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선택적 레이저 소결(SLS)은 최첨단 3D 프린팅 방법을 나타냅니다층상 소결 분말 재료를 사용하여 3차원 구조를 형성합니다. 이 과정에서 레이저 어블레이션 층이 제거되고 나머지 분말은 금형에 남아 있습니다. 이 기술은 컴퓨터 제어, 레이저 기술 및 분말 야금 과학을 결합하여 복잡한 형상을 가진 3차원 물체를 빠르게 생산할 수 있는 가능성을 실현합니다.

이 기사의 목적은 다음을 탐구하는 것입니다.선택적 레이저 소결 기술의 작동 메커니즘. 파우더 적층부터 레이저 소결까지, 층별 구성부터 최종 제품의 후가공에 이르기까지 모든 단계에는 기술과 지혜의 불꽃이 가득합니다. SLS 기술의 각 핵심 링크를 심층적으로 분석함으로써 이 혁신적인 기술의 내부 논리를 더 깊이 이해할 수 있을 뿐만 아니라 미래 제조에서 그 엄청난 잠재력을 더 잘 실현할 수 있습니다.

선택적 레이저 소결(SLS)은 어떻게 작동합니까?

이SLS 기술의 작동 원리이산 적층 원리를 기반으로 합니다. 먼저 분말 재료를 융점보다 약간 낮은 온도로 예열한 다음 컴퓨터 제어하에 레이저 빔이 층화된 단면 정보를 기반으로 선택적으로 소결합니다. 한 층의 소결이 완료된 후 작업대를 한 층 낮추고 새로운 분말 층을 펴고 새로운 단면 층을 소결합니다. 이것은 전체 3차원 고체 구조가 완성될 때까지 반복됩니다.

선택적 레이저 소결 공정의 핵심 단계는 무엇입니까?

1. 인쇄

이SLS 프린팅 프로세스다음과 같은 다른 적층 제조 공정에 비해 독특합니다.융합 증착 모델링(FDM). 먼저, 원료 분말을 예열하고(레이저에 더 적은 에너지를 필요로함) 빌드 챔버 플랫폼 상단의 얇은 층에 증착됩니다. 그런 다음 레이저는 분말 조각을 스캔하거나 사진을 찍어 모양이 단면 모델과 일치하도록 하여 재료가 진행됨에 따라 소결합니다. 나머지 용융되지 않은 분말은 빌드 챔버가 수평을 낮추고 더 많은 재료가 추가됨에 따라 지지층 역할을 합니다. 이 프로세스는 빌드가 완료될 때까지 반복됩니다.

2. 쿨 다운

그런 다음 인쇄된 부품을 뜨거운 분말 베드에 매달아 놓습니다. 결함을 줄이고 치수 안정성을 개선하려면 빌드 챔버를 균일하게 냉각해야 하며, 이는 총 빌드 시간의 최대 절반을 차지할 수 있습니다. 이 냉각은 점진적이어야 하며 빌드 챔버의 냉각은 기계적 결함을 줄이고 변형을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

3. 후처리

냉각 후 과도한 분말을 제거하고 재활용합니다. 빌드 챔버에서 부품을 재활용하려면 부품을 수동으로 선별하여 과도한 분말을 제거한 다음 압축 공기로 세척하여 최종 가공을 준비해야 합니다. SLS 부품은 독특한 것으로 알려져 있습니다.소결 공정에 의해 생산되는 표면 마감. 우수한 재료 특성과 마감 품질을 달성하기 위해 샌드 블라스팅 및 미디어 텀블링을 사용하여 부품을 후처리하여 표면 마감을 개선할 수 있습니다.

선택적 레이저 소결의 장점과 단점은 무엇입니까?

이선택적 레이저 소결(SLS) 기술의 장점과 단점다음과 같습니다.

선택적 레이저 소결에는 어떤 재료가 사용됩니까?

선택적 레이저 소결(SLS)은 주로 다음과 같은 유형의 재료를 사용합니다.

1. 플라스틱 분말:

• 나일론:PA12, PA11 등을 포함하여 SLS 기술에서 가장 일반적으로 사용되는 재료 중 하나입니다. 나일론은 기계적 성질과 열 안정성이 우수하여 다양한 기능성 부품 및 프로토타입 제조에 적합합니다.
• 열가소성 폴리우레탄(TPU):TPU는 탄성과 내마모성이 우수하여 어느 정도의 유연성과 내구성이 필요한 응용 분야에 적합합니다.
  또한, 이러한폴리스티렌(PS), 폴리카보네이트(PC), ABS,등은 SLS 기술에도 사용되지만 나일론 및 TPU보다 덜 사용됩니다.

