Русский 
DMLS (прямое лазерное спекание металлов) и SLM (селективное лазерное плавление) - это дваважные технологии в 3D-печати. Хотя и то, и другое основано на взаимодействии междулазер и металлический порошокДля достижения трехмерной структуры объекта их суть процессов сильно отличается. Эти различия не только влияют на фактическую реализацию процесса печати, но и в дальнейшем определяют производительность и сценарии применения конечного продукта. Таким образом, мы подробно исследуем основные различия между цифровой печатью по высоте иSLM 3D-печатьважно для понимания природы обеих технологий и их потенциального применения в различных областях.
Что такое DMLS?
DMLS (направленное лазерное спекание металлов)является одной из техник 3D-печати, основанной на плавлении порошкового слоя. Высокоэнергетические лазерные лучи использовались для точного сканирования и частичного расплавления слоя металлического порошка, используя нерасплавленный порошок в качестве опорной структуры, наслаиваясь друг на друга, образуя трехмерные твердые детали. Методика не требует полного плавления материалов и подходит для металлов с высокой температурой плавления, таких как титановые сплавы и кобальт-хромовые сплавы. Он использует металлургическое связывание частиц для достижения уплотнения, которое может соответствоватьВысокая точность и высокая прочность деталей в областях с высокой добавленной стоимостью.
Что такое SLM?
SLM (селективное лазерное плавление)Это технология аддитивного производства, при которой частицы металлического порошка полностью расплавляются высокоэнергетическими лазерными лучами с образованием трехмерных твердых деталей на металлургической связке на основе плавления слоя порошковой металлургии. Его технологические особенности включают сканирование плавящихся плавлений слой за слоем, без необходимости использования вспомогательных структур (поскольку нерасплавленный порошок может поддерживать сложную геометрию) и подходит для различных металлов и композитов, таких какалюминиевые сплавы, титановые сплавы и кобальт-хромовые сплавы. Технология SLM обеспечивает высокую плотность (близкие к теоретическим значениям), отличные механические свойства и микроструктуру изготовления деталей за счет точного контроля мощности лазера, скорости сканирования и температуры порошкового слоя. Широко используется в прецизионных медицинских устройствах, аэрокосмических компонентах, высокопроизводительных инструментах и других областях.
В чем преимущества использования SLM для 3D-печати?
Технология 3D-печати SLM, обладая уникальными технологическими характеристиками, демонстрирует большие преимущества в ряде областей:
1. Плотность высокая, а производительность хорошая:Лазер полностью расплавляет металлический порошок с образованием металлургического связующего слоя с плотностью, близкой к теоретическому максимуму (>99,5%). Прочность, усталостная долговечность и коррозионная стойкость этой детали лучше, чем у традиционной механической обработки илиТехнология DMLS.
2.Изготовление сложных геометрических конструкций бесплатно:Поддержка сложных конструкций, которых трудно достичь с помощью традиционных методов резки, таких как выдолбленные решетки и неровные поверхности, не требует дополнительного поддерживающего материала и сокращает количество этапов обработки.
3. Быстрое прототипирование и мелкосерийное производство:Не нужны пресс-формы от проектирования до готового изделия, что сокращает цикл разработки. Особенно это касаетсямелкосерийное производствоиндивидуальных медицинских имплантатов, таких как искусственные суставы или высококлассные инструменты.
В чем основное различие между 3D-печатью DMLS и SLM?
1. Существенные различия в принципах процессов
DMLS (направленное лазерное спекание металлов):
- Частичное плавление: поверхностьЧастицы металлического порошка селективно спекаютсяс помощью лазерного луча образуется металлургическая связь между частицами, при этом частично расплавленный порошок служит опорной структурой.
- Низкотемпературная обработка: температура обработки ниже точки плавления материала, а уплотнение достигается за счет диффузии между частицами (требуется более поздняя термическая обработка или вторичное спекание).
SLM (селективное лазерное плавление):
- Полное плавление: лазерный луч полностью сплавляет частицы порошка, образуя жидкую плавильную ванну, которая слой за слоем затвердевает в плотную металлургическую структуру.
- Высокотемпературный процесс: необходимо точно контролировать температуру плавильной ванны, чтобы избежать деформации или растрескивания, вызванного тепловым напряжением.
