Direct Metal Laser Sintering (DMLS): Geavanceerde 3D-Printtechnologie voor Functionele Metaaldelen

Direct Metal Laser Sintering (DMLS) behoort tot de Powder Bed Fusion (PBF) categorie van 3D-printen en is vergelijkbaar met SLS-technologie. In DMLS worden echter metalen poeders gebruikt in plaats van kunststofpoeders om metaaldelen te creëren die zowel voor functionele prototypes als productiedelen gebruikt kunnen worden.

Direct Metal Laser Sintering-technologie is vergelijkbaar met Selective Laser Melting (SLM)-technologie, maar het verschil tussen beide processen is de temperatuur die gebruikt wordt voor metaalpoederfusie. SLM, zoals de naam suggereert, verhit het metaalpoeder totdat het volledig in een vloeistof smelt. DMLS smelt het metaalpoeder niet, maar sintert warmte deeltjes genoeg zodat hun oppervlakken met elkaar lassen. Toch worden beide termen (SLM en DMLS) in de 3D-printindustrie vaak onderling gebruikt.

Hoe Werkt DMLS?

Het direct metal laser sintering-proces omvat zes basiss stappen:

• Stap 1 – Het DMLS-proces begint met het slicen van de 3D-ontwerp CAD-bestandsdata in enkele uiterst dunne lagen, wat een 2D-model voor elke laag genereert.
• Stap 2 – De machine gebruikt een hoogvermogen optische laser, binnen het bouwkammergebied dat inerte gas bevat.
• Stap 3 – Er is een materiaalafgifteplatform en een bouwplatform samen met een roller die gebruikt wordt om nieuw poeder over het bouwplatform laag voor laag te bewegen.
• Stap 4 – Bij het leggen van het poeder op het bouwplatform, begint de laser zijn pad voor deze laag, selectief het poeder in een vast stof te sinteren. De volgorde van poederlaagtoevoeging en sinteren gaat door totdat het hele deel klaar is.
• Stap 5 – Na afkoeling, wordt het omringende losse metaalpoeder uit de printer verwijderd. De eindstappen omvatten ondersteuningsstructuurverwijdering en andere nabewerkingen.
• Stap 6 – DMLS-delen kunnen behandeld worden als metaaldelen geproduceerd door conventionele metalbewerking voor verdere verwerking. Dit kan bewerking, warmtebehandeling of oppervlakteafwerking omvatten.

Materialen voor DMLS 3D-printen

Onder de meest algemeen gebruikte materialen voor DMLS biedt Xometry:

• Aluminium: zoals AlSiMG
• Staal: zoals Tool Steel MS1, Roestvrij Staal 17-4, Roestvrij Staal 316L
• Inconel: zoals Inconel 718

Voordelen van DMLS-technologie

Wat betreft DMLS, zijn dit de belangrijkste factoren die het uniek maken:

DMLS Staat Complexe Ontwerpen Toe

Een hoofdvoordeel van DMLS is de mogelijkheid om delen te produceren die niet of te duur zijn om te maken met traditionele productietechnieken. DMLS potentieel komt ten volle tot zijn recht wanneer ingenieurs delen ontwerpen met complexe geometrieën, zoals geïntegreerde bevestigingskenmerken, lange en smalle kanalen of roosterstructuren. DMLS faciliteert all-in-one montages die het aantal delen, montagetijd en foutkans verminderen door meerdere delen in een enkel ontwerp te combineren.

Snelle Doorlooptijd

Het normale conventionele proces vereist veel tijd om de tool in te stellen voordat de productie begint, wat vastzetten en beugels omvat, terwijl bij DMLS het deel on-demand geprint kan worden zonder enige ramp-up of tooling, wat resulteert in kortere levertijden vergeleken met CNC-bewerking. De combinatie van de verminderde levertijd en het efficiënte prototypingproces verlaagt de doorlooptijd. Dit is een van de grootste voordelen van DMLS.

DMLS Gebruikt Lichte en Duurzame Componenten

Delen geproduceerd uit superlegeringen zoals Inconel 718, AlSi10Mg en Kobalt-chroom, zijn bekend om lichter te zijn dan hun conventioneel bewerkte tegenhangers. Als voorbeeld, GE's bekende 3D-geprinte brandstofinjectoren voor de LEAP-motorenfamilie bestonden vroeger uit 20 discrete onderdelen van onafhankelijke leveranciers, maar het gebruik van direct metal laser sintering (DMLS) resulteerde in een enkel-component die 25 procent lichter is en vijf keer sterker dan de oorspronkelijke onderdelen.

