur la fusion des couches de métallurgie des poudres. Ses caractéristiques de processus comprennent le balayage des fusions couche par couche, sans avoir besoin de structures de support (car la poudre non fondue peut supporter une géométrie complexe), et convient à une variété de métaux et de composites tels quealliages d’aluminium, alliages de titane et alliages de cobalt-chrome. La technologie SLM permet d’obtenir une densité élevée (près des valeurs théoriques), d’excellentes propriétés mécaniques et la fabrication de pièces en microstructure grâce à un contrôle précis de la puissance laser, de la vitesse de balayage et de la température du lit de poudre. Largement utilisé dans les dispositifs médicaux de précision, les composants aérospatiaux, les outils haute performance et d’autres domaines.
Quels sont les avantages d’utiliser le SLM pour l’impression 3D ?
Technologie d’impression 3D SLM, avec ses caractéristiques de processus uniques, présente de grands avantages dans un certain nombre de domaines :
1. La densité est élevée et les performances sont bonnes :Le laser fait fondre complètement la poudre métallique pour former une couche de liaison métallurgique d’une densité proche du maximum théorique (>99,5 %). La solidité, la résistance à la fatigue et la résistance à la corrosion de cette pièce sont meilleures que celles de l’usinage traditionnel ouTechnologie DMLS.
2. Fabrication gratuite de structures géométriques complexes :Le support de structures complexes difficiles à réaliser avec les techniques de coupe traditionnelles, telles que les grilles évidées et les surfaces irrégulières, ne nécessite aucun matériau de support supplémentaire et réduit les étapes de retraitement.
3. Prototypage rapide et production en petits lots :Aucun moule n’est nécessaire de la conception au produit fini, ce qui raccourcit le cycle de développement. C’est particulièrement vrai pourProduction en petits lotsd’implants médicaux sur mesure, tels que des articulations artificielles, ou des outils haut de gamme.
Quelle est la principale différence entre l’impression 3D DMLS et SLM ?
1. Les différences essentielles dans les principes de processus
DMLS (frittage laser de métal dirigé) :
- Fusion partielle : La surface deLes particules de poudre métallique sont frittées de manière sélectiveavec un faisceau laser pour former une liaison métallurgique entre les particules, la poudre partiellement fondue servant de structure de support.
- Traitement à basse température : La température de traitement est inférieure au point de fusion du matériau et la densification est obtenue par diffusion interparticulaire (un traitement thermique ultérieur ou un frittage secondaire est nécessaire).
SLM (Selective Laser Melting) :
- Fusion complète : Le faisceau laser fusionne complètement les particules de poudre, formant un bain de fusion liquide qui se solidifie couche par couche en une structure dense liée métallurgique.
- Procédé à haute température : Il est nécessaire de contrôler avec précision la température du bassin de fusion pour éviter la déformation ou la fissuration causée par le stress thermique.
2.Différences fondamentales dans l’applicabilité des matériaux
| Catégorie de matériau | DMLS | SLM |
| Métal à point de fusion élevé | Alliage de titane (Ti-6Al-4V), alliage de chrome cobalt (CoCrMo), acier inoxydable (316L, 304), etc. | Alliage de titane (nécessitant une protection stricte contre les gaz inertes), alliage d’aluminium (AlSi10Mg, Al6061), alliage de magnésium (AZ31B), etc. |
| Activité matérielle | Métaux très actifs (tels que le titane, le cobalt, le chrome), le frittage à basse température réduit le risque d’oxydation. | Les métaux de faible activité sont plus faciles à contrôler, tandis que les métaux de haute activité nécessitent une protection supplémentaire contre les gaz inertes. |
| Métaux à point de fusion moyen et bas | Peu utilisé (en raison de la porosité causée par la fusion partielle). | Alliage d’aluminium, laiton, acier moulé (H13). |
| Matériaux composites | Supporte les composites à matrice métallique renforcée de fibres de carbone (le processus de frittage doit être optimisé). | Une fusion rare et complète peut endommager les fibres. |
3. Principales différences dans les performances des composants
| Indicateurs de performance | DMLS | SLM |
| Réduction de la densité | 95 % -98 % (post-traitement requis). | >99,9 % (proche de la valeur théorique). |
| Traction | 10 % -15 % inférieur au forgeage traditionnel. | Équivalent ou supérieur au forgeage traditionnel. |
| Microstructure | Une porosité élevée peut entraîner des défauts de fusion incomplets. | Grains uniformes et fins, sans pores. |
| Sensibilité aux contraintes thermiques | Baisser | Plus élevé (les pièces de grande taille sont sujettes à la déformation) |
Quels sont les domaines d’application de l’impression 3D DMLS et SLM ?
Application de la technologie DMLS
La technologie DMLS utilise des faisceaux laser à haute énergie pour fritter des poudres métalliques couche par couche afin de construire des éléments solides métalliques de forme complexe et de haute précision. Ses principaux domaines d’application sont les suivants :
1.Aérospatial:Utilisé pour fabriquer des composants clés tels que des pièces de moteur et des composants structurels légers. Ces composants nécessitent résistance, précision et légèreté, et la technologie DMLS peut répondre à ces exigences strictes.
