Metallin lasersintraus

Metallin lasersintraus (DMLS) on teollinen 3D-tulostusprosessi, jolla valmistetaan täysin toiminnallisia prototyyppejä sekä tuotanto-osia seitsemässä päivässä tai nopeammin. Erilaisilla metallimateriaaleilla saadaan rakennettua osia jotka soveltuvat lopputuotesovellutuksiin.

Mitä on metallin 3D-tulostus?

DMLS on 3D-tulostusmenetelmä, jossa sulatetaan yhteen metallipulverikerroksia tietokoneohjatulla, tehokkaalla lasersäteellä.

Click to enlarge

Miten metallin lasersintraus toimii?

Metallin lasersintrauksessa käytetään laseria, joka piirtää metallipulverin pintaan. Niissä pisteissä joiden yli laser liikkuu, muuttuu pulveri kiinteäksi. Jokaisen kerroksen jälkeen kone levittää pinnalle uuden kerroksen pulveria ja tämä toistetaan kerros-kerrokselta, kunnes metalliosan valmistus on suoritettu.

Kun valmistus on päättynyt, ylimääräinen pulveri poistetaan manuaalisesti osien ympäriltä. Riippuen metallista josta osat on tehty, saavat ne tarpeellisen lämpökäsittelyn tukirakenteiden ollessa vielä kiinni. Näin alennetaan osien sisäisiä jännityksiä. Tämän jälkeen osat otetaan rakennustasolta pois ja tukirakenteet poistetaan erilaisia työkaluja käyttäen, jonka jälkeen osat tarpeen mukaan viimeistellään raekuulapuhalluksella ja purseenpoistolla. Lopulliset DMLS-osat ovat lähellä 100% tiheyttä.

Tarjoamme useita muita toissijaisia ​​palveluja projektin tukemiseksi.

Mitä teollinen 3D-tulostus on?

Protolabs on maailman nopein räätälöityjen prototyyppien ja tuotantomääriltään pienten osien valmistaja. Erittäin nopean ja kehittyneitä 3D-tulostustekniikoita hyödyntävän tulostuspalvelumme avulla voimme valmistaa erilaiset osat monimutkaisista prototyypeistä toiminnallisiin loppukäyttöosiin. Saatavana on valikoima muovi- ja metallimateriaaleja kolmen lisäävän valmistusmenetelmämme ansiosta: stereolitografia (SL), selektiivinen lasersintraus (SLS) ja suora metallin lasersintraus (DMLS). Saat 1–50+ osaa jopa yhden päivän kulessa Protolabsin 3D-tulostuksella.

Katso: Multi Jet Fusion: Mihin sitä käytetään?

Multi Jet Fusion (MJF) on vertaansa vailla oleva 3D-tulostusmenetelmä, kun halutaan nopeita ja laadukkaita tuloksia. Sillä voidaan yhdessä päivässä valmistaa toiminnallisia nylon-prototyyppejä ja loppukäyttötuotanto-osia, joissa on laadukkaat pintaviimeistelyt ja tarkat yksityiskohdat. Sen avulla saadaan aikaan yhtenäisemmät mekaaniset ominaisuudet kuin vastaavilla valikoivan lasersintrauksen kaltaisilla menetelmillä. Multi Jet Fusion lisää mustesuihkupäiden avulla yhdistäviä aineita nylon-jauhepedille, jonka jälkeen aineet yhdistetään kiinteäksi kerrokseksi kuumentamalla. Multi Jet Fusionilla voidaan valmistaa vaativia ja tarkkoja yksityiskohtia. Protolabs käyttää kestävien osien valmistamiseen kauppalaatuista täyttämätöntä Nylon 12 -materiaalia. Multi Jet Fusionilla osat voidaan valmistaa nopeasti ja tarpeen mukaan. Kerromme menetelmästä enemmän oheisella lyhyellä videolla.

