SLM печать

SLM-печать (Selective Laser Melting) — революционная технология селективного лазерного плавления металлических порошков. Она создаёт полностью металлические детали с высокой плотностью. Сегодня эта технология переживает растущий спрос в самых разных отраслях.

Преимущества SLM-печати металлом

SLM-печать является одним из наиболее эффективных аддитивных методов изготовления деталей. Благодаря этой технологии возможно создавать сложные геометрические элементы, которые были бы недоступными при использовании традиционных подходов обработки. Необходимо учитывать, что структуры, напечатанные методом SLM, отличаются высокой точностью и прочными характеристиками.

• • Металлические детали. Процесс SLM-печати позволяет изготавливать прочные и легкие металлические компоненты любой формы.
• • Высокая прочность. Механические свойства напечатанных деталей намного выше, чем у деталей, полученных методом литья.
• • Промышленное применение. Технология используется в авиационной, автомобильной промышленности и медицине, чтобы решить самые сложные производственные задачи.
• • Точность изготовления. Точное управление мощностью лазера обеспечивает минимальный припуск на последующую обработку поверхности.

Особенности проектирования для SLM-печати

При проектировании деталей для SLM-печати необходимо учитывать ряд важных факторов. Несмотря на широкие возможности технологии, разработка модели требует специальных знаний и опыта.

• • Зазор между деталями. При сборочных узлах необходимо выдерживать достаточный зазор между сопрягаемыми поверхностями. Рекомендуемый зазор составляет не менее 0,2 мм с каждой стороны.
• • Усадка материала. Усадка — явление, которое неизбежно при SLM-печати. Программа автоматически рассчитывает коэффициент усадки, однако следует заранее предусмотреть дополнительный припуск.
• • Припуск на обработку. Для достижения идеального размера и чистоты поверхности рекомендуем предусматривать достаточный припуск под последующую механическую обработку.
• • Структура поддержек. Наличие поддержек является типичным требованием при печати нависающих элементов. Оптимальное расположение поддержек сокращает время их удаления.
• • Ячейки решётки. Решетчатые структуры с открытыми ячейками позволяют уменьшить расход металла, уменьшая общую массу детали. Размеры ячеек определяются в зависимости от требуемых механических характеристик.

Геометрия и структура деталей

SLM печать предоставляет возможность создавать детали со сложной внутренней структурой. Это заключается в том, что модели могут включать тонкостенные элементы, удлиненные секции и резкие перепады геометрии. Структура типа ячеек представляет особый интерес для биомедицинского применения — например, при создании имплантатов.

При разработке моделей следует избегать острых углов и резких переходов, которые могут привести к повреждению или деформации в процессе термической обработки. Рекомендуем спроектировать плавные переходы для повышения целостности изделия.

Обработка поверхности после печати

Поверхности напечатанных деталей имеет характерную шероховатость Ra. Для её снижения используется несколько способов финишной отделки:

• • Пескоструйная обработка — делает поверхности равномерно шероховатыми, обеспечивая надежное сцепление с покрытием.
• • Полировка — позволяет добиться гладкой поверхности и улучшить эстетику.
• • Крацевание — механическая обработка для удаления окалины.
• • Гальваническое покрытие — позволяет улучшить коррозионную стойкость.

Шероховатость Ra напечатанных деталей является относительно средней по классу чистоты — около 10–20 мкм. Несмотря на это, современное оборудование, такое как 3д-принтер E-Plus3D EP-M260, обеспечивает качество на уровне лучших промышленных станков.

Резьбовые соединения и отверстия

Резьба в деталях, изготовленная методом SLM-печати, требует особого внимания. Нарезание резьбы непосредственно в напечатанной детали необходимо выполнять с учётом припуска. Рекомендуется применять следующие способы:

• • Сверление и нарезание резьбы на станке после печати — наиболее надёжный метод для точных резьбовых соединений.
• • Фрезерование с использованием прецизионных инструментов для достижения заданного размера отверстия.
• • Использование вторичной обработки с помощью токарного станка — позволяет добиться точного диаметра резьбы.

Отверстия диаметром менее 1 мм требуют особой аккуратности при проектировании. Диаметр отверстия под подшипник или резьбу рекомендуем скорректировать с учётом коэффициента усадки. Размеры следует проверять с помощью контрольной тест-полоски перед финальным запуском в производство.

Сборка деталей

При сборке деталей, напечатанных на slm-принтере, нужно учитывать сопряжение друг с другом. Хорошо подогнанные компоненты должны плотно подходить друг к другу, обеспечивая надёжное соединение.

• • Сборка подвижных узлов: необходимо предусмотреть достаточный зазор для обеспечения подвижность и снижения трения.
• • Для сборки шарниров и движущихся элементов рекомендуется предусматривать зазор не менее 0,3 мм.
• • Неподвижные соединения: для достижения необходимой посадки соединяемыми поверхностями следует учитывать усадку материала.
• • Печать кольчуги и ажурной структуры: такие изделия могут печататься уже в сборе, без дополнительной сборки.

Когда выбирать 3D-печать металлом

3D-печать металлом методом SLM — оптимальный выбор в следующих случаях:

• • Металлические детали со сложной внутренней структурой, которые трудно изготовить на станках или методом литья.
• • Высокая прочность изделия: механические свойства деталей SLM-печати сопоставимы с кованым металлом, а в ряде случаев превосходят его.
• • Медицинские имплантаты: технология широко применяется в эндопротезировании и ортопедической хирургии — например, при изготовлении плечевого сустава или пластины артродеза. Лучшие результаты достигаются при использовании пористой структуры для улучшения остеоинтеграции.
• • Аэрокосмическая отрасль: аддитивное производство позволяет создавать турбинные лопатки и форсунки лучшего качества, с экономией топлива.
• • Конструкторские модели и прототипы: 3Д-печать позволяет быстрее разработать и протестировать модель по сравнению с традиционными методами.

Рекомендации по проектированию

Ниже приведены основные рекомендации для проектирования деталей под SLM-печать. Их соблюдение гарантирует лучшие результаты и снижение процента брака.

1. 1. Используйте САПР-системы с понятным интерфейсом для точного проектирования структур.
2. 2. Учитывайте высоту слоя — как правило, 20–60 мкм — при расчёте итоговых размеров.
3. 3. Предусматривайте припуск на слесарную доработку для критических размеров.
4. 4. Оптимизируйте расположение детали на платформе для минимума поддержек.
5. 5. Применяйте топологическую оптимизацию для снижения нагрузки и уменьшения массы.
6. 6. Проверяйте размер минимальных стенок — для механически нагруженных деталей нужна толщина не менее 0,4 мм.
7. 7. При использовании резьбы M3 и менее — нужно предусмотреть последующее нарезание резьбы на станке.

Если у вас остались вопросы по видам или способам печати — не стесняйтесь написать нам. Мы свяжемся с вами в ближайшее время и поможем разработать оптимальное решение для ваших задач. Также посетите наше портфолио — там вы найдёте примеры успешно реализованных проектов.