2. Industrie automobile :pour le prototypage rapide et la production de composants personnalisés. Cela aide les constructeurs automobiles à raccourcir les cycles de développement de leurs produits, à réduire les coûts de fabrication et à réagir rapidement aux changements du marché.
3.Domaine médical :ouvre la possibilité de réaliser des dispositifs médicaux et des implants personnalisés. Par exemple, les implants orthopédiques et dentaires peuvent être personnalisés pour répondre aux besoins personnalisés des patients.
Application de la technologie SLM
SLM utilise des faisceaux laser à haute énergie pour faire fondre la poudre métallique couche par couche et la solidifier en composants tridimensionnels. Avec sa haute précision, sa structure complexe et son adaptabilité des matériaux, il est largement utilisé dans de multiples domaines haut de gamme :
1. Aérospatiale :La technologie SLM est utilisée pour fabriquer des composants complexes et de haute précision tels que des pièces de moteur, des aubes de turbine, etc., qui nécessitent une légèreté, une résistance élevée et une résistance aux hautes températures.
2.Industrie automobile :La technologie SLM peut être utilisée pour fabriquer des composants de véhicules légers tels que des composants de moteur complexes, des radiateurs et des systèmes d’échappement, ce qui peut contribuer à améliorer les performances automobiles et l’efficacité énergétique.
3.Électronique grand public :La technologie SLM peut être utilisée pour fabriquer des composants métalliques complexes et fragiles tels que des cadres de téléphone, des dissipateurs thermiques et des connecteurs.
Quels sont les facteurs qui affectent le coût de l’impression 3D DMLS et SLM ?
1. Coûts des matériaux
| Facteurs | DMLS | SLM |
| Prix de la poudre | Les poudres métalliques à point de fusion élevé (alliages de titane, alliages de cobalt et de chrome) sont relativement chères, avec un taux de récupération de poudre d’environ 60 % à 70 %. | Les poudres métalliques à point de fusion faible à moyen (alliages d’aluminium, acier inoxydable) ont des prix plus bas et un taux de récupération de la poudre d’environ 80 % à 90 %. |
| Taux d’utilisation des matériaux | Faible (la poudre non fondue peut être réutilisée mais doit être tamisée). | Plus élevé (poudre entièrement recyclable après fusion). |
| Demande de matériaux alternatifs | Une poudre spéciale à haute activité est nécessaire (comme l’alliage de titane médical). | SoutienImpression mixtede plusieurs matériaux (tels que l’alliage d’aluminium et de silicium + cuivre). |
2. Coût du processus et du cycle de production
| Facteurs | DMLS | SLM |
| Vitesse d’impression | Lent (vitesse de balayage 50-500 mm/s). | Plus rapide (vitesse de balayage 50-1000 mm/s). |
| Influence de l’épaisseur de la couche | Couche épaisse (20-100 μ m) : Faible efficacité de production, mais réduit le post-traitement. | Couche mince (10-50 μ m) : Haute précision mais cycle de production long. |
| Contrôle du stress thermique | Faible contrainte thermique, faible risque de déformation pour les pièces de grandes dimensions. | Stress thermique élevé, nécessitant un préchauffage ou une impression étape par étape pour contrôler la déformation. |
| Difficulté à optimiser les processus | Réglage flexible des paramètres (tels que la puissance laser, la stratégie de balayage). | Haute sensibilité des paramètres (nécessite une correspondance précise de la puissance et de la vitesse de balayage). |
3.Post coûts de traitement et d’analyse
| Facteurs | DMLS | SLM |
| Demande de densification | Moût (pressage à chaud, frittage/HIP, augmentation des coûts de 20 % à 30 %). | Aucune densification supplémentaire n’est nécessaire (ce qui donne une densité >99,9 %). |
| Traitement de surface | Sablage/polissage pour éliminer les résidus de poudre non fondue. | La rugosité de surface est déjà faible et ne nécessite qu’un léger polissage. |
| Réparation de défauts | Détection par rayons X/CT des pores ou des défauts de fusion incomplets, avec des coûts de réparation élevés. | Les fissures à chaud ou les défauts de soudage à froid nécessitent une refonte locale ouusinage. |
| Taux de rebut | Élevé (peut entraîner des rebuts en raison de problèmes de porosité). | Faible (haute densité, taux de rebut <5 %). |
- Avantages en termes de coûts DMLS : Convient pour la production rapide de petits lots, à haute valeur ajoutée, de structure creuse complexe.
- Avantages en termes de coûts de la GDT : PourSolutions de production de masse à moyenne et grande échelle, composants intensifs haute performance.
- Suggestion de décision : Sur la base de la prise en compte globale du numéro de lot des pièces, du type de matériau et des exigences de performance, la priorité devrait être donnée à la réduction des coûts par l’optimisation des processus et la substitution de matériaux.
Quels sont les défis rencontrés dans l’impression 3D DMLS et SLM ?