Design Guidelines: Metallin Lasersintraus

Metallin 3D-tulostuksen materiaalivaihtoehdot

Tuotanto-ominaisuudet metallin 3D-tulostuksessa

Etsitkö additiivista valmistusratkaisua tuotantoprojekteihin? Meidän metallin 3D-tulostusteknologiaamme käytettäessä pystyt valitsemaan jonkin toissijaisista prosesseista kuten prosessinjälkeisen koneistuksen, kierteityksen, aventamisen ja käsittelyt, joilla tuotetaan loppukäyttöön tarkoitettuja tuotanto-osia. Osien laadukkuuden varmistamiseksi tarjoamme myös jauheanalyysiä, materiaalin jäljitettävyyttä, prosessin hyväksyntää ja tarkastusraportointia, ja meidän 3D-tulostusposessillamme, suoralla metallin lasersintrauksella (DMLS) on ISO 9001- ja ISO 13485 -sertifikaatit. Se on teollista 3D-tulostusta, joka on tarkoitettu projektienne kaikkiin tarpeisiin, olipa kyseessä prototyyppien valmistus tai tuotanto.

1. Asiantuntemus
Kokeneen suunnitteluryhmämme opastava tarjoaminen ja suunnittelupalaute ja luotettavuutemme valmistajana, joka on kahden viime vuosikymmenen aikana 3D-tulostanut miljoonia yksilöllisiä geometrisia muotoja.

2. Projektinhallinta
Kaikille tuotantotarpeillesi omistautuvan projektinhallinnan tuki on käytettävissäsi osien suunnittelusta viimeistelyprosesseihin.

3. Suuruusluokka
Yli 100 teollisuuskäyttöön tarkoitettua metallin ja polymeerien 3D-tulostinta yhdessä viiden additiivisen valmistusteknologian kanssa tukee tuotantoprojekteja, joissa käytetään useita erilaisia teollisuuslaatuisia materiaaleja.

4. Laatu
Tiukat prosessinvalvontamenetelmät ja suunnitteluhenkilökunta, joka on keskittynyt tuottamaan toleransseiltaan tiukkoja, mittatarkkoja ja mekaanisilta ominaisuuksiltaan vankkatekoisia osia.

Jälkityöstö

Saavuta tiukat toleranssit ja paranna pintaviimeistelyä säilyttämällä silti lisäävän valmistusmenetelmän tarjoama suunnitteluvapaus.

• 3- ja 5-akselinen jyrsintä
• Sorvaus
• Lankakipinätyöstö
• Kierteitys

Jauheen analyysi ja materiaali

Lähdemateriaalina käytetyn jauheen analyysi ja jäljitettävyys materiaalin toimittajaan tuotantovaatimusten täyttämistä varten.

• Jäljitettävyys
• Kemia
• Hiukkaskoko ja hiukkasjakauma-analyysi

Mekaaninen testaus

Sertifioitu testaus, jolla vahvistetaan tuotanto-osien mekaaniset ominaisuudet.

• Vetolujuus
• Kovuustestaus
• Väsyminen
• Tärinä

Lämpökäsittelyt

Erityiset lämpökäsittelyprosessit paravat osien mekaanisia ominaisuuksia vapauttamalla sintrausprosessin aikana syntyviä sisäisiä jännityksiä.

• Jännityksen vapautuminen
• Isostaattinen kuumapuristus (HIP) (ulkoinen toimittaja, pidempi toimitusaika)
• Liuoksen jäähdyttäminen
• Kypsytys

Laatutarkastukset ja -raportit

Validoi osan geometria ja arvioi materiaalin rakenne laaturaportointia varten.

• Mittatarkastukset ja raportti
• Ensimmäisen kappaleen tarkastus (FAI)
• CMM-, optinen ja CT-skannaus
• Röntgen
• Pinnan epätasaisuuden ja huokoisuuden analyysi
• Osien seurannan vaatimustenmukaisuustodistus

Sertifioinnit

Metallin 3D-tulostuksen edut

• Lähes mitä tahansa metalliseosta voidaan käyttää
• Mekaaniset ominaisuudet vastaavat perinteisillä menetelmillä muotoiltujen osien ominaisuuksia
• Voidaan valmistaa geometrioita, joita on mahdotonta koneistaa tai valaa
• Yksilölliset osat
• Ei vaadi erikoistyökaluja, kuten valuvälineitä

Mihin metallin 3D-tulostusta käytetään?

Suora metallin lasersintraus (DMLS) sopii monenlaisiin käyttökohteisiin. Sitä käytetään paljon ilmailu- ja avaruusalalla ilmakanavien ja kiinnikkeiden kaltaisten tuotteiden valmistuksessa.

