Utforska

SLS 3D-printing

Teknik och tillämpning av SLS 3D-printing

Selective Laser Sintering, allmänt känt som SLS, är en additiv tillverkningsprocess som faller under kategorin Powder Bed Fusion.

Ingenjörer och tillverkare inom många områden förlitar sig på SLS 3D-printing på grund av dess förmåga att generera robusta, funktionella komponenter med komplexa geometrier.

I den här guiden lär du dig de grundläggande principerna för SLS samt system och material som för närvarande finns på marknaden.

Innehåll i denna guide

Vad är SLS 3D-printing?

Selective Laser Sintering är en 3D-utskriftsteknik som använder en laserstråle för att smälta samman mikroskopiska partiklar av polymerpulver, lager för lager, för att bilda en solid struktur – en sammansmält 3D-utskrift.

Sedan starten har SLS 3D-printing blivit en av de mest eftertraktade teknikerna för att generera 3D-delar. Den har tillämpningar inom många branscher – brotillverkning, snabb prototyptillverkning, tillverkning av små serier och skräddarsydd tillverkning – främst på grund av dess robusthet. Med SLS 3D-printing kan du skriva ut funktionella prototyper, reserv- eller servicedelar och även färdiga produkter.

De senaste framstegen inom teknik, material och mjukvara har gjort SLS-utskrift till en central komponent i många branscher.

SLS technology

 Modell av SLS 3D-utskriftsprocessen.

Vilka material används inom SLS 3D-printing?

De vanligaste materialen för SLS 3D-printing är polyamid (PA), även känd som nylon, som PA 11 eller PA 12. Dessa två material har lite olika mekaniska egenskaper. PA 12 är tuff och mer allmänt använd medan PA 11 är mer flexibel. För specifika och mycket krävande applikationer finns andra tekniska polymerer.

Olika tillsatser kan användas i polyamidpulvret för att förbättra en komponents mekaniska och termiska egenskaper. Kolfibrer, glasfibrer och aluminium är exempel på tillsatser. Med tillsatser tenderar komponenten att vara hårdare och mer anisotropisk i  sitt beteende.

Material inom SLS 3D-printing inkluderar

Aurora SLS-pulver

Läs mer om tekniska specifikationer och användningsområden för specifika SLS-pulver på vår materialsida

Hur fungerar SLS 3D-printing?

SLS-metoden för 3D-printing  använder en laserstråle för att smälta samman små partiklar av polymerpulver. Det skapar en solid form av ett tvärsnitt av komponenten och lager för lager skannas hela tvärsnittet för att konstruera en robust del. Proceduren förklaras steg-för-steg nedan.

Filens utformning och förberedelse

När du formger din modell kan du använda ett CAD-program eller 3D-skanningsdata och spara dem i ett filformat som är kompatibelt med 3D-printing, vanligtvis STL eller OBJ.

Många SLS-skrivare levereras med ett program som låter dig välja utskriftsparametrar, bestämma position på och organisera modeller, beräkna utskriftstider och dela upp den digitala modellen i lager.

Efter den första förberedelsen använder utskriftsmjukvaran en trådlös anslutning (eller ibland en kabelanslutning) för att kommunicera instruktionerna till skrivaren. Några av de nya aktörerna på SLS-marknaden har även SLS-skrivare med mjukvara som förenklar installationen dramatiskt, vilket eliminerar behovet av dedikerade operatörer.

Orthotics Software

3D-modeller förbereds för utskrift.

SLS 3D-skrivare laddas med pulver.

Gör skrivaren redo att köra

Olika system har olika arbetsflöden för att göra skrivaren redo att användas. Traditionella SLS-system kräver en betydande mängd utbildning, verktyg och fysiskt arbete för att förbereda och underhålla dem. Vissa nya SLS 3D-skrivare är dock exceptionellt enkla att använda även för en komplett lekman.

Efter installation måste maskinen laddas med pulver. Det här kan vara en rörig (och potentiellt farlig) upplevelse om du inte väljer en skrivare som har löst utmaningen med pulverhantering via förpackningar som är helt integrerade med SLS 3D-skrivaren vilket gör laddning både bekväm och säker.

Utskrift

När alla kontroller är genomförda inför utskrift är maskinen redo att börja skriva ut. SLS 3D-printing kan ta allt från några timmar till flera dagar, beroende på komponenternas storlek, krånglighet och täthet. Tillverkningen sker i en anpassad atmosfär, vid temperaturer strax under pulvrets smältpunkt och skrivarens konstruktion. Den exakta temperaturen varierar men är i allmänhet inte särskilt långt borta från 200 °C.

När utskriftsprocessen är klar måste byggkammaren svalna så att lämpliga mekaniska egenskaper hos det utskrivna objektet kan uppnås. Forcerad nedkylning kan resultera i slagna tunna delar och andra oönskade effekter. Nedkylningstiden är ungefär densamma som själva utskriftstiden.