1. Les coûts des matériaux sont élevés :Poudres métalliques spécialisées, telles queAlliages de titane et alliages de nickel, sont coûteux et les taux de récupération de la poudre DMLS d’environ 60 % à 70 % et SLM jusqu’à 80 à 90 %. Cependant, après des cycles répétés, les propriétés de la poudre diminuent (par exemple, mobilité réduite et augmentation des impuretés).
2.Contrôle de la rugosité de surface : L’impression couche par couche des marches et des échelles permet d’obtenir une rugosité de surface (Ra 1-5 μ m) nécessitant un polissage ou un sablage supplémentaire.
3. Seuil technique élevé :L’optimisation des processus dépend de l’expérience, et des paramètres tels que la puissance laser, la vitesse de balayage et l’épaisseur de la couche doivent être adaptés avec précision aux caractéristiques du matériau.
4.Sécurité environnementale : La poudre métallique est inflammable et explosive et nécessite des mesures strictes de prévention des explosions et de traitement des gaz d’échappement.
Quelles solutions LS a-t-il pour les problèmes qui se posent ?
1. Innovation matérielle :Fournit des poudres métal/résine haute performance (par exemple, alliage de titane, PA12) pour optimiser la compatibilité des matériaux.
2. Optimisation intelligente du processus :Utilisation d’outils d’IA pour optimiser les paramètres d’impression, détecter les états du bassin de fusion à l’aide de capteurs et de caméras, ajuster dynamiquement la puissance du laser ou la trajectoire de balayage.
3.Centré sur le client : Accumulez les paramètres des réussites passées pour que les entreprises puissent les appeler rapidement. Tout problème survenant après la livraison peut être résolu à distance.
4. Environnement et développement durable :Recyclage efficace de la poudre non fondue pour réduire les déchets et les coûts.
Résumé
La principale différence entre DMLS et SLM réside dans le principe du processus et la compatibilité des matériaux. DMLS réalise une structure creuse complexe qui repose sur de la poudre métallique partiellement fondue et est soutenue par un support de poudre non fondue. Il nécessite un traitement de densification ultérieur pour le rendre adapté à la fabrication légère de métaux à points de fusion élevés et hautement réactifs, tels que les alliages de titane. Le SLM fait fondre complètement la poudre pour former une couche de liaison métallurgique à haute densité qui ne nécessite pas de densification supplémentaire, ce qui le rend plus adapté pourProduction de pièces de haute précision et de haute performancedes métaux à fusion moyenne tels que les alliages d’aluminium et l’acier inoxydable. Le premier excelle dans les structures complexes à faible coût, tandis que les points forts du second sont la densité et la masse de surface ultra-élevées.
Démenti
Le contenu de cette page est fourni à titre indicatif seulement.LSne fait aucune déclaration ou garantie expresse ou implicite quant à l’exactitude, l’exhaustivité ou la validité des informations. Aucun paramètre de performance, tolérance géométrique, caractéristique de conception spécifique, qualité des matériaux, type ou fabrication ne doit être déduit de ce qu’un fournisseur ou un fabricant tiers fournira par le biais du réseau Longsheng. C’est la responsabilité de l’acheteurRecherche d’un devis pour des piècesdéterminer les exigences spécifiques applicables à ces pièces.S’il vous plaîtContactez-nouspour en savoir plusInformation.
L’équipe LS
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Foire aux questions
1. Quel procédé doit être sélectionné pour un alliage de cobalt-chrome de qualité médicale ?
Les techniques SLM (fusion sélective par laser) doivent être privilégiées pour les alliages de cobalt et de chrome de qualité médicale. SLM fait fondre complètement la poudre d’alliage de cobalt et de chrome pour former une structure poreuse. Les impressions sont denses et résistantes, évitant le risque de croissance bactérienne et répondant aux exigences élevées de propreté des implants médicaux.
2.Quelle technologie est la plus adaptée à la fabrication de structures creuses complexes ?
Le DMLS (Directed Metal Laser Sintering) est plus adapté aux structures creuses complexes. La poudre non fondue DMLS remplit naturellement les zones creuses, imprime directement des formes géométriques complexes et est réutilisable pour les scénarios légers.
3.Laquelle des deux technologies a une résistance de produit fini plus élevée ?
Alors que le DMLS présente des traces de pores en raison d’une fusion partielle (nécessitant un retraitement), le SLM fait fondre complètement la poudre métallique pour former une couche de liaison métallurgique dense avec une densité proche de la théorie (>99,9 %) et des pièces proches ou même supérieures aux niveaux de forgeage traditionnels. De ce fait, les produits SLM (fusion sélective par laser) sont souvent de haute intensité.
4.Is-il une différence significative de prix des équipements entre les deux technologies ?
Les prix des équipements pour les technologies DMLS et SLM varient considérablement. En général, les prix des équipements de la technologie SLM sont relativement élevés en raison de leur précision, de leur densité et de leurs exigences d’applicabilité des matériaux. Les appareils DMLS peuvent être un peu moins techniques et complexes que le SLM à certains égards, il y a donc généralement une différence de prix.
Ressources
Applications de l’impression 3D
Analyse DFM basée sur des règles pour le frittage laser direct de métal
