SLS 3D Printen Beheersen: Technieken, Materialen En Praktijktetoepassingen

Selectieve laser sintering (SLS) is een revolutionaire additieve manufacturing (3D printen) technologie die de manier heeft getransformeerd waarop onderdelen worden ontworpen en geproduceerd. SLS creëert onderdelen door een krachtige laser die methodisch thermoplastische poeders samen sintert om onderdelen laag voor laag te bouwen. Complexe plastic onderdelen, zoals die met onderklap en interne features, die uitdagend zijn om met andere productiemethoden te produceren, kunnen eenvoudig worden gemaakt door SLS 3D printen met weinig (zo niet geen) na-verwerking vereist. Bovendien kan een breed scala aan thermoplastische materialen zoals nylon, polypropyleen en thermoplastisch urethane allemaal worden gebruikt met het SLS proces. Als additieve manufacturing (AM) methode heeft SLS de productontwikkeling en prototyping processen gestroomlijnd, maar heeft ook geleid tot een paradigmaschuif in de manier waarop onderdelen worden geproduceerd voor kleine-tot-middelgrote series.

Wat Is Selectieve Laser Sintering 3D Printen?

Selectieve laser sintering (SLS) is een PBF 3D printtechnologie. Deze technologie maakt gebruik van een laser om plastic deeltjes laag voor laag samen te sinteren totdat het 3D geprint onderdeel compleet is. SLS werkt typisch met plastics en vereist geen ondersteuningsstructuren aangezien het poeder zelf voldoende ondersteuning biedt.

Selectieve laser sintering werkt door eerst een dun laagje plastic deeltjes op de bedplaat te verdelen die verwarmd is tot net onder de smelttemperatuur van het plastic. Dit plastic wordt verdeeld door een recoater die een laag materiaal neerlegt op de gewenste dikte. Een laser wordt vervolgens gericht in een scannerspiegel om de dwarsdoorsnede van het onderdeel te traceren en de deeltjes samen te sinteren. Na voltooiing van een laag daalt het printbed en wordt nog een laag poeder op de vorige gedeponeerd. Het proces herhaalt zich tot het onderdeel compleet is.

Penhouder gemaakt met SLS printen

Hoe Werkt Selectieve Laser Sintering 3D Printen?

Selectieve laser sintering werkt door eerst een dun laagje plastic deeltjes op de bedplaat te verdelen die verwarmd is tot net onder de smelttemperatuur van het plastic. Dit plastic wordt verdeeld door een recoater die een laag materiaal neerlegt op de gewenste dikte. Een laser wordt vervolgens gericht in een scannerspiegel om de dwarsdoorsnede van het onderdeel te traceren en de deeltjes samen te sinteren. Na voltooiing van een laag daalt het printbed en wordt nog een laag poeder op de vorige gedeponeerd. Het proces herhaalt zich tot het onderdeel compleet is.

Wat Zijn De Voor- En Nadelen Van SLS?

Tabel 1 hieronder lijst de voor- en nadelen van SLS 3D printer technologie:

Tabel 1: Voor- & Nadelen Van SLS

Voordelen

SLS onderdelen hebben geen supportmateriaal nodig omdat het poeder zelf het materiaal ondersteunt. Dit maakt het gemakkelijk om interne volumes te printen mits er een pad is voor het poeder om na het printen af te voeren.

Nadelen

SLS heeft een relatief beperkt bereik aan beschikbare materialen vergeleken met andere technologieën zoals FDM (Fused Deposition Modeling). Nylon, polystyreen en TPU zijn mogelijke materialen voor SLS met nylon als het meest gebruikt.

Voordelen

Hoewel SLS doorgaans wit, zwart of grijze nylon gebruikt, kunnen de onderdelen na het printen gekleurd worden tot diverse kleuren.

Nadelen

SLS onderdelen zijn poreus, omdat de individuele plastic deeltjes niet volledig gesmolten zijn tot een homogene massa maar eerder aan de deeltjesextremiteiten gesinterd zijn, wat gaten achterlaat.