2. Основные различия в применимости материалов
| Категория материала | DMLS | УУЗР |
| Металл с высокой температурой плавления | Титановый сплав (Ti-6Al-4V), кобальт-хромовый сплав (CoCrMo), нержавеющая сталь (316L, 304) и др. | Титановый сплав (требующий строгой защиты инертным газом), алюминиевый сплав (AlSi10Mg, Al6061), магниевый сплав (AZ31B) и др. |
| Материальная деятельность | Высокоактивные металлы (такие как титан, кобальт, хром), низкотемпературное спекание снижают риск окисления. | Металлы с низкой активностью легче контролировать, в то время как металлы с высокой активностью требуют дополнительной защиты инертным газом. |
| Металлы со средней низкой температурой плавления | Обычно не используется (из-за пористости, вызванной частичным плавлением). | Алюминиевый сплав, латунь, формовочная сталь (H13). |
| Композитные материалы | Поддержка композитов с металлической матрицей, армированных углеродным волокном (процесс спекания необходимо оптимизировать). | Редкое полное плавление может привести к повреждению волокна. |
3. Ключевые различия в производительности компонентов
| Показатели эффективности | DMLS | УУЗР |
| Снижение плотности | 95% -98% (требуется постобработка). | >99,9% (близко к теоретическому значению). |
| Прочность на разрыв | На 10%-15% ниже, чем традиционная ковка. | Эквивалент или выше традиционной ковки. |
| Микроструктура | Высокая пористость может привести к неполным дефектам плавления. | Однородные и мелкие зерна, без пор. |
| Чувствительность к термическому напряжению | Нижний | Выше (крупногабаритные детали подвержены деформации) |
Каковы области применения 3D-печати DMLS и SLM?
Применение технологии DMLS
Технология DMLS использует высокоэнергетические лазерные лучи для спекания металлических порошков слой за слоем для создания металлических твердых элементов сложной формы и высокой точности. К основным областям его применения можно отнести:
1.Аэрокосмический:Используется для производства ключевых компонентов, таких как детали двигателя и легкие конструкционные компоненты. Эти компоненты требуют прочности, точности и легкости, и технология DMLS может удовлетворить эти строгие требования.
2. Автомобильная промышленность:для быстрого прототипирования и изготовления нестандартных компонентов. Это помогает автопроизводителям сократить циклы разработки продукции, снизить производственные затраты и быстро реагировать на изменения рынка.
3.Медицинская сфера:Открывает возможность изготовления персонализированных медицинских изделий и имплантатов. Например, ортопедические и зубные имплантаты могут быть изготовлены по индивидуальному заказу в соответствии с индивидуальными потребностями пациентов.
Применение технологии SLM
SLM использует высокоэнергетические лазерные лучи для плавления металлического порошка слой за слоем и затвердевания его в трехмерные компоненты. Благодаря своей высокой точности, сложной структуре и адаптируемости материалов, он широко используется в различных областях высокого класса:
1. Аэрокосмическая промышленность:Технология SLM используется для изготовления сложных и высокоточных компонентов, таких как детали двигателей, лопатки турбин и т. д., которые требуют легкого веса, высокой прочности и высокой термостойкости.
2.Автомобильная промышленность:Технология SLM может быть использована для производства компонентов легковых автомобилей, таких как сложные компоненты двигателя, радиаторы и выхлопные системы, что может помочь улучшить характеристики автомобиля и топливную эффективность.
3.Электроника:Технология SLM может быть использована для изготовления сложных и хрупких металлических компонентов, таких как корпуса телефонов, радиаторы и разъемы.
Какие факторы влияют на стоимость 3D-печати DMLS и SLM?
