Co to jest selektywne spiekanie laserowe?

Selektywne spiekanie laserowe to metoda produkcji, w której do topienia proszku o określonym kształcie wykorzystuje się laser wysokotemperaturowy. Proces ten jest rodzajem wytwarzania przyrostowego, co oznacza, że ​​przedmiot jest budowany z materiałów w ostateczną formę. Jest to przeciwieństwo bardziej powszechnej produkcji subtraktywnej, w której materiał jest usuwany z elementu, aż do osiągnięcia ostatecznego kształtu. Selektywne spiekanie laserowe wymaga modelu komputerowego lub opisu gotowego elementu. Program naprowadzania laserowego odczyta model i powoli zbuduje kształt z dostępnych materiałów.

Proces selektywnego spiekania laserowego rozpoczyna się od stworzenia komputerowej reprezentacji gotowego elementu. Ta reprezentacja jest często tworzona za pomocą oprogramowania do projektowania, dzięki czemu końcowy element można łatwo obejrzeć w wirtualnej przestrzeni. Jeśli oprogramowanie do projektowania nie jest używane, możliwe jest tworzenie modeli matematycznych lub programowanych, które istnieją tylko jako kod. Te elementy mogą mieć bardzo wąskie specyfikacje, ale są znacznie trudniejsze do wykonania.

Po utworzeniu modelu program do selektywnego spiekania laserowego odczytuje dane i aktywuje laser. Ta maszyna jest zazwyczaj wysokotemperaturowym laserem przemysłowym, takim jak laser dwutlenku węgla. Ciepło z lasera łączy sproszkowany materiał, uderzając go bardzo gorącymi impulsami. Działanie lasera zatrzymuje wtórne nagrzewanie, co zapobiega przywieraniu niechcianych materiałów do obrabianego przedmiotu lub niezamierzonemu stopieniu.

Proszek używany do selektywnego spiekania laserowego jest zazwyczaj dwuskładnikową mieszaniną. Wewnętrzne jądro proszku to gęsty materiał, który nadaje ciężar i strukturę końcowemu kawałkowi. Ta wewnętrzna końcówka jest pokryta materiałem łatwo topliwym, takim jak nylon lub plastik. Gdy używany jest proszek jednoczęściowy, zwykle składa się on z piasku lub metalu — dwóch materiałów, które dobrze się topią, ale nadal zapewniają odpowiednią strukturę. Mieszanki jednoczęściowe często dają gotowe produkty o wyższej jakości, ale ich produkcja jest zazwyczaj wyższa i wymaga wyższego ciepła do stopienia.

Laser wykonuje obrabiany przedmiot po jednej warstwie na raz. Proszek topi się w część końcowego kawałka i pozostawia do ostygnięcia. Następnie laser wykonuje następną część, a potem następną, każda z krótkim czasem chłodzenia pomiędzy. W zależności od użytych materiałów, okres chłodzenia może wynosić od kilku sekund do prawie niezauważalnego czasu. W miarę narastania kawałka nie wymaga wsparcia z zewnątrz, ponieważ nadmiar proszku w zbiorniku podtrzymuje go ze wszystkich stron.