การเผาผนึกด้วยเลเซอร์แบบเลือกจุด (SLS)SLS (Single Left Sorting) เป็นเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่มีประสิทธิภาพสูง จัดอยู่ในกลุ่มกระบวนการหลอมผงพลาสติก (Powder Bed Fusion) ซึ่งสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูงและทนทาน สามารถนำไปใช้งานจริง การผลิตจำนวนน้อย หรือชิ้นส่วนต้นแบบได้โดยตรง ในกระบวนการพิมพ์ด้วยเครื่อง SLS อนุภาคผงพลาสติกขนาดเล็กจะถูกหลอมให้เป็นรูปทรงสามมิติที่ต้องการโดยใช้เลเซอร์กำลังสูง เลเซอร์จะหลอมผงพลาสติกอย่างเลือกสรรวัสดุโดยการสแกนส่วนข้อมูลสามมิติของพื้นผิวของชั้นผง หลังจากสแกนแต่ละส่วนตัดขวางแล้ว ชั้นผงจะถูกลดระดับลงหนึ่งชั้นความหนา จากนั้นเติมวัสดุชั้นใหม่เข้าไป และทำซ้ำกระบวนการเผาผนึกด้วยเลเซอร์แบบเลือกเฉพาะจนกว่าชิ้นส่วนจะเสร็จสมบูรณ์
การพิมพ์ 3 มิติแบบ SLSสามารถใช้ได้ทั้งสำหรับการสร้างต้นแบบชิ้นส่วนพอลิเมอร์ที่มีฟังก์ชันการทำงาน และสำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็กการผลิตเนื่องจากมีอิสระในการออกแบบสูง ความแม่นยำสูง และการผลิตชิ้นส่วนที่มีคุณสมบัติทางกลที่ดีและสม่ำเสมอ ดังแสดงในภาพต่อไปนี้:
1. กระบวนการพิมพ์
① ขั้นแรก ให้ความร้อนแก่ไซโลและพื้นที่ก่อสร้างจนใกล้เคียงกับอุณหภูมิหลอมเหลวของวัสดุวัสดุและมีการวางชั้นของวัสดุผงไว้
② จากนั้นจะใช้เลเซอร์สแกนหน้าตัดของชั้นนี้ เพิ่มอุณหภูมิของผงให้ถึงจุดหลอมเหลว และทำการเผาผนึกเฉพาะบริเวณที่จะพิมพ์เพื่อสร้างพันธะ
③ หลังจากเผาผนึกเสร็จแล้ว แท่นสร้างชิ้นงานจะเลื่อนลง ตัวขูดจะถูกเคลือบด้วยผงวัสดุอีกชั้นหนึ่ง และทำซ้ำขั้นตอนที่สองไปเรื่อยๆ จนกว่าโมเดลทั้งหมดจะเสร็จสมบูรณ์
④ จากนั้นหลังจากพิมพ์เสร็จ ห้องขึ้นรูปจะเย็นลง (โดยทั่วไปต่ำกว่า 40 องศา) และสามารถเริ่มนำชิ้นส่วนออกเพื่อนำไปประมวลผลในขั้นตอนต่อไปได้
2. คุณสมบัติ
ข้อได้เปรียบหลักของ SLSข้อดีคือไม่จำเป็นต้องมีโครงสร้างรองรับ ผงที่ไม่ผ่านการเผาผนึกจะให้การรองรับที่จำเป็นทั้งหมดแก่ชิ้นส่วน ดังนั้น SLS จึงสามารถใช้สร้างรูปทรงเรขาคณิตอิสระได้ ตราบใดที่อยู่ในขอบเขตของกระบวนการพิมพ์ นักออกแบบสามารถใช้ความสามารถของตนได้ตามต้องการโดยไม่ต้องกังวลเรื่องการผลิต
เมื่อพิมพ์ด้วยเทคโนโลยี SLS โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตจำนวนน้อย สิ่งสำคัญคือต้องใช้ปริมาตรการพิมพ์ทั้งหมดให้เกิดประโยชน์สูงสุดและเพิ่มพื้นที่การพิมพ์ (อัตราส่วนปริมาตรของผลิตภัณฑ์ที่พิมพ์ต่อถาดพิมพ์ทั้งหมด) หลังจากกำหนดความสูงการพิมพ์สูงสุดตามความต้องการของเค้าโครงของผลิตภัณฑ์ที่พิมพ์แล้ว เวลาในการพิมพ์จะเท่ากันโดยประมาณ ไม่ว่าจะพิมพ์ผลิตภัณฑ์จำนวนเท่าใดในเครื่องควบคุมการพิมพ์ก็ตาม เนื่องจากความเร็วในการกระจายตัวของแต่ละชั้นเป็นตัวกำหนดเวลาการพิมพ์ทั้งหมด (การสแกนด้วยเลเซอร์เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว) และเครื่องจะต้องวนรอบการพิมพ์จำนวนชั้นเท่ากัน