Metallin 3D-tulostus soveltuu myös lääketieteelliseen teollisuuteen, jossa laitteet ovat monimutkaisia ja tuotteet arvokkaita. Tällä alalla asiakkaiden vaatimukset ovat yleensä erittäin tarkkoja/täsmällisiä.

DMLS 3D -tulostusta käytetään muillakin aloilla, esimerkiksi roottoreiden, juoksupyörien ja monimutkaisten kiinnikkeiden valmistuksessa. Sitä käytetään paljon myös autoteollisuudessa.

Metallin 3D-tulostus – Suunnittelussa huomioitavaa

• Taipumista ja vääntymistä voidaan välttää varmistamalla, että osat ovat kunnolla tuettuna rakentamisen aikana, tai välttämällä poikkeuksellisen vaikeita muotoja
• Pienin sallittu tukematon sillan etäisyys on 2 mm
• Seinämillä, joiden koko on alle 1 mm, korkeuden ja paksuuden suhteen on oltava vähintään 40:1. Muutoin rakenne voi hajota.
• Paksut seinämät ovat tehottomia. Niissä on parasta käyttää hunajakenno- tai hilarakennetta, joka vähentää kustannuksia säilyttäen kuitenkin rakenteellisen eheyden.
• Puita muistuttavat rakenteet, hieman taipuvat simpukankuorirakenteet ja muut orgaaniset muodot ovat kustannustehokkaita
• Harkitse DMLS-menetelmää erittäin monimutkaisiin rakenteisiin, joiden koneistaminen on haastavaa
• Tavallisten DMLS-osien pinta muistuttaa hiekkavalupintaa. Tasaisemman pinnan saa käyttämällä jotain monista viimeistelyvaihtoehdoista, kuten raekuulapuhallusta, maalausta tai 3D-jälkikoneistusta.
• Lasersintratut osat ovat 99 % yhtä tiheitä kuin perinteisillä menetelmillä valmistetut metallimateriaalit
• DMLS-menetelmällä voidaan merkittävästi yksinkertaistaa moniosaisia kokoonpanoja
• Kulmikkaissa pinnoissa esiintyy porrastumista; pyramidinmuotoisen osan pinnat ovat rosoisemmat kuin kuutionmuotoisen
• Harkitse ylimääräisen materiaalin käyttämistä, jos tarvitset tarkkuusmuotoiltuja reikiä tai yksityiskohtia – avarrusta tai toissijaista koneistusta varten
• Koko rakennusalue (250 mm³) voidaan hyödyntää
• Suora metallin lasersintraus on erinomainen vaihtoehto suunnittelijoille, jotka tavoittelevat kevyitä osia. Se vähentää osan kokonaiskustannuksia.
• Inconel 718 sopii äärimmäisiin ympäristöolosuhteisiin, kuten korkeisiin lämpötiloihin, joihin alumiini tai teräs eivät sovellu.
• Maraging Steel 1.2790 on esiseostettua, erittäin kestävää terästä.
• Titanium Ti6Al4v on kevyt metalliseos, jota käytetään paljon sen alhaisen ominaispainon ja bioyhteensopivuuden ansiosta.
• Aluminuim AlSi10Mg on tyypillinen valuseos, jolla on hyvät valuominaisuudet. Sitä käytetään yleensä valuosissa, joissa on ohuita seinämiä ja monimutkaisia geometrioita.
• Stainless Steel 316L -teräksellä on hyvä korroosionkestävyys eikä siitä liukene aineita sytotoksisina pitoisuuksina.

Resources

How DMLS is a Reliable Additive Alternative for Complex Metal Parts

Why DMLS is a Reliable Additive Alternative for Complex Metal Parts

Lue Suunnitteluvinkit

3D Printing Technologies for Prototyping and Production

3D Printing Technologies for Prototyping and Production

Lue Suunnitteluoppaat

Designing for the DMLS Process

We share our technical insights about how to design parts effectively for manufacture with DMLS

Katso webinaari

ISAR Gears

ISAR is only too happy to take on the challenging demand for electric drives in Aerospace Engineering - with expert knowledge and support from Protolabs.

Lue Case Study