Библия 3D-печати: базовые принципы технологии SLS

Admin — 25 ноября 2019 г. Комментарии закрыты.

Добро пожаловать в нашу популярную серию «Библия 3D-печати». Охватывая сложности и менее известные оттенки 3D-печати, от выбора лучших материалов для вашего 3D-принтера, советов по изготовлению до личного опыта в нашем магазине, до оптимизации цены конечных компонентов! Следите за последними новостями и добро пожаловать на Кухню Конструирования Протезов! технологий !

SLS (складывание огнестрельного оружия с помощью лазера) — технология Метод конструирования протезов, основанный на послойном напылении огнеупорного полимера с помощью лазерного луча. Технология очень опасна (мы расскажем об этом подробнее), но у тех, кто ею владеет, открываются широкие возможности! Главное преимущество SLS в том, что она обеспечивает конечный продукт отличными механическими свойствами. Он получается очень прочным, а верхняя структура — высокодетализированной и качественной. Другим важным преимуществом является то, что SLS создает очень мало отходов, так как неиспользованная пыль частично смешивается с кусками материала, частично вновь встраивается в проект (этот процесс известен как регенерация), а частично может быть использована для вторичной переработки.

Основной принцип Принтер SLS работает путем обжига полимерной пыли лазерным лучом. Предварительно нагретый порошок временно облучается лазером, и уже отвержденные частицы нижележащего слоя загораются. Регулируя параметры этого процесса, можно добиться желаемой остаточной пористости и нужной плотности получаемого ПИЭ. Производитель (см. немецкую компанию EOS products) предоставляет оригинальный набор параметров для держателя машины SLS. Он идеально адаптирован к используемым материалам и тщательно оптимизирован. Для производства компонентов с различными свойствами предоставляется специальный набор параметров (Part Property Profile (PPP)). Это гарантирует, что напечатанные в приложении компоненты будут иметь одинаковые свойства независимо от того, на какой машине они были разработаны. Каждый набор PPP является версией. Это связано с тем, что EOS постоянно оптимизирует их.

Основные плюсы (и некоторые минусы) технологии SLS

Преимущества.

Отличные механические свойства готового изделия,

Высокая производительность — лазер плавит только поверхность частиц пыли, а не весь объем. Это позволяет двигателю SLS работать намного быстрее, чем другие пылевые 3D-принтеры.

Она не требует никакого поддерживающего материала — пыль строительного помещения сама поддерживает модель до тех пор, пока она не будет готова,

Это позволяет одновременно печатать очень большие объекты (до 750 мм) или целые ряды аксессуаров. Это возможно благодаря объемной камере принтера SLS.

Высокая стоимость расходных материалов и самого оборудования,

Требуется обязательное обучение специалистов на аккредитованных курсах.

Фазы 3D-печати по технологии SLS

Важно! SLS настолько сложна и представляет собой настолько высокий риск, что работать с ней могут только специалисты, прошедшие обучение на ЭОС. Кроме того, только специалисты производителя имеют право работать с лазерами четвертого класса риска.

Давайте рассмотрим все этапы разработки по технологии SLS с помощью отличного 3D-принтера EOS Formiga P100 (то, что мы используем!)

Подготовка данных

Создание модели будущего компонента CAD (или получение ее другим способом, с помощью 3D-сканирования) — это типичный процесс при разработке современного оборудования. В результате получается STL-файл, содержащий 3D-геометрию необходимых компонентов.

Установка и резка модели — это делается в специальной фирменной программе производителя SLS (в случае двигателя EOS это программное обеспечение R P-Tools). На этом этапе модели компонентов размещаются в рабочем объеме двигателя, чтобы оптимизировать использование всей строительной площади. Это позволяет минимизировать время строительства и расход пыли. Здесь же корректируются параметры воздействия, которые могут быть использованы для влияния на свойства будущих компонентов. Например, для изменения долговечности, пористости или качества поверхности. На выходе получается луч в формате SLI

Создается производственное задание, файл SLI упаковывается в строительное задание в программе Machine-EOS desktop PSW и отправляется на контроллер производства SLS. На этом программная часть заканчивается.