2. 금속 분말:

금속 분말은 SLS 기술의 주류 재료는 아니지만 일부 특수 응용 분야에서도 사용됩니다.티타늄과 같은 금속 분말, 알루미늄, 스테인리스강 등은 적절한 공정 조건에서 SLS 기술을 통해 금속 특성을 가진 부품을 제조하는 데 사용할 수 있습니다. 그러나 금속 분말의 SLS 공정은 종종 선택적 레이저 용융(SLM)이라고 하며, 이는 공정의 SLS와 다르다는 점에 유의해야 합니다.

3. 복합 분말 :

복합 분말은 두 개 이상의 재료를 함께 혼합하여 형성된 분말입니다. SLS 기술에서 복합 분말을 사용하여 부품의 강도, 경도 또는 기타 특수 특성을 높일 수 있습니다. 예를 들어, 유리 또는 탄소 섬유를 플라스틱 분말과 혼합하면 강도와 강성이 더 높은 부품을 만들 수 있습니다.

4. 세라믹 분말 :

세라믹 분말은 SLS 기술에도 사용됩니다, 그러나 플라스틱 및 금속 분말보다 덜 일반적으로 사용됩니다. 세라믹 분말은 종종 바인더와 함께 사용되며, 소결 과정에서 세라믹 입자를 녹이고 결합하여 조밀한 세라믹 부품을 형성합니다.

SLS는 다른 3D 프린팅 방법과 어떻게 다릅니까?

1. SLS 대 SLA (광 조형) :

• SLA 기술은 레이저 조사로 액체 수지를 응고시킵니다., 따라서 매우 매끄러운 표면 품질을 생성합니다.
• 대조적으로, SLS 기술은 분말 재료를 사용하고 레이저 소결을 통해 결합합니다. 결과 부품은 일반적으로 더 강한 내부 구조와 더 높은 기계적 강도를 갖지만 표면은 부드러움을 얻기 위해 추가 가공이 필요할 수 있습니다.

2.SLS 대 FDM(융합 증착 모델링):

• FDM 기술은 열가소성 소재를 압출하여 물체를 층별로 제작하는데, 이는 상대적으로 비용 효율적이고 작동 및 유지 관리가 용이합니다.
• 그러나 SLS 기술은 일반적으로 더 높은 정밀도와 레이어 간 더 나은 접착을 제공하여 더 내구성 있고 더 강한 부품을 만듭니다. 또한 SLS는 나일론 및 TPU와 같은 고성능 소재를 포함하여 더 넓은 범위의 분말 소재를 사용합니다.

3.SLS 대 SLM (선택적 레이저 용융) :

• SLM 기술은 금속 인쇄를 위해 특별히 설계되었습니다. 고에너지 레이저 빔을 사용하여 금속 분말을 완전히 녹여 고체로 응고시켜 고정밀 금속 부품 제조에 적합합니다.
• 대조적으로, SLS 기술은 주로 폴리머(플라스틱) 분말의 소결에 중점을 둡니다. 특정 복합 재료 및 세라믹 재료도 처리할 수 있지만 SLM의 장점은 없습니다.금속 인쇄.

선택적 레이저 소결의 응용 분야는 무엇입니까?

선택적 레이저 소결(SLS) 기술은 고유한 장점으로 많은 분야에서 광범위하게 적용되고 있습니다. 다음은 적용 분야에 대한 자세한 설명입니다.

1. 항공 우주 산업

선택적 레이저 소결(SLS) 기술은 항공우주 분야에서 고유한 응용 가치를 입증했습니다. 업계는 제조 주기 시간을 단축하기 위해 SLS 기술을 채택했습니다. 엔지니어는 적층 제조 기술을 사용하여 부품을 제조하며, 이는 비용을 절감할 뿐만 아니라 생산 시간을 크게 단축하는 변화입니다. 항공 우주 산업의 발전은 또한 새로운 고온 재료의 개발로부터 이익을 얻었습니다. 적층 제조는 오랫동안 항공우주 응용 분야에서 중요한 부분이었습니다. 최근의 기술 발전은 SLS 기술이 항공우주 공급망의 운영 효율성을 더욱 향상시킬 수 있음을 보여주었습니다. 항공우주 분야에서 SLS 기술은 제품 설계 및 부품 생산에서 조립 및 유지 보수에 이르기까지 지대한 영향을 미쳤습니다. 신속한 프로토타이핑의 효율적인 수단으로서 제품 개발 주기 전반에 걸쳐 업계의 귀중한 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.