Voordelen

SLS onderdelen kunnen zeer fijn, gedetailleerde features hebben. Deze output is te danken aan het brandpunt van de laser dat zo klein is; features zo klein als 0.75 mm kunnen geprint worden.

Nadelen

Alleen 50% van het ongebruikte poeder dat tijdens het printen wordt gebruikt kan gerecycled worden. Dit betekent dat over tijd een deel materiaal moet worden weggegooid, wat SLS relatief verspillend maakt vergeleken met andere technologieën zoals FDM of SLA (stereolithografie).

Voordelen

SLS printen is erg snel vergeleken met technologieën zoals FDM en zelfs SLA, aangezien elke laag bijna direct gesinterd kan worden.

Nadelen

SLS printtechnologie is duur vergeleken met SLA en FDM wier kerntechnologieën niet zo gespecialiseerd zijn - aangezien het een laser nodig heeft om het materiaal te sinteren.

Wat Zijn De SLS Printmaterialen?

SLS heeft een beperkt aantal beschikbare materialen, met nylon als het meest gebruikte. Hieronder staan de diverse beschikbare materialen:

1. Nylon/PA11: Dit materiaal is zwaar, met goede slagweerstand. PA11 heeft hogere temperatuurbestendigheid dan PA12 en kan hogere vervormingsniveaus ondergaan voordat het breekt vergeleken met PA12.
2. Nylon/PA12: Dit materiaal is rigide, met hoge sterkte, goede chemische bestendigheid en biocompatibel. PA12 heeft lagere thermische bestendigheid vergeleken met PA11. PA12 is het meest gebruikte materiaal in SLS printen.
3. Gevuld Nylon: PA11 en PA12 kunnen hun eigenschappen gewijzigd krijgen door de toevoeging van vullers zoals glas en koolstofvezel die thermische en mechanische eigenschappen verbeteren.
4. Gietbaar Polystyreen: Dit materiaal is ontworpen om als master onderdeel voor vacuümvormen en zandgieten te worden gebruikt. Het heeft lage zwaarte en een laag smeltpunt en is niet bedoeld voor functionele onderdelen.
5. TPU Elastomeer: Dit materiaal heeft rubberachtige flexibiliteit, met goede zwaarte en slijtvasteheid. Het kan ook gewijzigd worden om verschillende hardheden op de shore A schaal te hebben.

De schoonheid hierachter is dat je daadwerkelijk in staat bent om onderdelen ongesteld te bouwen. Traditionele 3D printmethoden hebben meestal een supportstructuur voor elk overhangend feature. SLS is een beetje meer straightforward. Het is als een schatzoeking. Je vindt je onderdelen erin, en je kunt ze er gewoon uitborstelen.

Greg Paulsen

Director, Applications Engineering

Wat Zijn De Primair Onderdeel Van Een SLS 3D Printer?

De verschillende onderdelen van een 3D SLS printer worden hieronder vermeld:

1. Laser: De laser (typisch een CO2 laser) wordt gebruikt om de plastic deeltjes in elkaar te sinteren. De laser wordt gericht met een scannerspiegel die de laser richt om de laag dwarsdoorsnede te traceren.
2. Materiaal Leveringssysteem: Het materiaal leveringssysteem bewaart al het poeder. Naarmate het onderdeel wordt gebouwd, levert dit mechanisme materiaal aan de recoater.
3. Recoater: De recoater sleept materiaal van het poeder leveringssysteem en legt het uit op het printbed/voorgaande lagen.
4. Printbed: Het printbed daalt naarmate het onderdeel geprint wordt, typisch tussen 50 en 200 micron per laag afhankelijk van de vereiste resolutie. Een dun laagje plastic wordt op het printbed geplaatst voor elke nieuwe onderdeellaag door de recoater.
5. Verwarmers: Verwarmers houden het bouwvolume bij een verhoogde temperatuur om het sinterproces te assisteren door de energie te verminderen die de laser nodig heeft om het poeder te sinteren.

