W ciągle ewoluującym świecie drukowania 3D dwie techniki często wyróżniają się na ich specjalistycznych zastosowaniach w druku metalowym: selektywne spiekanie laserowe (SLS) i selektywne topienie laserowe (SLM). Chociaż obie są wyrafinowanymi formami produkcji addytywnej, które oferują zdolność do produkcji złożonych i skomplikowanych części metalowych, działają one na zasadniczo różne zasady i są odpowiednie do różnych zastosowań. Zrozumienie rozróżnienia między tymi dwiema technologiami ma kluczowe znaczenie dla podejmowania świadomych decyzji w różnych zastosowaniach przemysłowych.

Główna różnica między SLS i SLM polega na ich podstawowym procesie materiałów wiążących.

SLS używa lasera do spiekania sproszkowanego metalu, który łączy cząstki razem bez ich całkowicie topienia. Z drugiej strony SLM wykorzystuje dużą wiązkę laserową, aby całkowicie stopić metalowe proszki, co powoduje gęstszą i bardziej jednolitą strukturę.

Podstawy SLS i SLM

Selektywne spiekanie laserowe (SLS) i selektywne topienie laserowe (SLM) to oba rodzaje technologii fuzji złoża proszkowego (PBF) i dzielą pewne podobieństwa. Oba wykorzystują lasery o dużej mocy do budowy warstwy części po warstwie z materiałów sproszkowanych, ale wspólne techniki znacznie się rozmieszczają na poziomie przetwarzania.

W SLS laser selektywnie łączy proszkowaną warstwę według warstwy. Kluczowym elementem tutaj jest proces spiekania, w którym cząstki są ogrzewane do punktu, w którym przylegają do siebie, ale nie topią się całkowicie. To sprawia, że ​​SLS nadaje się do różnych metali, polimerów i kompozytów, co czyni go niezwykle wszechstronnym. Ponieważ jednak cząstki nie są w pełni stopione, wynikowy produkt może mieć mniej jednolitą strukturę w porównaniu z SLM.

Natomiast SLM wykorzystuje lasery do całkowitego stopienia sproszkowanego materiału, powodując jego stopienie i łączenie się wraz z budową warstw. Proces ten powoduje pełne topienie i zestalenie, wytwarzając części o doskonałej właściwościach mechanicznych i gęstości materiału, ściśle przypominające te wykonane przez tradycyjne metody produkcyjne, takie jak odlewanie lub kucie. Pomimo wysokiej jakości, SLM jest bardziej ograniczony w wyborach materiałowych, często ograniczających się do metali.

Różnice materiałowe i strukturalne

Opcje materiałów : zakres materiałów dostępnych dla SLS obejmuje nie tylko metale, ale także polimery i kompozyty. To sprawia, że ​​SLS jest preferowanym wyborem dla aplikacji w wielu sektorach poza tylko metalami. Z drugiej strony SLM jest zasadniczo ograniczony do metali, biorąc pod uwagę jego wymagania dotyczące całkowitego topnienia.

Gęstość i porowatość : między nimi SLM daje gęstszą, mocniejszą moc wyjściową z powodu całkowitego topnienia proszku. Powoduje to część, która ma mniej porowatości i wyższe wskaźniki wydajności mechanicznej. Części wytwarzane przez SLS, choć silne, mogą wykazywać niewielkie zmiany gęstości w całej strukturze, co czyni je bardziej odpowiednim do zastosowań, w których gęstość bezwzględna nie jest tak krytyczna.

Wykończenie i rozdzielczość powierzchni : SLM zwykle wytwarza części o gładszych wykończeniach powierzchni i wyższej rozdzielczości w porównaniu z SLS. Wynika to głównie z procesu topnienia, który pozwala na dokładniejszą kontrolę nad wytwarzaniem warstw po warstwie. Części SLS mogą wymagać dodatkowego przetwarzania końcowego, aby osiągnąć podobną jakość powierzchni i dokładność wymiarową.

Aplikacje i przypadki użytkowania

Ze względu na ich różnice SLS i SLM znajdują aplikacje w różnych domenach.

SLS : Jego zdolność do pracy z szeroką gamą materiałów, w tym polimerami i kompozytami, sprawia, że ​​SLS nadaje się do opracowywania prototypów, projektów edukacyjnych i zastosowań przemysłowych, w których kluczowa jest różnorodność materialna i opłacalność. Ponadto niższe zapotrzebowanie na ciepło w porównaniu z SLM zapewnia szybszy i często tańszy proces drukowania części niemetalowych.

SLM : Wysoka gęstość i doskonałe właściwości mechaniczne części SLM sprawiają, że jest to wybór dla branż wymagających wysoce szczegółowych, silnych i trwałych elementów metalowych. Branże, takie jak lotniska, medyczne i motoryzacyjne, w dużej mierze polegają na SLM w celu produkcji złożonych części, które spełniają ścisłe standardy wydajności i bezpieczeństwa. Pełny proces topnienia oznacza również, że SLM może wytwarzać złożone geometrie, które są trudne lub niemożliwe do osiągnięcia w tradycyjnej produkcji.

Wydajność i ograniczenia procesu

SLS : Jedną z głównych zalet SLS jest jego szybkość i wydajność, dzięki niższym wymaganiom energetycznym do spiekania w porównaniu do topnienia. Wynika jednak z ograniczeń pod względem właściwości mechanicznych produktu końcowego i potencjalnej potrzeby dalszego przetwarzania.

SLM : Podczas gdy SLM oferuje doskonałe właściwości mechaniczne i wykończenia powierzchni, wymaga wyższego zużycia energii i dłuższych czasów budowy ze względu na całkowity proces topnienia. Proces ten jest również droższy, wpływając na ogólny koszt produkcji i efektywność czasu.

Wniosek

Podsumowując, pierwotne różnicowanie między SLS i SLM polega na ich podejściu do łączenia sproszkowanego materiału - sinarów, pozostawiając cząsteczki częściowo stopione, podczas gdy SLM całkowicie je topi, aby uzyskać bardziej jednolite wyjście. Dlatego wybór między SLS a SLM powinien zależeć od konkretnych wymagań zastosowania : SLS dla wszechstronnych, szybkich i opłacalnych roztworów w różnych materiałach oraz SLM w celu uzyskania precyzyjnych części metalowych o dużej wytrzymałości. Obie technologie nadal rozszerzają możliwości drukowania 3D, kierując innowacjami w różnych branżach.

FAQ

Jaka jest główna różnica między SLS i SLM?

Główna różnica polega na tym, że SLS spieka proszek, pozostawiając cząsteczki częściowo stopione, a SLM całkowicie topi proszek, co skutkuje całkowicie gęstymi częściami.

Która technologia zapewnia lepsze właściwości mechaniczne, SLS lub SLM?

SLM zapewnia lepsze właściwości mechaniczne ze względu na całkowite topnienie i zestalenie proszku, co powoduje większą gęstość i mniejszą porowatość.

Czy zarówno SLS, jak i SLM są ograniczone do materiałów metalowych?

Nie, SLS jest wszechstronny i może pracować z metali, polimerami i kompozytami, podczas gdy SLM jest ogólnie ograniczony do metali.

Który proces jest szybszy, SLS lub SLM?

SLS jest ogólnie szybszy, ponieważ wymaga mniej energii do spiekania niż SLM, co wymaga całkowitego topnienia.

Czy części SLS wymagają większego przetwarzania końcowego w porównaniu do części SLM?

Tak, części SLS często wymagają większego przetwarzania po przetwarzaniu, aby osiągnąć podobne wykończenia powierzchni i dokładność jako części wytwarzane przez SLM.