2. 의료 산업

의료 산업은 선택적 레이저 소결(SLS) 기술의 채택을 점차 늘리고 있습니다. SLS 기술은 원래 제조를 위해 설계되었지만 큰 잠재력을 보여주었고 의료 분야에서 광범위한 관심을 끌었습니다. 수술 기구 및 임플란트 등급 재료에 대한 전통적인 제조 방법은 주로 주조 또는 기계 가공에 의존합니다. 그러나 SLS 프린터를 적용하면 의료 산업에서 모델, 도구 및 부품을 신속하게 생산할 수 있습니다. 정형외과, 생물 의학 공학, 치과 및 신경 외과와 같은 분야에서 SLS 기술은 구조 모델을 만드는 데 사용되었습니다. 이러한 모델은 의료 진단, 치료 계획 및 임플란트 제조에서 중요한 역할을 합니다. 또한 조직 복구 스캐폴드와 같은 고유한 기하학적 특성을 가진 임플란트를 만들기 위해 SLS 기술을 집중적으로 연구하고 있습니다. 기술의 발전으로 SLS 모델은 다양한 수술 절차에서 그 효과가 입증되었으며 의료 분야에서 더 많은 응용 분야를 개척할 것으로 예상됩니다.

3. 자동차 산업

이자동차 산업에서의 선택적 레이저 소결(SLS) 기술 적용특히 이 산업의 지속적인 기술 혁신을 고려할 때 놀라운 일이 아닙니다. SLS 기술은 양산차 제조에만 사용되는 것이 아니라 레이싱 팀이 혁신적인 디자인을 개발하고 더 빠른 속도로 테스트할 수 있도록 지원합니다. 포뮬러 1은 SLS 3D 프린팅 기술을 성공적으로 활용하여 부품을 신속하게 생산, 테스트 및 최적화하여 우수한 성능을 보장할 수 있는 레이싱 조직의 훌륭한 예입니다. 핵심 및 복잡한 구성 요소 외에도 SLS 기술은 레이싱 공기역학적 구조 설계에서 중요한 역할을 합니다.

4. 신속한 프로토 타이핑 응용 프로그램

다른 적층 제조 공정과 비교하여,SLS(Selective Laser Sintering) 기술로 재료 생산기계로 가공된 부속과 유사한 재산으로. 즉, SLS 부품을 기능 테스트 및 마케팅 시연에 사용하여 신제품 또는 개선된 제품의 출시 시간을 단축할 수 있습니다. SLS 기술이 현대 사회에서 더 널리 사용됨에 따라 더 넓은 시장에 제품을 출시하는 데 따르는 어려움이 크게 줄어들었습니다.

SLS 부품의 일반적인 후처리 방법은 무엇입니까?

SLS(Selective Laser Sintering) 부품은 표면 품질, 성능 및 부품의 특정 응용 분야 요구 사항을 개선하기 위해 다양한 방법으로 후처리할 수 있습니다. 다음은 몇 가지 일반적인 사항입니다.SLS 파트 후처리 방법:

1. 파우더 제거:부품이 형성된 후 과도한 분말이 표면에 부착되어 제거해야 합니다. 일반적으로 대부분의 주변 분말은 브러시로 닦아냅니다. 나머지 분말은 기계적 진동, 마이크로파 진동, 다른 방향에서 부는 바람 또는 압축 공기로 제거할 수 있습니다. 또한, 형성된 부품은 특수 용매에 담글 수도 있습니다. 용매는 흩어진 분말을 용해시킬 수 있지만 응고 및 형성된 부분은 용해시키지 않아 분말 제거의 목적을 달성합니다.
2. 표면 연삭 :이연삭의 목적은 부품 블랭크에서 다양한 버와 가공 라인을 제거하는 것입니다., 누락되었거나 처리 중에 처리할 수 없는 세부 정보를 복구합니다. 샌딩은 일반적으로 1차 연마와 2차 연마로 나뉘며 수작업으로 수행됩니다. 일반적으로 사용되는 도구는 파일과 사포입니다. 일회성 연마의 경우 공작물 표면이 매끄럽게 느껴질 때까지 180방에서 360도 사이의 두 가지 유형의 사포를 거친 것에서 미세한 것까지 순서대로 사용합니다. 2차 연마는 분무된 수지 혼합물이 건조된 후에 수행됩니다. 360~600방 사포를 사용하여 공작물 표면을 35~50μm 두께로 연마하여 공작물 표면과 탑코트 사이의 접착력이 우수하도록 합니다.
3. 지상 모래 분사:75~115μm 크기의 스프레이 재료(예: 유리사, 알루미나 모래, 세라믹 모래 등)를 사용하여 부품 표면을 샌드블라스팅합니다. 샌드 블라스팅은 공작물 표면의 과도한 분말을 날려 버릴 수 있을 뿐만 아니라 공작물 표면에 충격을 가하고 연마하여 표면에 약간의 변형을 일으켜 가공 후 잔류 응력의 일부를 제거하고 공작물 표면의 기계적 특성을 개선하고 피로 저항을 향상시키며 코팅에 대한 접착력을 향상시킵니다.
4. 살포하고 담그기: 스프레이는 특정 수지 혼합물을 스프레이하는 것입니다(예: 에폭시 수지, EP 경화제, 절대 알코올 등) 또는 부품 표면에 폴리에스터 페인트 혼합물을 혼합하여 보호층 또는 장식층을 형성합니다. 분무된 수지 층은 부품 표면 입자의 불균일성을 채우고 표면 경도를 향상시킬 수 있습니다. 함침은 액체 비금속 물질을 다공성 SLS 본체의 기공에 담그는 것입니다. 함침 된 부품의 크기는 거의 변하지 않습니다. 건조 과정에는 온도, 습도 및 공기 흐름과 같은 매개변수를 제어해야 합니다.
5. 열처리:레이저 소결 된 금속 또는 세라믹 분말과 같은 부품의 경우,그들의 기계적인 것을 더욱 개량하기 위하여 열처리는 요구됩니다그리고 열적 특성. 열처리에는 가열, 유지 및 냉각과 같은 단계가 포함됩니다. 원자 확산 및 기타 방법을 통해 소결 부분의 형상이 유지되고 밀도와 강도가 향상됩니다.
6. 연마:연마는 더 높은 표면 마감과 광택을 얻기 위해 부품 표면을 더욱 매끄럽게 처리하는 것입니다. 연마는 일반적으로 연마 페이스트 및 연마 천과 같은 도구를 사용하여 수행됩니다.
7. 코팅:코팅은 부품 표면에 방수, 부식 방지, 강력하고 아름다운 보호 층 층을 적용하여 부품의 수명과 미학을 향상시키는 것입니다. 일반적으로 사용됨코팅 재료에는 다양한 코팅, 페인트가 포함됩니다.등.