DMLS Staat Minder Verspilling Toe

Metaalpoeders die niet door de laser geraakt worden, kunnen gerecycled en hergebruikt worden. Poederrecycling resulteert ook in verlaagde prijzen. Het geproduceerde afval is significant minder vergeleken met een conventioneel proces zoals CNC waar veel afval gegenereerd wordt in de vorm van schroeven die geproduceerd worden als resultaat van het bewerken van een metaal volgens een vereist ontwerp uit een metaalblok en die erg moeilijk te recyclen zijn.

Overwegingen over DMLS-technologie

Naast de voordelen van DMLS, zijn er een paar overwegingen. De grootste concurrent van DMLS zou de traditionele bewerkingstechnologieën zoals CNC zijn.

DMLS Heeft Ondersteuningsstructuren Nodig

Aangezien DMLS behoort tot de poeder-gebaseerde fusiecategorie, zijn ondersteuningsstructuren onvermijdelijk en moeten aan het eind met behulp van nabewerking verwijderd worden. Tijdens nabewerking wordt het metaalgeprinte deel behandeld alsof het een rauw metaaldeel is dat conventioneel geproduceerd is, wat betekent dat het deel geproduceerd door DMLS niet kant-en-klaar is en nog werk vereist.

DMLS-delen Hebben Een Korrelige Oppervlakteafwerking

DMLS-geprinte oppervlakken zullen niet zo glad zijn als oppervlakken met CNC-bewerking, en het zal niet zo gemakkelijk zijn om de gewenste oppervlaktetexturen te produceren. Als nabewerking nodig is om de afwerking te verbeteren en de esthetiek te verbeteren, stijgen de kosten dienovereenkomstig.

Dure Serieproductie Van DMLS-delen

Massaproductie is nog steeds een enorme beslissende factor in de industrieën en dit is waar DMLS achterblijft vergeleken met traditionele technieken en de snelheid waarmee een 3D-printer een object kan monteren, is geen match voor de conventionele montageband. Daarom wordt DMLS voornamelijk aanbevolen voor een eenheid tot een kleine batch.

Beperkte Materiaalselectie

Over het algemeen is voor metaal 3D-printen de materiaalselectie minder, wat een beperkende factor kan zijn wanneer specifieke materialen nodig zijn voor het vereiste deel en in overweging genomen moet worden bij het beslissen welke technische eigenschappen u wilt dat uw product heeft.

Beperkt Bouwvolume

Wanneer een grote deelafmeting vereist is, is het altijd beter om met CNC-bewerking te gaan. Bijvoorbeeld, de standaard deelafmeting die aanbevolen wordt met DMLS is tot 250 x 250 x 325 mm en voor CNC-bewerking is het tot 2000 x 800 x 1000 mm. De groottevergelijking toont duidelijk de onmacht van 3D-printen in het produceren van grote delen vanwege de beperkte poederbedgrootte.

Krimp en Beperkte Herhaalbaarheid

Met DMLS is het erg moeilijk om identieke delen te produceren vanwege het natuurlijke krimpproces. Bijvoorbeeld, een deel geprint voor de eerste keer en een vergelijkbaar deel geprint voor de 10e keer zal ten minste 2% fout hebben in de verticale richting (Z-richting), wat leidt tot krimp. De dimensionele veranderingen worden veroorzaakt als resultaat van een combinatie van drie bronnen: thermische krimp, sinterkrimp en expansie doordat de metaaldeeltjes tijdens het sinteren vallen.

Xometry's DMLS 3D-printdiensten

Xometry Europe biedt DMLS-diensten online, voor on-demand 3D-printprojecten. Met een netwerk van meer dan 2.000 partners in heel Europa, kan Xometry DMLS 3D-printdelen leveren in 3-5 dagen. Upload uw CAD-bestanden naar Xometry Instant Quoting Engine om een instant offerte te krijgen met diverse productieopties beschikbaar voor DMLS 3D-printen.