az additív gyártás vagy a 3D nyomtatás a digitális tervek háromdimenziós objektumokká alakításának folyamata. Ez egy kényelmes és megfizethető módja annak, hogy prototípusokat, valamint késztermékeket készítsen, így népszerű a vállalkozások, a hobbisták és a feltalálók körében.
a mai 3D nyomtatók egyik technológiáját szelektív lézeres szinterelésnek (SLS) hívják. Az SLS során apró műanyag, kerámia vagy üveg részecskéket olvasztanak össze egy nagy teljesítményű lézer hőjével, hogy szilárd, háromdimenziós tárgyat képezzenek.
az SLS eljárást az 1980 — as években fejlesztette ki és szabadalmaztatta Carl Deckard — akkor a Texasi Egyetem hallgatója-és Gépészmérnöki professzora, Joe Beaman.
Deckard és Beaman részt vettek az egyik első 3D nyomtatási startup, a Desk Top Manufacturing (DTM) Corp.megalapításában 1989-ben. 2001-ben a DTM-et eladták 3D Systems, egy olyan vállalat, amely korábban kifejlesztette saját, bár sokkal eltérő 3D nyomtatási módszerét sztereolitográfia.
hogyan működik: SLS
míg Deckard és Beaman szabadalmaztatta a szelektív lézeres szinterezés folyamatát, messze nem voltak az elsők, akik szinterezést alkalmaztak — az atom diffúzióval porokból származó tárgyak létrehozásának folyamatát — háromdimenziós objektum létrehozására. A szinterezést évezredek óta használják mindennapi tárgyak, például tégla, porcelán és ékszerek készítésére.
mint minden 3D nyomtatási módszer, az SLS-géppel nyomtatott objektum számítógéppel segített tervezési (CAD) fájlként indul. CAD fájlok konvertálása .STL formátum, amelyet egy 3D nyomtatóberendezéssel lehet megérteni.
az SLS-sel nyomtatott tárgyak poranyagokból, leggyakrabban műanyagokból, például nejlonból készülnek, amelyek vékony rétegben vannak szétszórva az SLS-gép belsejében lévő építési platform tetején.
egy lézer, amelyet egy számítógép vezérel, amely megmondja neki, hogy milyen tárgyat “nyomtasson”, impulzusokat hajt végre a platformon, nyomon követve az objektum keresztmetszetét a porra.
a lézer a port vagy közvetlenül a forráspontja alá (szinterelés), vagy a forráspontja fölé (olvadás) melegíti, ami a porban lévő részecskéket szilárd formává olvasztja össze.
a kezdeti réteg kialakulása után az SLS gép platformja — általában kevesebb, mint 0,1 mm — rel-leesik, és új porréteget hoz létre a lézer számára, hogy nyomon kövesse és összeolvadjon. Ez a folyamat újra és újra folytatódik, amíg a teljes objektumot ki nem nyomtatják.
amikor a tárgy teljesen kialakult, hagyja lehűlni a gépben, mielőtt eltávolítaná.
a 3D nyomtatás más módszereivel ellentétben az SLS nagyon kevés további szerszámot igényel az objektum kinyomtatása után, ami azt jelenti, hogy az objektumokat általában nem kell csiszolni vagy más módon megváltoztatni, miután kijönnek az SLS gépből.
az SLS nem igényel további támogatást az objektum együtt tartásához nyomtatás közben. Ilyen támaszokra gyakran szükség van más 3D nyomtatási módszerekkel, például sztereolitográfiával vagy olvasztott lerakódási modellezéssel, ami időigényesebbé teszi ezeket a módszereket, mint az SLS.
What gets made
az SLS gépek különféle anyagokból nyomtathatnak tárgyakat, például műanyagokat, üvegeket, kerámiákat, sőt fémeket is (ami egy kapcsolódó folyamat, amelyet közvetlen fém lézeres szinterelésnek neveznek). Ez népszerű folyamat mind a prototípusok, mind a végtermékek létrehozására.
az SLS különösen hasznosnak bizonyult olyan iparágak számára, amelyeknek csak kis mennyiségű, kiváló minőségű anyagból nyomtatott tárgyra van szükségük. Ennek egyik példája a repülőgépipar, amelyben az SLS-t prototípusok építésére használják Repülőgép-alkatrészekhez.
mivel a repülőgépek kis mennyiségben készülnek, és sok éven át üzemben maradnak, a vállalatok számára nem költséghatékony a repülőgép-alkatrészek fizikai öntőformáinak gyártása. Ezeket a formákat túl drága lenne elkészíteni, majd hosszabb ideig kell tárolni anélkül, hogy megsérülnének vagy korrodálódnának.
az SLS használatával a vállalatok prototípusokat hozhatnak létre, amelyeket digitálisan tárolnak .STL fájlok, amelyeket szükség szerint újratervezhetnek vagy újranyomtathatnak.
mivel az SLS gépek számos kiváló minőségű anyagból nyomtathatnak, a rugalmas műanyagtól az élelmiszer-minőségű kerámiáig, az SLS népszerű módszer a testreszabott termékek 3D nyomtatására is, mint például hallókészülékek, fogászati rögzítők és protézisek.
és mivel az SLS-sel nyomtatott tárgyak nem támaszkodnak öntőformákra vagy további szerszámokat igényelnek, ez a gyártási módszer mindenki számára hasznos, aki rendkívül összetett vagy különösen kényes tárgyat szeretne nyomtatni.
SLS-t használó vállalatok
3D Systems Inc. az SLS nyomtatáshoz leggyakrabban kapcsolódó vállalat az Egyesült Államokban. A vállalat megrendelésre gyártott alkatrészeket nyomtat az ügyfelek számára, de SLS gépeit üzleti és gyártási célokra is értékesíti.
az Egyesült Államokban is sok vállalat használja az SLS gépeket, hogy ügyfeleiknek kiváló minőségű prototípusokat és kész alkatrészeket biztosítsanak.
SLS otthon
bár sok asztali 3D nyomtató van a piacon, ezeknek a nyomtatóknak a többsége nem SLS, hanem fused deposition modeling (FDM) nyomtatást használ.
mivel az SLS nagy teljesítményű lézerek használatát igényli, otthoni használatra gyakran drágább (és potenciálisan veszélyesebb). Vannak azonban olyan rettenthetetlen feltalálók, akik az asztali SLS nyomtatók saját verzióin dolgoznak.
Andreas Bastian, a Swarthmore College mérnöki hallgatója nemrégiben kifejlesztett egy olcsó SLS nyomtatót, amely viasz és szén tárgyakat hoz létre.
a Focus SLS nyomtató pedig egy másik “házi készítésű” SLS gép, amely ezt a technológiát a fogyasztók otthonába hozhatja. A saját Focus SLS nyomtató elkészítésére vonatkozó utasítások a Thingiverse oldalon találhatók.
kövesse Elizabeth Palermo-t a Twitteren @techepalermo vagy Google+. Kövesse a LiveScience – t a Twitteren @livescience. Mi is a Facebook& Google+.
Friss hírek
{{ cikknév }}