ดังนั้น สำหรับโรงงานที่จัดหาเอสแอลเอสกระบวนการให้บริการพิมพ์ 3 มิติ สามารถรองรับคำสั่งซื้อจำนวนมาก และเพิ่มประสิทธิภาพการผสมผสานผลิตภัณฑ์ที่สั่งซื้อให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในคลังสินค้าพิมพ์เดียวกันสำหรับการผลิต ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนการพิมพ์และเพิ่มความเร็วในการพิมพ์ได้อย่างมาก (ลดเวลารอคำสั่งซื้อและการผลิต และเริ่มการผลิตได้อย่างรวดเร็ว)
3. ข้อควรพิจารณาในการออกแบบให้มีน้ำหนักเบา
เนื่องจาก SLS ไม่ต้องการ วัสดุสนับสนุนชิ้นส่วนที่มีโพรงสามารถพิมพ์ได้อย่างง่ายดายและแม่นยำ
ชิ้นส่วนกลวงช่วยลดน้ำหนักและต้นทุนของชิ้นส่วน เนื่องจากใช้วัสดุน้อยลง ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ดังนั้น ในระหว่างการออกแบบชิ้นส่วน หรือในระหว่างการประมวลผลข้อมูลก่อนการพิมพ์ จำเป็นต้องพิจารณาช่องระบายผงเพื่อกำจัดผงที่ไม่แข็งตัวออกจากภายในชิ้นส่วน (ซึ่งมีบทบาทสนับสนุนในกระบวนการเผาผนึก) ขอแนะนำให้เพิ่มช่องระบายอย่างน้อย 2 ช่อง ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างน้อย 5 มม. ในการออกแบบของคุณ
หากต้องการความแข็งแรงมากขึ้น ชิ้นส่วนจะต้องถูกพิมพ์แบบตันทั้งหมด อีกทางเลือกหนึ่งคือการออกแบบให้เป็นแบบกลวง โดยไม่ต้องมีรูระบายอากาศ วิธีนี้ ผงที่อัดแน่นจะถูกกักไว้ภายในชิ้นส่วน ทำให้มวลเพิ่มขึ้นและให้การรองรับเพิ่มเติมต่อแรงทางกลโดยไม่ส่งผลกระทบต่อเวลาในการสร้าง สามารถเพิ่มโครงสร้างตาข่ายรังผึ้งภายในส่วนที่กลวงเพื่อเพิ่มความแข็งแรงของชิ้นส่วนได้อีกด้วย
4. ข้อดีและข้อจำกัด
ก) ข้อได้เปรียบที่สำคัญ
b) ชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยเทคโนโลยี SLS มีคุณสมบัติทางกลที่เป็นเนื้อเดียวกันที่ดี ทำให้เหมาะสำหรับชิ้นส่วนใช้งานและต้นแบบต่างๆ
ค) เทคโนโลยี SLS ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวรองรับ และสามารถผลิตชิ้นงานที่มีรูปทรงเรขาคณิตซับซ้อนได้อย่างง่ายดาย
d) ศักยภาพในการผลิตของเอสแอลเอสเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตในปริมาณน้อยและปานกลาง
② ข้อเสียหลัก:
ก) ความหยาบของพื้นผิวและรูพรุนภายในของชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยเทคโนโลยี SLS อาจต้องผ่านกระบวนการหลังการผลิต หากต้องการพื้นผิวเรียบหรือคุณสมบัติกันน้ำ
b) ความหยาบของพื้นผิวและรูพรุนภายในของชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยวิธี SLS อาจต้องผ่านกระบวนการหลังการผลิต หากต้องการพื้นผิวเรียบหรือคุณสมบัติกันน้ำ
4. คำลงท้าย
บริการเทคโนโลยีการพิมพ์ SLS/MJF ของ JSADD 3D ใช้พื้นฐานจากวัสดุไนลอน HP ซึ่งเป็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไปในตลาด –สีขาว/เทา/ดำ PA12 และ MJF PA12 และ PA12GBและได้รับการยอมรับจากลูกค้าในหลายประเทศทั่วโลกในด้านคุณภาพสูง
ผู้ร่วมเขียน:นีน่า