1. Затраты на материалы
| Факторов | DMLS | УУЗР |
| Цены на порошок | Металлические порошки с высокой температурой плавления (титановые сплавы, кобальт-хромовые сплавы) относительно дорогие, с коэффициентом извлечения порошка около 60%-70%. | Металлические порошки с низкой и средней температурой плавления (алюминиевые сплавы, нержавеющая сталь) имеют более низкую цену и коэффициент восстановления порошка около 80%-90%. |
| Коэффициент использования материала | Низкий (нерасплавленный порошок можно использовать повторно, но его необходимо просеять). | Выше (полностью перерабатываемый порошок после плавления). |
| Спрос на альтернативные материалы | Требуется специальный порошок с высокой активностью (например, медицинский титановый сплав). | ПоддержкаСмешанная печатьиз нескольких материалов (например, алюминий, кремний сплав + медь). |
2. Стоимость процесса и производственного цикла
| Факторов | DMLS | УУЗР |
| Скорость печати | Медленный (скорость сканирования 50-500 мм/с). | Более быстрый (скорость сканирования 50-1000 мм/с). |
| Влияние толщины слоя | Толстый слой (20-100 μ м): Низкая эффективность производства, но снижает постобработку. | Тонкий слой (10-50 μ м): Высокая точность, но длительный производственный цикл. |
| Контроль термического напряжения | Низкое термическое напряжение, низкий риск деформации для крупногабаритных деталей. | Высокая термическая нагрузка, требующая предварительного нагрева или поэтапной печати для контроля деформации. |
| Сложность оптимизации процессов | Гибкая регулировка параметров (таких как мощность лазера, стратегия сканирования). | Высокая чувствительность параметров (требуется точное согласование мощности и скорости сканирования). |
3.Post затраты на обработку и тестирование
| Факторов | DMLS | УУЗР |
| Потребность в уплотнении | Сусло (спекание горячим прессованием/HIP, увеличение стоимости на 20%-30%). | Не требуется дополнительное уплотнение (в результате чего плотность >99,9%). |
| Поверхностная обработка | Пескоструйная обработка/полировка для удаления остатков нерасплавленного порошка. | Шероховатость поверхности уже низкая и требует лишь небольшой полировки. |
| Ремонт дефектов | Рентгенография/компьютерная томография для выявления пор или дефектов неполного сращения с высокими затратами на ремонт. | Горячие трещины или дефекты холодной сварки требуют локального переплава илиОбработки. |
| Процент брака | Высокий (может привести к образованию брака из-за проблем с пористостью). | Низкий (высокая плотность, процент брака<5%). |
- Экономические преимущества DMLS: Подходит для быстрого производства небольших партий с высокой добавленной стоимостью, сложной полой структуры.
- Экономические преимущества SLM: ДляРешения для массового производства в средних и больших масштабах, высокопроизводительные ресурсоемкие компоненты.
- Предлагаемое решение: На основе всестороннего рассмотрения номера партии деталей, типа материала и требований к производительности, приоритет должен быть отдан снижению затрат за счет оптимизации процесса и замены материалов.
С какими трудностями вы сталкиваетесь при 3D-печати DMLS и SLM?
1. Затраты на материалы высокие:Специальные металлические порошки, такие кактитановые сплавы и никелевые сплавы, стоят дорого, а извлечение порошка DMLS составляет около 60%-70%% и SLM до 80-90%. Однако после повторных циклов свойства порошка снижаются (например, снижается подвижность и увеличивается количество примесей).
2.Контроль шероховатости поверхности: Послойная печать ступеней и чешуек приводит к шероховатости поверхности (Ra 1-5 μ м), требующей дополнительной полировки или пескоструйной обработки.
3. Высокий технический порог:Оптимизация процесса зависит от опыта, и такие параметры, как мощность лазера, скорость сканирования и толщина слоя, должны быть точно согласованы с характеристиками материала.
4.Экологическая безопасность: Металлический порошок легковоспламеняющийся и взрывоопасный и требует строгих мер по предотвращению взрыва и очистке выхлопных газов.
Какие решения есть у LS для возникающих проблем?
1. Инновации в материалах:Обеспечивает высокоэффективные порошки металлов и смол (например, титановый сплав, PA12) для оптимизации совместимости материалов.
2. Интеллектуальная оптимизация процесса:Использование инструментов искусственного интеллекта для оптимизации параметров печати, определять состояние плавящейся ванны с помощью датчиков и камер, динамически регулировать мощность лазера или траекторию сканирования.
3.Клиентоориентированность: Накапливайте параметры прошлых историй успеха, чтобы компании могли быстро обратиться к ним. Любые проблемы, возникающие после доставки, можно решить удаленно.
