Additive manufacturing, of 3D-printen, is het proces van het omzetten van digitale ontwerpen in driedimensionale objecten. Het is een handige en betaalbare manier om prototypes en afgewerkte producten te maken, waardoor het populair is bij bedrijven, hobbyisten en uitvinders.
een van de technologieën die door de huidige 3D-printers worden gebruikt, heet selective laser sintering (SLS). Tijdens SLS worden kleine deeltjes van plastic, keramiek of glas met elkaar versmolten door warmte van een krachtige laser om een vast, driedimensionaal object te vormen.Het SLS-proces werd in de jaren tachtig ontwikkeld en gepatenteerd door Carl Deckard — toen student aan de Universiteit van Texas — en zijn werktuigbouwkundige professor Joe Beaman.Deckard en Beaman waren betrokken bij de oprichting van een van de eerste 3D-print startups, Desk Top Manufacturing (DTM) Corp., in 1989. In 2001 werd DTM verkocht aan 3D Systems, een bedrijf dat eerder een eigen, zij het heel andere, methode van 3D-printen had ontwikkeld, bekend als stereolithografie.
hoe het werkt: SLS
terwijl Deckard en Beaman het proces van selectieve laser sintering patenteerden, waren zij verre van de eersten om sintering — het proces van het maken van objecten uit poeders met behulp van atomaire diffusie — te gebruiken om een driedimensionaal object te creëren. Sinteren wordt al duizenden jaren gebruikt om alledaagse voorwerpen zoals bakstenen, porselein en sieraden te maken.
zoals alle methoden van 3D-printen, begint een object dat met een SLS-machine wordt afgedrukt als een CAD-bestand (computer-aided design). CAD-bestanden worden geconverteerd naar .STL-formaat, dat kan worden begrepen door een 3D-printapparaat.
voorwerpen bedrukt met SLS zijn gemaakt van poedermaterialen, meestal kunststoffen, zoals nylon, die in een dunne laag worden gedispergeerd op het bouwplatform in een SLS-machine.
een laser, die wordt bestuurd door een computer die aangeeft welk object moet “printen”, pulseert naar beneden op het platform, waarbij een dwarsdoorsnede van het object op het poeder wordt getraceerd.
de laser verhit het poeder tot net onder het kookpunt (sinteren) of boven het kookpunt (smelten), waardoor de deeltjes in het poeder samen smelten tot een vaste vorm.
zodra de eerste laag is gevormd, daalt het platform van de SLS — machine — meestal met minder dan 0,1 mm-waardoor een nieuwe laag poeder ontstaat die de laser kan traceren en samenvoegen. Dit proces gaat steeds weer door totdat het hele object is afgedrukt.
wanneer het object volledig is gevormd, wordt het in de machine afgekoeld voordat het wordt verwijderd.
in tegenstelling tot andere methoden van 3D-printen, vereist SLS zeer weinig extra tooling zodra een object wordt afgedrukt, wat betekent dat objecten meestal niet hoeven te worden geschuurd of anderszins gewijzigd zodra ze uit de SLS-machine komen.
SLS vereist geen extra ondersteuning om een object bij elkaar te houden terwijl het wordt afgedrukt. Dergelijke dragers zijn vaak nodig met andere 3D-printmethoden, zoals stereolithografie of fused depositie modellering, waardoor deze methoden meer tijdrovend dan SLS.
wat wordt gemaakt
SLS-machines kunnen objecten afdrukken in een verscheidenheid van materialen, zoals kunststoffen, glas, keramiek en zelfs metaal (dat een verwant proces is dat bekend staat als direct metal laser sintering). Dit maakt het een populair proces voor het maken van zowel prototypes als eindproducten.
SLS is bijzonder nuttig gebleken voor industrieën die slechts een kleine hoeveelheid voorwerpen in hoogwaardige materialen nodig hebben. Een voorbeeld hiervan is de lucht-en ruimtevaartindustrie, waarin SLS wordt gebruikt om prototypes voor vliegtuigonderdelen te bouwen.
omdat vliegtuigen in kleine hoeveelheden worden gebouwd en vele jaren in dienst blijven, is het niet rendabel voor bedrijven om fysieke mallen voor vliegtuigonderdelen te produceren. Deze mallen zouden te duur zijn om te maken en zouden dan moeten worden opgeslagen voor lange perioden zonder te worden beschadigd of gecorrodeerd.
met SLS kunnen bedrijven prototypes maken die digitaal worden opgeslagen als .STL-bestanden, die ze kunnen herontwerpen of opnieuw afdrukken als dat nodig is.
omdat SLS-machines kunnen printen in een reeks hoogwaardige materialen, van flexibel plastic tot keramiek van levensmiddelenkwaliteit, is SLS ook een populaire methode voor het 3D-printen van op maat gemaakte producten, zoals gehoorapparaten, tandheelkundige houders en protheses.
en omdat met SLS bedrukte objecten niet afhankelijk zijn van mallen of extra gereedschappen vereisen, is deze productiemethode ook nuttig voor iedereen die een zeer complex of bijzonder delicaat object wil afdrukken.
bedrijven die SLS
3D Systems Inc. is het bedrijf dat het vaakst wordt geassocieerd met SLS printing in de Verenigde Staten. Het bedrijf drukt op maat gemaakte onderdelen voor klanten, maar verkoopt ook SLS-machines voor gebruik in het bedrijfsleven en de productie.Er zijn ook veel bedrijven in de Verenigde Staten die SLS-machines gebruiken om hun klanten te voorzien van hoogwaardige prototypes en afgewerkte onderdelen.
SLS thuis
hoewel er veel desktop 3D-printers op de markt zijn, gebruiken de meeste van deze printers een methode om af te drukken als fused deposition modeling (FDM), niet als SLS.
omdat SLS het gebruik van krachtige lasers vereist, is het vaak duurder (en potentieel gevaarlijker) voor gebruik thuis. Echter, er zijn verschillende onverschrokken uitvinders die er zijn die werken aan hun eigen versies van desktop SLS printers.Andreas Bastian, ingenieur aan het Swarthmore College, ontwikkelde onlangs een goedkope SLS-printer die was-en koolstofobjecten maakt.
en de Focus SLS-printer is een andere” zelfgemaakte ” SLS-machine die deze technologie in de huizen van consumenten kan brengen. De instructies voor het bouwen van uw eigen Focus SLS printer zijn beschikbaar op Thingiverse.
volg Elizabeth Palermo op Twitter @techepalermo of Google+. Volg LiveScience op Twitter @livescience. We zijn ook op Facebook& Google+.
Recent nieuws
{{ artikelnaam }}