SLS 3D print diagram

Wat Zijn De Beste SLS 3D Print Harsen?

SLS heeft een beperkt bereik aan 3D printmaterialen; de beste hiervan worden hieronder vermeld:

1. PA12 (Nylon): PA12 biedt een goed bereik aan mechanische, thermische en chemische bestendigheidseigenschappen wat het het ideale materiaal maakt voor een wijd bereik aan toepassingen. PA12 is het meest gebruikte materiaal voor SLS printen.
2. PA12CF (Nylon): Koolstof-gevuld nylon verbetert de stijfheid, sterkte en hardheid van het basisnylon significant en kan toestaan voor de creatie van hoog-presterende onderdelen met een uitstekende sterkte-gewichtsverhouding.
3. TPU Elastomeer: TPU elastomeer stelt de creatie van flexibele onderdelen met goede slijtvasteheid en zwaarte toe.

Veelgestelde Vragen Over SLS 3D Printen

Hoe Wordt SLS 3D Printen Gebruikt In De Medische Industrie?

SLS 3D printen wordt gebruikt voor maatwerk prothesen gebaseerd op 3D scans van een patiënt's lichaam. SLS 3D printen wordt ook gebruikt om patiënt-specifieke referentiemodellen te creëren gebaseerd op 3D scans voor chirurgische procedureplanning.

Hoe Wordt SLS 3D Printen Gebruikt In De Juwelierindustrie?

SLS 3D printen wordt gebruikt om hoog gedetailleerde modellen te creëren die niet mogelijk zijn met andere methoden. Deze modellen worden gebruikt voor het creëren van gietmalen. Specifiek, materialen zoals polystyreen kunnen geprint worden en gebruikt worden om malen te creëren voor het gieten van edele metalen.

Zijn SLS Printers In Standaard Om Grote, Gedetailleerde Stukken Te Produceren?

Ja, SLS printers hebben grote bouwvolumes die grote onderdelen kunnen accommoderen. Het gebruik van een precisielaser stelt nog steeds fijn detail in om in zeer grote onderdelen te worden geïntegreerd.

Wat Is Het Verschil Tussen SLS En SLA?

SLS (selectieve laser sintering) maakt gebruik van een laser om plastic deeltjes te sinteren, terwijl SLA (stereolithografie) een laser gebruikt om selectief een vloeibare fotopolymer te verharden. Beide technologieën kunnen hoog gedetailleerde onderdelen produceren en hun printsnelheden zijn vergelijkbaar.

Samenvatting

Xometry biedt een breed scala aan productiemogelijkheden inclusief SLS 3D printen, CNC-bewerking, injectiegieten, lasersnijden en plaatmetaalbewerking. Vraag vandaag nog uw direct offerte aan.

Disclaimer

De inhoud die op deze webpagina verschijnt is alleen voor informatieve doeleinden. Xometry geeft geen enkele voorstelling of garantie van welke aard dan ook, noch uitdrukkelijk noch impliciet, wat de nauwkeurigheid, volledigheid of geldigheid van de informatie betreft. Eventuele prestatieparameters, geometrische toleranties, specifieke ontwerpkenmerken, kwaliteit en typen materialen of processen mogen niet worden afgeleid als vertegenwoordigend voor wat zal worden geleverd door derden leveranciers of fabricanten via Xometry's netwerk. Kopers die offertes vragen voor onderdelen zijn verantwoordelijk voor het definiëren van de specifieke eisen voor die onderdelen. Raadpleeg onze voorwaarden voor meer informatie.

Dean McClements

Dean McClements is een B.Eng Honors afgestudeerde in Werktuigbouwkunde met meer dan twee decennia ervaring in de productie-industrie. Zijn professionele reis omvat significante rollen bij toonaangevende bedrijven zoals Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace en Hyster-Yale, waar hij een diep begrip ontwikkelde van ingenieursprocessen en innovaties.

Lees meer artikelen van Dean McClements