Синтез на подложке (PBF/SLS/DMLS/SLM/EBM)

Синтез на подложке, или порошковый послойный синтез, включает в себя несколько технологий 3D-печати, которые используют порошковые материалы и энергию (лазер, электронный луч) для создания твердых объектов. Эти технологии включают PBF (Powder Bed Fusion), SLS (Selective Laser Sintering), DMLS (Direct Metal Laser Sintering), SLM (Selective Laser Melting) и EBM (Electron Beam Melting). Рассмотрим каждую из них подробнее:

PBF (Powder Bed Fusion)

PBF - общее название для методов 3D-печати, в которых используется плавление или спекание порошкового материала в рабочей области (подложке) послойно.

• Процесс:
  • Платформа покрыта тонким слоем порошкового материала.
  • Источник энергии (лазер или электронный луч) сканирует и сплавляет или спекает порошок в соответствии с данными 3D-модели.
  • Платформа опускается, и новый слой порошка наносится на предыдущий, процесс повторяется.

SLS (Selective Laser Sintering)

SLS - технология, использующая лазер для спекания порошковых материалов, таких как пластики, керамика или металлы, не доводя их до точки плавления.

• Материалы: Нейлон, полиамиды, стеклонаполненные полиамиды, некоторые металлические порошки.
• Преимущества: Возможность создания сложных геометрических форм без поддержки, хорошая механическая прочность изделий.
• Недостатки: Шероховатая поверхность, ограниченная точность по сравнению с другими методами.

DMLS (Direct Metal Laser Sintering)

DMLS - метод, аналогичный SLS, но используемый исключительно для металлических порошков. Порошок спекается лазером при высокой температуре.

• Материалы: Титан, алюминий, нержавеющая сталь и другие металлические сплавы.
• Преимущества: Высокая прочность и точность, возможность создания функциональных металлических деталей.
• Недостатки: Высокая стоимость оборудования и материалов, необходимость постобработки.

SLM (Selective Laser Melting)

SLM - технология, в которой лазер используется для полного плавления металлического порошка, что приводит к образованию полностью плотных металлических объектов.

• Материалы: Титан, алюминий, нержавеющая сталь, кобальт-хромовые сплавы.
• Преимущества: Высокая плотность и механическая прочность деталей, возможность создания сложных геометрических форм.
• Недостатки: Высокая стоимость, сложность управления процессом, необходимость постобработки.

EBM (Electron Beam Melting)

EBM - технология, использующая электронный луч для плавления металлического порошка в вакуумной камере.

• Материалы: Титан, никелевые сплавы.
• Преимущества: Высокая плотность и механическая прочность изделий, меньшие остаточные напряжения благодаря работе в вакууме.
• Недостатки: Высокая стоимость, ограниченный выбор материалов, необходимость работы в вакуумной среде.

Преимущества синтеза на подложке

• Высокая точность и разрешение: Возможность создания сложных и точных деталей.
• Механическая прочность: Изготовление функциональных деталей с высокими механическими свойствами.
• Минимальное использование поддержек: Порошок поддерживает модель во время печати, уменьшая необходимость в дополнительных структурах.
• Широкий спектр материалов: Использование разнообразных материалов, включая металлы, полимеры и керамику.

Недостатки синтеза на подложке

• Высокая стоимость: Дорогостоящее оборудование и материалы.
• Постобработка: Необходимость удаления излишков порошка и термической обработки для достижения конечных свойств.
• Ограниченная скорость печати: Процесс может быть медленным, особенно для больших объектов.

Применение

• Авиакосмическая промышленность: Производство сложных и легких компонентов.
• Медицина: Изготовление имплантатов и протезов на заказ.
• Автомобильная промышленность: Создание прототипов и функциональных деталей.
• Инженерия и производство: Изготовление инструментов, форм и функциональных компонентов.

Технологии синтеза на подложке предоставляют уникальные возможности для создания высокоточных, прочных и функциональных деталей, что делает их востребованными в различных высокотехнологичных отраслях.