Метод селективного лазерного спекания

3D
печать с каждым годом распространяется на всё большее количество сфер
деятельности человека В последнее время активно осваиваются промышленные
отрасли, связанные с:

• Авиастроением;
• Машиностроением;
• Изготовлением деталей для космических аппаратов;
• Добывающей промышленностью и т.д.

Соответственно, и масштабы производства при помощи объёмной
печати растут в геометрической прогрессии, равно как и количество видов
используемого сырья. Если раньше различные предметы производились исключительно
из пластика, то сегодня в тяжёлых отраслях промышленности самым
распространённым материалом являются композитные металлы и сплавы, поставляемые
изготовителям в виде сырья. Именно такую основу использует один из основных
методов обработки
металла при помощи 3Д станков, называемый методом селективного лазерного
спекания.

Основные особенности
технологии

Уже из названия становится ясно, что при селективном методе
обработка сырья происходит по заданному контуру. Рабочий инструмент, лазер,
совершает запрограммированные движения в соответствии с цифровым чертежом в
верхнем слое сырья. После окончания операции сверху наносится новая партия
материала, и действие повторяется. Так происходит до тех пор, пока деталь не
приобретает нужную форму.

В основу методики положен принцип спекания. Композитный
материал, используемый для создания 3Д моделей, состоит из:

• Металлической стружки;
• Термопластика;
• Воды.

В рабочей камере, где происходит обработка лазером,
формируются лишь контуры будущей детали. На выходе получается шероховатое
пористое изделие нужной формы. Однако это не окончательная стадия изготовления.
За ней следует ещё несколько важных операций.

Запекание заготовки

После извлечения заготовки из рабочей камеры, изделие
помещается в специальную печь с высокой температурой. Здесь происходит процесс
запекания пластика, который находится в составе рабочего порошка. Вместе с
водой он выполняет функцию своеобразного клея. А место образовавшихся пор
занимает легкоплавкая бронза. Таким образом, после этого этапа получается литая
заготовка, которая по своим характеристикам схожа с изделием, полученным
методом литья. Однако в последнем случае невозможно добиться столь точных
физических параметров, что выдвигает метод SLS на первый план благодаря своим преимуществам. Именно по этой
причине для авиастроения и производства агрегатов для тяжёлой промышленности
всё чаще используются 3Д принтеры по металлу, а не формы для литья.

Финальная обработка

Но и это ещё не всё. После обжига в промышленной печи и
избавления от пластикового компонента деталь требует зачистки, полировки и
обработки различными составами. Ведь поверхность изделия остаётся шероховатой и
имеет неровности. Механообработка в данном случае является самым целесообразным
методом. Специальные полировальные машины осуществляют зачистку от различных
заусенец, шероховатых участков и т.д. Далее деталь вскрывается
антикоррозионными покрытиями, защитным слоем краски или любым другим составом
на усмотрение заказчика и в соответствии с эксплуатационными условиями.

Лазерная обработка SLS – перспективы и планы

Учитывая, что технология была открыта и запатентована ещё в
1989 году в США, назвать её быстроразвивающейся нельзя. Производители из
металлообрабатывающей сферы с опаской относятся к данному методу. К тому же оборудование,
на котором выполняются работы в промышленных масштабах, сейчас стоит довольно
больших денег. Однако тенденции рынка показывают, что уже через пару лет, а
именно тогда истекает срок множества патентов, благодаря которым
компании-основатели организовали своеобразную монополию, стоимость
профессионального агрегата будет в разы ниже, чем соответствующая оснастка для
литья или ковки. И это неминуемо приведёт к переосмыслению отрасли и её
модернизации. Пока же нам остаётся лишь наблюдать за тем, как технология
медленно, но верно распространяется, проникая в различные сферы нашей жизни и
следить за борьбой между селективным сжиганием и электронно-лучевой плавкой,
которая является прямым конкурентом лазера в данном направлении. Надо сказать,
у последней методики тоже есть свои плюсы, но об этом мы поговорим уже в
следующий раз.