Selektives Laserschmelzen (SLM), auch bekannt als Laserschmelzschweißen, ist eine vielversprechende additive Fertigungstechnologie für Metalle, bei der hochenergetisches Laserlicht verwendet wird, um Metallpulver zu bestrahlen und vollständig zu schmelzen, um 3D-Formen zu bilden.
Das beim SLM verwendete Metallmaterial ist eine Mischung aus behandeltem und niedrigschmelzendem Metall oder molekularem Material. Während der Verarbeitung schmilzt das niedrigschmelzende Material, das hochschmelzende Metallpulver jedoch nicht.Das geschmolzene Material wird zum Verkleben verwendet, daher sind die Feststoffe porös und weisen schlechte mechanische Eigenschaften auf und müssen vor ihrer Verwendung bei hohen Temperaturen umgeschmolzen werden.
Der gesamte Prozess vonSLM-Druckbeginnt mit dem Schneiden von 3D-CAD-Daten und der Umwandlung der 3D-Daten in eine Reihe von 2D-Datenschichten, normalerweise mit einer Dicke zwischen 20 m und 100 pm.3DCAD-Daten werden typischerweise als STL-Dateien formatiert, die auch häufig in anderen mehrschichtigen 3D-Drucktechnologien verwendet werden.Die CAD-Daten werden in die Slicing-Software importiert und verschiedene Eigenschaftsparameter sowie einige Steuerparameter für den Druck eingestellt.SLM startet den Druckvorgang, indem es eine dünne, gleichmäßige Schicht auf das Substrat druckt, die dann durch die Z-Achse bewegt wird, um die 3D-Form zu drucken.
Der gesamte Druckprozess wird in einem geschlossenen Behälter durchgeführt, der mit einem Inertgas, Argon oder Stickstoff, gefüllt ist, um den Sauerstoffgehalt auf 0,05 % zu reduzieren.SLM steuert den Vibrator, um eine Laserbestrahlung des Kachelpulvers zu erreichen, erhitzt das Metall, bis es vollständig geschmolzen ist, jede Bestrahlungsebene bewegt sich der Arbeitstisch nach unten, der Kachelmechanismus wird erneut ausgeführt, und dann schließt der Laser die Bestrahlung der nächsten Schicht ab , sodass die neue Pulverschicht geschmolzen und mit der vorherigen Schicht verbunden wird. Der Zyklus wird wiederholt, um die 3D-Geometrie zu vervollständigen.Der Arbeitsbereich ist normalerweise mit Inertgas gefüllt, um eine Oxidation des Metallpulvers zu verhindern, und einige verfügen über Luftzirkulationssysteme, um Funken aus dem Laser zu entfernen.
SLM-gedruckte Teile zeichnen sich durch hohe Dichte und hohe Festigkeit aus.Der SLM-Druckprozess ist sehr energieintensiv und jede Metallpulverschicht muss auf den Schmelzpunkt des Metalls erhitzt werden.Die hohen Temperaturen verursachen Restspannungen im SLM-Enddruckmaterial, die die mechanischen Eigenschaften des Teils beeinträchtigen können.
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Autor: Alisa / Lili Lu/ Seazon