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요약

선택적 레이저 소결(SLS)은 고에너지 레이저 빔을 사용하여 분말 재료를 층별로 스캔하고 소결하여 3차원 솔리드 모델을 구축합니다. 이 기술은 CAD(Computer-Aided Design)와 레이저 기술의 장점을 결합하여 제조 산업에 혁신적인 변화를 가져옵니다. 선택적 레이저 소결(SLS) 기술은 고급 래피드 프로토타이핑 기술로서 광범위한 응용 분야 전망과 제조 분야에서 엄청난 개발 잠재력을 가지고 있습니다. 지속적인 기술 혁신과 응용 프로그램 확장을 통해 SLS 기술은 제조 산업에 더 많은 혁신과 변화를 가져올 것입니다.

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자주 묻는 질문(FAQ)

1. 선택적 레이저 소결은 어떻게 작동합니까?

선택적 레이저 소결의 작동 원리는 discrete-stacking 원리를 기반으로 합니다. 먼저 분말 재료를 융점보다 약간 낮은 온도로 예열한 다음 컴퓨터 제어하에 레이저 빔이 층화된 단면 정보를 기반으로 선택적으로 소결합니다. 한 층의 소결이 완료된 후 작업대를 한 층 낮추고 새로운 분말 층을 펴고 새로운 단면 층을 소결합니다. 이것은 전체 3차원 고체 구조가 완성될 때까지 반복됩니다.

2.SLS 공정에서 레이저 빔의 역할은 무엇입니까?

SLS 공정에서 레이저 빔의 주요 역할은 분말 입자를 빠르게 녹이고 결합할 수 있는 에너지를 제공하는 것입니다. 레이저 빔의 스캐닝 경로와 출력은 소결의 정확성과 정밀도를 보장하기 위해 슬라이싱 데이터를 기반으로 정밀하게 제어됩니다.

3.SLS 공정에서 레이저 빔의 역할은 무엇입니까?

SLS 공정에서 레이저 빔의 주요 역할은 분말 입자를 빠르게 녹이고 결합할 수 있는 에너지를 제공하는 것입니다. 레이저 빔의 스캐닝 경로와 출력은 소결의 정확성과 정밀도를 보장하기 위해 슬라이싱 데이터를 기반으로 정밀하게 제어됩니다.

4.선택적 레이저 소결 기술의 미래 전망은 어떻습니까?

기술의 지속적인 발전과 혁신으로 SLS 기술은 속도, 정확성, 재료 선택 범위 및 후처리 능력 측면에서 더욱 향상될 것으로 예상됩니다. 이를 통해 더 많은 분야에서 SLS 기술의 적용 및 개발을 촉진하고 제조 산업에 보다 효율적이고 유연하며 개인화된 생산 방법을 제공할 것입니다.

자원

1. 선택적 레이저 소결

2. 선택적 레이저 소결 Al2O3 / ZrO2 / TiC 세라믹의 고온 소결 공정에 관한 연구