Подготовка машины

Устанавливается запасной контейнер («камера» от английского «chamber»). Там происходит процесс культивирования, а в конце операции размещаются готовые принадлежности.

Порошок в баках и «грядках» — «грядки» представляют собой слои свежего порошка на передвижных платформах в рабочем помещении. Интересное событие — пылевой вертикальный питатель в верхней части SLS-машины полностью печатается на той же SLS-машине. И таких деталей в ее конструкции очень много,

Предварительный нагрев машины — на этом этапе температура в строительном помещении должна достигать 160 градусов Цельсия. Это необходимо для предварительного прогрева рабочего места, а также всей машины, ее компонентов и находящейся в ней пыли. На разогрев машины уходит примерно два часа. Этот этап называется фазой разогрева.

Культивация.

Выбор рабочего места: рабочее пространство SLS-машины очень эргономично и буквально вмещает 10 кнопок; во время 3D-печати камера конструкции заполняется азотом для охлаждения зрительной системы линзы и устранения влияния кислорода на пыль полимера,

начало процесса печати. Во время печати частицы пыли излучаются лазером, нагреваются и прочно укладываются на нижележащий слой. Затем платформа с частицами опускается на ту же высоту, что и печатаемый слой (очаг лазерного окрашивания и слой огненного ворса всегда находятся на одном уровне). Затем специальным ножом (recoat) устанавливается новый слой пыли, и процесс повторяется.

Мониторинг процесса 3D-печати — разработка компонента может занять много часов, и большую часть этого времени процесс не нуждается в мониторинге. Однако машины SLS уязвимы к повреждениям из-за попадания остатков (например, волос) в рабочую камеру. Поэтому необходимо время от времени проверять, как развиваются события. Однако этот процесс был значительно оптимизирован. Поскольку машина не имеет удаленного доступа к программному обеспечению, наши специалисты разработали роботизированный механизм для остановки процесса в случае неисправности.

Комплектация машины и распаковка компонентов

Дайте принтеру SLS и печатным принадлежностям остыть естественным образом. Распаковывайте камеру, только если температура упадет ниже 60 градусов Цельсия. Важные моменты: по технологии Время охлаждения ЭОП должно быть как минимум равно времени печати.

Во время охлаждения проявленные компоненты сжимаются и деформируются. Это происходит из-за разницы температур и неравномерного охлаждения отдельных частей объекта.

Поэтому необходимо соблюдать несколько правил.

— Компоненты, склонные к деформации и усадке, должны быть размещены в верхних 2/3 области построения.

— Компоненты, подверженные деформации и усадке, следует размещать как можно дальше от краев, под углом к глубине рабочей нагрузки.

Снятие пакетов,

Распаковка печатных принадлежностей — основное преимущество технологии SLS не требует никакой поддерживающей структуры для разработанных с его помощью объектов, а после печати она выбрасывается. Компоненты просто извлекаются из резервуара, очищаются щеткой и отправляются в обжиговую машину, где обрабатываются стеклянными шариками. Отсюда они отправляются на следующий этап производства.

Переработка неиспользованной пыли

Использованный порошок просеивается и смешивается с частью свежего материала; это является недостатком, поскольку полимерные порошки для SLS-принтеров очень точные. Однако его свойства могут быть восстановлены путем добавления свежей пыли. Это является основным преимуществом. Процедура абсолютно отработана и, технологии EOS. может гарантировать, что свойства компонентов не пострадают от использования модифицированной пыли.

Однако здесь есть и важный нюанс — неправильное смешивание пыли может привести к появлению на печатном продукте светлых и темных полос, морщин «апельсиновой коры» и областей различной плотности. Чтобы избежать этого, необходимо строго придерживаться рекомендованного производителем процесса смешивания.