Ընտրողական լազերային սինթերացումը (SLS) 3D տպագրության ամենատարածված տեխնոլոգիաներից մեկն է, որը հայտնի է իր բարձր ճշգրտությամբ, բազմակողմանիությամբ և բարդ մասեր արտադրելու ունակությամբ: Այն դարձել է անկյունաքարային գործոն արդյունաբերություններում՝ սկսած ավիատիեզերական արդյունաբերությունից մինչև ավտոմոբիլային և բժշկական սարքավորումների արտադրություն: Այս հոդվածում մենք կուսումնասիրենք SLS-ի աշխատանքի սկզբունքը, օգտագործվող նյութերը, դրա կիրառությունները, ինչպես նաև այս 3D տպագրության մեթոդի առավելություններն ու թերությունները:
SLS-ը հավելումային արտադրության գործընթաց է, որն օգտագործում է լազեր՝ փոշիացված նյութը թրծելու համար, մասնիկները միացնելով միմյանց՝ շերտ առ շերտ ձևավորելով ամուր կառուցվածք: Գործընթացը սկսվում է եռաչափ մոդելի բարակ լայնական հատույթների կտրվածքով: Փոշու բարակ շերտը տարածվում է կառուցման հարթակի վրա, և հզոր լազերը ընտրողաբար հալեցնում է փոշին՝ համաձայն տպագրվող մասի լայնական հատույթի: Շերտի ավարտից հետո կառուցման հարթակը իջնում է, և վերևում ավելացվում է փոշու նոր շերտ: Այս գործընթացը կրկնվում է մինչև մասը լիովին կառուցվի: Մասը շրջապատող չթրծված փոշին հանդես է գալիս որպես հենարանային նյութ՝ վերացնելով կառուցման ընթացքում լրացուցիչ հենարանային կառուցվածքների անհրաժեշտությունը:
SLS-ի հիմնական առավելություններից մեկը բարդ երկրաչափություններ ստեղծելու ունակությունն է՝ առանց հենարանային կառուցվածքների անհրաժեշտության: Սա այն իդեալական է դարձնում խոռոչ հատվածներով, կտրվածքներով կամ ներքին առանձնահատկություններով բարդ ձևեր ստանալու համար, որոնք դժվար կամ անհնար է ստանալ ավանդական արտադրական մեթոդներով:
SLS տպագրության մեջ օգտագործվող նյութեր
SLS-ը շատ բազմակողմանի է նյութերի առումով՝ առաջարկելով տարբեր կիրառությունների համար հարմար փոշիների լայն տեսականի: SLS-ի համար ամենատարածված նյութը նեյլոնն է (հայտնի է նաև որպես պոլիամիդ), որը ապահովում է ամրության, ճկունության և դիմացկունության լավ հավասարակշռություն: Նեյլոնի վրա հիմնված փոշիները, ինչպիսին է PA12-ը, լայնորեն օգտագործվում են ինչպես ֆունկցիոնալ նախատիպերի, այնպես էլ վերջնական օգտագործման մասերի համար:
Նեյլոնից բացի, SLS-ը կարող է օգտագործվել նաև այլ նյութերի հետ, այդ թվում՝ պոլիստիրոլի, ջերմապլաստիկ էլաստոմերների (TPE) և մետաղների հետ։ Ապակե լցված նեյլոնը մեկ այլ տարածված ընտրություն է բարձրացված ամրություն և կոշտություն պահանջող կիրառությունների համար։ Բարձր արդյունավետությամբ մասերի համար կարող են օգտագործվել տիտան և չժանգոտվող պողպատի նման նյութեր, մասնավորապես՝ ավիատիեզերական և բժշկական արդյունաբերություններում, որտեղ ամրության և քաշի բարձր հարաբերակցությունը և ջերմության ու կոռոզիայի նկատմամբ դիմադրությունը կարևոր են։
SLS-ում նյութերի ընտրությունը չի սահմանափակվում միայն պլաստիկե փոշիներով: Մետաղական կամ ածխածնային մանրաթելային հավելանյութեր պարունակող կոմպոզիտային փոշիները նույնպես մեծ ժողովրդականություն են վայելում այնպիսի կիրառություններում, որոնք պահանջում են որոշակի մեխանիկական հատկություններ, ինչպիսիք են ամրության բարձրացումը, ջերմային դիմադրությունը կամ հաղորդունակությունը:
SLS տպագրության կիրառությունները
SLS տեխնոլոգիան լայնորեն կիրառվում է տարբեր ոլորտներում՝ իր բազմակողմանիության և բարդ, դիմացկուն մասեր արտադրելու ունակության շնորհիվ: Հիմնական կիրառություններից մեկը ավիատիեզերական արդյունաբերությունն է, որտեղ անհրաժեշտ են թեթև, բարձր ամրության մասեր: SLS-ը թույլ է տալիս ստեղծել բարդ երկրաչափություններ, որոնք ավանդական մեթոդները, ինչպիսիք են մեքենայացումը կամ ներարկման ձուլումը, հեշտությամբ չեն կարող կրկնօրինակել:
Մեկ այլ կարևոր կիրառություն է ավտոմոբիլային արդյունաբերությունը, որտեղ SLS-ը օգտագործվում է ֆունկցիոնալ նախատիպերի, պատվերով պատրաստված մասերի և նույնիսկ վերջնական արտադրական բաղադրիչների արտադրության համար: Բարդ և պատվերով պատրաստված երկրաչափություններ արագ և ծախսարդյունավետ ստեղծելու ունակությունը SLS-ը դարձնում է արժեքավոր գործիք նախատիպերի ստեղծման ծախսերը կրճատելու և նախագծման ցիկլը արագացնելու նպատակով տրանսպորտային միջոցների արտադրողների համար:
Բժշկական ոլորտում SLS-ը օգտագործվում է անհատականացված իմպլանտների, պրոթեզների և վիրաբուժական գործիքների արտադրության համար: Հիվանդի համար նախատեսված մասեր, ինչպիսիք են անհատականացված օրթոպեդիկ միջադիրները կամ ատամնային իմպլանտները, ստեղծելու հնարավորությունը հեղափոխություն է մտցրել անհատականացված բժշկության մեջ՝ թույլ տալով ստեղծել ավելի լավ տեղավորվող և ավելի արդյունավետ բժշկական սարքեր:
Բացի այդ, SLS-ը ժողովրդականություն է ձեռք բերել սպառողական ապրանքների, նորաձևության և ճարտարապետության ոլորտներում՝ արագ նախատիպերի ստեղծման և փոքր ծավալի արտադրության համար: Տեխնոլոգիան նաև լայնորեն կիրառվում է էլեկտրոնիկայի, արդյունաբերական սարքավորումների և պաշտպանության նման ոլորտների ֆունկցիոնալ մասեր ստեղծելու համար:
SLS տպագրության առավելությունները
SLS 3D տպագրության հիմնական առավելություններից են բարդ երկրաչափություններ ստեղծելու ունակությունը, նյութերի բազմակողմանիությունը և հենարանային կառուցվածքների անհրաժեշտության բացակայությունը: Տեխնոլոգիան գերազանցում է բարձր ֆունկցիոնալ, դիմացկուն մասեր արտադրելու հարցում՝ առանց դիզայնի ազատությունը զոհաբերելու: Սա հատկապես օգտակար է այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են ավիատիեզերական, ավտոմոբիլային և առողջապահական արդյունաբերությունը, որտեղ կարևոր են և՛ ֆունկցիոնալությունը, և՛ անհատականացումը:
SLS-ը նաև բարձր արդյունավետության տեխնոլոգիա է ցածր ծավալի արտադրության համար: Ի տարբերություն ավանդական արտադրական մեթոդների, SLS-ը կարող է արտադրել մասերի փոքր խմբաքանակներ՝ առանց թանկարժեք գործիքակազմի կամ կաղապարների անհրաժեշտության: Սա այն դարձնում է գրավիչ տարբերակ այն ընկերությունների համար, որոնք պահանջում են արագ նախատիպերի ստեղծում կամ սահմանափակ արտադրական շարքեր:
Ավելին, SLS մասերը սովորաբար ամուր, դիմացկուն և ջերմակայուն են, ինչը դրանք հարմար է դարձնում արդյունաբերական լայն շրջանակի կիրառությունների համար: Մետաղական փոշիների օգտագործումը հետագայում ընդլայնում է նյութերի հնարավորությունները՝ թույլ տալով ստեղծել մասեր, որոնք ապահովում են կարևորագույն արդյունաբերությունների համար անհրաժեշտ ամրությունն ու ճշգրտությունը:
SLS տպագրության թերությունները
Չնայած բազմաթիվ առավելություններին, SLS 3D տպագրությունն ունի որոշ թերություններ։ Հիմնական մարտահրավերներից մեկը սարքավորումների և նյութերի համեմատաբար բարձր գինն է, մասնավորապես փոքրածավալ գործողությունների համար։ Գործընթացը պահանջում է զգալի ներդրումներ հզոր լազերների, փոշու մշակման համակարգերի և հետմշակման սարքավորումների մեջ։
Մեկ այլ թերություն SLS մասերի մակերեսային մշակումն է: Չնայած մասերը, ընդհանուր առմամբ, ամուր և ֆունկցիոնալ են, դրանք հաճախ ունեն կոպիտ մակերեսային հյուսվածք՝ համեմատած ավանդական ներարկման ձուլման կամ մեքենայական մշակման միջոցով պատրաստված մասերի հետ: Սա երբեմն կարող է պահանջել լրացուցիչ հետմշակում, ինչպիսիք են հղկումը կամ ծածկույթը՝ տեսքը կամ մակերեսի որակը բարելավելու համար:
Բացի այդ, չնայած SLS գործընթացը կարող է մշակել բարդ երկրաչափություններ, հավաքման արագությունը ավելի դանդաղ է 3D տպագրության այլ մեթոդների համեմատ, մասնավորապես մեծ մասերի համար: Շերտ առ շերտ մոտեցումը նշանակում է, որ տպագրության ժամանակը կարող է զգալիորեն աճել՝ մասի չափի և բարդության աճին զուգընթաց:
Եզրակացություն
SLS 3D տպագրությունԲազմակողմանի և հզոր տեխնոլոգիա է՝ լայն կիրառություններով բազմաթիվ ոլորտներում: Առանց հենարանային կառուցվածքների բարդ մասեր արտադրելու դրա կարողությունը, զուգորդված նյութական բազմակողմանիության և ֆունկցիոնալ նախատիպերի և վերջնական օգտագործման մասերի համար պիտանիության հետ, այն դարձնում է ժամանակակից արտադրության կարևոր գործիք: Այնուամենայնիվ, դրա համեմատաբար բարձր արժեքը, դանդաղ կառուցման արագությունը և կոպիտ մակերեսային մշակումը կարող են մարտահրավերներ ներկայացնել որոշ կիրառությունների համար: Քանի որ տեխնոլոգիան շարունակում է զարգանալ, հավանական է, որ այս սահմանափակումներից շատերը կլուծվեն, ինչը SLS-ը կդարձնի ավելի արժեքավոր ակտիվ հավելումային արտադրության ապագայում:
