1 .Fundamentals of SLM
با استفاده از پرتوهای لیزر پرانرژی به عنوان منبع گرما، فناوری SLM - یک روش چاپ سه بعدی فلزی مبتنی بر بستر پودری - اسکن و ذوب پودر فلز لایه به لایه، اشیاء سه بعدی تولید می کند. یک محفظه پر از پودر فلز، بخش اساسی فرآیند چاپ SLM است. پودر با استفاده از تیغه های پوشش بر روی بستر یا تخته ساختمان در لایه های کاملا نازک توزیع می شود. سپس لیزرهای پرقدرت به طور انتخابی اجزای پودر را بسته به داده های CAD ذوب می کنند تا برش های دوبعدی از اجزا ایجاد شود. سپس تخته ساختمانی یک لایه پایین می آید، سپس با یک لایه پودر تازه روی تیغه پوشش داده شده پوشانده می شود و این روند را تا زمانی که چاپ به طور کلی تمام شود تکرار می کند.
2. هدف از تشویق
تکنیک چاپ SLM به ساختار پشتیبانی بستگی دارد. پشتیبانی بیشتر در خدمت جبران استرس ، پشتیبانی و رفع و ایجاد کانال است. ساختار پشتیبانی می تواند پشتیبانی لازم را برای جلوگیری از فروپاشی یا تغییر شکل این قسمت ها در طی مراحل چاپ در هنگام وجود ساخت و سازهای معلق ، سازه های پل یا دامنه های شیب دار در مدل چاپی ارائه دهد. پشتیبانی همچنین می تواند به جبران استرس تولید شده در طی فرآیند چاپ کمک کند ، بنابراین دقت و ثبات مدل را افزایش می دهد. علاوه بر این با تشکیل کانال های پراکنده ، ساختار پشتیبانی می تواند دمای استخر ذوب ذوب لیزر را کاهش دهد ، چسبندگی پودر را در اطراف استخر ذوب کاهش داده و کیفیت قالب گیری SLM را افزایش دهد.
3. نیاز به چاپ SLM به پشتیبانی
اگرچه فرآیند چاپ SLM بستگی زیادی به ساختار پشتیبانی دارد، اما همیشه ضروری نیست. اینکه آیا پشتیبانی مورد نیاز است بیشتر به عناصری از جمله شکل هندسی مدل، شرایط چاپ و مواد مورد استفاده بستگی دارد. گاهی اوقات می توان با تغییر پارامترهای چاپ از جمله قدرت لیزر، سرعت اسکن و ضخامت لایه برای اشکال هندسی پایه و قطعات معلق کوچکتر، نیاز به پشتیبانی را از بین برد. سازه‌های پشتیبان معمولاً برای سیستم‌های داخلی پیچیده، اجزای معلق بزرگ یا شیب‌های تند بسیار مهم هستند.
به طور گسترده ای در شکل گیری 3D فلزی SLM از پشتیبانی مخروط و مش استفاده می شود. به ویژه در تولید قطعات فلزی پیچیده ، این سیستم های پشتیبانی ممکن است قطعات معلق را به طور مؤثر حفظ کرده و ثبات ساختاری را حفظ کنند. علاوه بر این ، در مدل هایی که نیاز به تلنگر یا مدل های بزرگ و سنگین دارند ، ساختار پشتیبانی نیز می تواند موقعیت مدل را اصلاح کند تا از سوء استفاده یا تغییر شکل در هنگام چاپ یا تلنگر جلوگیری کند.
4. روش هایی برای به حداقل رساندن پشتیبانی
در حالی که فرآیند چاپ SLM به ساختار پشتیبانی بستگی دارد ، پشتیبانی بیش از حد ممکن است هزینه های مواد و زمان را افزایش داده و برخی از چالش های پس از پردازش را ایجاد کند. در نتیجه ، باید در فرآیند طراحی و چاپ اقدامات لازم انجام شود تا به اندازه امکان استفاده از تکیه گاهها را کاهش دهد. اینها برخی از تکنیک های برنده هستند:
بهبود معماری مدل: سعی کنید شیوع اجزای معلق و دامنه های شیب دار در طراحی مدل را محدود کنید و در نتیجه اعتماد کمتری به ساختارهای پشتیبانی داشته باشید. با استفاده از طراحی ساختاری معقول ، مدل می تواند جمع و جور تر و پایدار تر شود ، در نتیجه بار پشتیبانی مورد نیاز را به حداقل می رساند.
تغییر زاویه چاپگر: چرخاندن مدل به اجزای پیچیده کمک می کند تا در جهت گیری قابل چاپ تری قرار گیرند، بنابراین تقاضا برای ساختارهای پشتیبان کاهش می یابد. برای مثال، برای عناصر معلق مدل، کج کردن یا جهت دهی آن به صورت افقی، می تواند پشتیبانی بهتری ارائه دهد.
متناسب ترین پارامترهای چاپ را بسته به پیچیدگی و نیازهای جزئیات مدل انتخاب کنید. تغییر صحیح فاکتورهایی مانند ارتفاع لایه، سرعت پر شدن و قدرت لیزر به مدل کمک می‌کند تا استحکام بیشتری داشته باشد و نیاز به پشتیبانی از ساخت و ساز را کاهش دهد.
چندین چاپگر سه بعدی اجازه استفاده از مواد پشتیبانی محلول را می دهند. خیساندن ساختار نگهدارنده در آب یا حلال دیگر حذف آن را پس از چاپ آسان می کند. این رویکرد می تواند به کیفیت سطح و ظاهر مدل علاوه بر برش تکیه گاه مورد نیاز کمک کند.
برای کاهش استفاده از ساختار پشتیبانی و افزایش راندمان حذف ، پارامترهای ساختار پشتیبانی در برنامه برش از جمله چگالی ، ضخامت و شکل را تغییر دهید. به طور همزمان ، انواع مختلفی از پشتیبانی مانند پشتیبانی از شبکه ، پشتیبانی مخروطی و غیره.