SLS 3D Printing live

Kameraström som visar sintringsprocessen.

Depowdering with Density

En utskriven del som rengörs med vattenblästring.

Ta ut delar och avlägsna pulver

Nästa steg är att ta ut de färdiga komponenterna ur byggkammaren och på något sätt ta bort det osmälta pulvret från de inre delarna av det utskrivna föremålet. Detta kan vara en helt manuell (och mycket dammig) process med en rengöringsstation, men moderna lösningar innebär att man använder antingen tryckluft eller en bläster i en sluten miljö.

Jämfört med andra 3D-utskriftsprocesser, kräver rengöringen av SLS-komponenter betydligt mindre tid och ansträngning. På grund av frånvaron av stödstrukturer är det enkelt att skala upp och ger resultat som är tillförlitliga över hela serier av komponenter.

Pulveruppsamling

I processen att rengöra delarna från osintrat pulver samlas överskottspulvret upp och återvinns. Men eftersom pulvret har utsatts för höga temperaturer, lider det av mindre degradering. För att säkerställa kvaliteten på följande utskriftsjobb är det vanligt att ersätta en del av pulvret med helt nytt material för att säkerställa lyckade utskrifter. Att behålla en högre andel återanvänt pulver sparar både kostnader och på miljön.

Med tiden kan en bra SLS 3D-skrivare spara på kostnader för pulver. Som köpare av SLS 3D-skrivare kan du vilja överväga andelen nytt kontra återvunnet pulver dina utskrifter kommer att behöva innan du bestämmer dig för vilken skrivare du ska köpa.

Part extraction

Delar som tas ut från pulverbädden.

Y connector with and without post treatment

SLS 3D-printad del behandlad med ångutjämning (till höger).

Efterbehandling

Efter rengöring eller pulveravlägsning, är de 3D-printade delarna redo att användas. Men för att få riktigt fina kvalitetsdelar finns det några viktiga punkter att tänka på.

Kornighet är typiskt för alla SLS 3D-utskrifter som standard. Om du vill att dina SLS-komponenter ska ha en jämnare ytkvalitet kan ytterligare blästring eller trumling användas. Beläggning, galvanisering, spraymålning och lackering är några metoder som kan användas för att skapa önskad färg, finish och ytstruktur. Exempel på sådana metoder inkluderar vattenbeständighet (beläggning) och konduktivitet (galvanisering).

När ska du använda dig av SLS 3D-printing?

Här är några användningsfall för SLS 3D-printing.

Snabb prototypframställning

SLS är en utmärkt snabb metod för att snabbt ta fram prototyper av funktionella polymerer på grund av sin höga grad av designfrihet och precision. Till skillnad från andra 3D-utskriftsmetoder (som FDM eller SLA) genererar den produkter med konsekvent höga mekaniska kvaliteter. Om du letar efter ett sätt att ta fram komponenter som är lika bra som slutprodukten, är detta det bästa alternativet för dig.

Lågvolymtillverkning

Jämfört med formsprutning är SLS 3D-printing ett utmärkt val för tillverkning av små volymer. Komplexa former och geometrier kan produceras med SLS, såväl som ett brett utbud av ytbehandlingar och ledtider.

SLS och FDM – en jämförelse

Vet du skillnaden mellan SLS och FFF (även känd som FDM)? Lär dig mer om skillnaderna och användningsområdena i vår jämförelseartikel

Funktionella prototyper

Lär dig mer om hur du kan använda SLS 3D-printing för snabb prototypframställning och för att skapa funktionella prototyper för dina produktutvecklingsprojekt

Begränsningar inom SLS 3D-printing

Selective Laser Sintering är en av de mest använda additiva tillverkningsprocesserna. Den har dock vissa begränsningar. Det här är några saker att tänka på:

Vanliga designapplikationer för SLS 3D-printing

Många industrier använder SLS 3D-printing som en integrerad metod för produktutveckling. Följande är några komponenter som produceras med SLS 3D-printing.

Ett komplett ekosystem för SLS 3D-printing

Gravity SLS 3D printer

SLS 3D-skrivare

SLS 3D-skrivaren Gravity och dess ekosystem kan placeras i nästan vilken miljö som helst och är lätt att komma igång med oavsett tidigare erfarenhet av additiv tillverkning.

Orthotics Software

Molnprogramvara

Mjukvaran Deep Space låter dig enkelt placera 3D-filer i den virtuella byggvolymen och stapla kopior ovanpå varandra samtidigt som materialförbrukningen hålls nere.

Orthotics Materials

Material

Vi erbjuder ett av de bredaste sortimenten av SLS-pulver för additiv tillverkning, som täcker allt från riktigt mjuka material till riktigt styva med fiberförstärkning.

Vill du veta mer? Kontakta våra produktspecialister

Vi svarar på alla dina SLS-relaterade frågor  Lär dig mer om vår SLS-utrustning, våra pulvermaterial, mjukvara eller be om  en offert på vårt system Prata med en expert