4. Окружающая среда и устойчивое развитие:Эффективная переработка нерасплавленного порошка для сокращения отходов и затрат.
Сводка
Ключевое различие между DMLS и SLM заключается в принципе процесса и совместимости материалов. DMLS имеет сложную полую структуру, которая опирается на частично расплавленный металлический порошок и поддерживается нерасплавленным порошковым носителем. Он требует последующей обработки уплотнением, чтобы сделать его пригодным для легкого производства металлов с высокой температурой плавления и высокореакционноспособных металлов, таких как титановые сплавы. SLM полностью расплавляет порошок с образованием металлургического связующего слоя высокой плотности, который не требует дополнительного уплотнения, что делает его более подходящим дляВысокоточное и высокопроизводительное производство деталейиз среднеплавких металлов, таких как алюминиевые сплавы и нержавеющая сталь. Первый отлично справляется с недорогими сложными конструкциями, в то время как основными преимуществами второго являются сверхвысокая плотность и поверхностная масса.
Отказ
Содержание этой страницы носит справочный характер.ЛСне дает никаких явных или подразумеваемых заверений или гарантий в отношении точности, полноты или действительности информации. Никакие эксплуатационные параметры, геометрические допуски, специфические конструктивные особенности, качество и тип материала или качество изготовления не должны подразумевать то, что сторонний поставщик или производитель будет поставлять через сеть Longsheng. Это ответственность покупателяПоиск коммерческого предложения на запчастидля определения конкретных требований к этим деталям.ПожалуйстаСвяжитесь с намидля получения дополнительной информацииинформация.
Команда LS
LS — ведущая компания в отраслиСпециализация на производственных решениях на заказ. Обладая более чем 20-летним опытом обслуживания более 5 000 клиентов, мы ориентируемся на высокую точностьОбработка с ЧПУ,Изготовление листового металла,3D-печать,литье под давлением,Штамповкии другие комплексные производственные услуги.
Наш завод оснащен более чем 100 передовыми 5-осевыми обрабатывающими центрами и сертифицирован по стандарту ISO 9001:2015. Мы предоставляем быстрые, эффективные и высококачественные производственные решения клиентам в более чем 150 странах мира. Будь то мелкосерийное производство или крупномасштабная индивидуализация, мы можем удовлетворить ваши потребности с доставкой в течение 24 часов. ВыборТехнология LSЭто значит выбирать эффективность, качество и профессионализм.
Чтобы узнать больше, посетите наш сайт:www.lsrpf.com
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какой процесс следует выбрать для медицинского сплава кобальт-хрома?
Методы SLM (селективная лазерная плавка) должны быть приоритетными для сплавов кобальт-хрома медицинского качества. SLM полностью расплавляет порошок кобальт-хромового сплава с образованием пористой структуры. Отпечатки плотные и прочные, что позволяет избежать риска роста бактерий и отвечает высоким требованиям к чистоте медицинских имплантатов.
2. Какая технология больше подходит для изготовления сложных пустотелых конструкций?
DMLS (Directed Metal Laser Sintering) больше подходит для сложных полых конструкций. Нерасплавленный порошок DMLS естественным образом заполняет полые области, печатает сложные геометрические формы непосредственно и может быть повторно использован для легких сценариев.
3. Какая из двух технологий имеет более высокую прочность готового продукта?
В то время как DMLS имеет следовые поры из-за частичного плавления (требующего повторной обработки), SLM полностью расплавляет металлический порошок с образованием плотного металлургического связующего слоя с плотностью, близкой к теоретической (>99,9%) и деталям, близким или даже превышающим традиционные уровни ковки. В результате изделия SLM (селективное лазерное плавление) часто имеют высокую интенсивность.
4.Is существенная разница в ценах на оборудование между этими двумя технологиями?
Цены на оборудование для технологий DMLS и SLM варьируются в широких пределах. В целом, технология SLM имеет относительно высокую стоимость оборудования из-за высоких требований к точности, плотности и применимости материала. Устройства DMLS могут быть немного менее техническими и сложными, чем SLM, в некоторых отношениях, поэтому обычно есть разница в цене.
Ресурсы
Анализ DFM на основе правил для прямого лазерного спекания металлов
