Kategorie artykułów
 
SLS, czyli laserowe wiązki kontra sproszkowane materiały 0
SLS, czyli selektywne spiekanie laserem

Rozważając metody druku przestrzennego, zazwyczaj wyróżniane są ich dwa rodzaje. Pierwsza z nich, czyli FDM, opiera się na temperaturowej obróbce materiału termoplastycznego zwanego filamentem. Inną technikę stanowi stereolitografia (SLA), w której surowcem budulcowym przestrzennych struktur jest światłoutwardzalna żywica. Technologii umożliwiających przetwarzanie stworzonych za pomocą stosownego komputerowego oprogramowania cyfrowych, trójwymiarowych modeli w rzeczywiste obiekty istnieje jednak multum. Jedną z nich – poza wspominanymi już technikami FDM i SLA oraz omawianą w jednym z wcześniejszych artykułów metodą Binder Jetting – jest SLS.

SLS, czyli Selective Laser Sintering (selektywne spiekanie laserem), jest technologią drukowania obiektów trójwymiarowych opierającą się na wystawieniu sproszkowanego materiału budulcowego na działanie światła laserowego. Drobinki surowca spiekane są, tworząc pojedynczą warstwę wydruku. Proces ten stanowi wynik działania wiązki laserowego światła na materiał budulcowy występujący pod postacią proszku. Po wykonaniu pojedynczej warstwy drukowanego obiektu, platforma, na której wydruk jest tworzony, ulega delikatnemu obniżeniu, po czym zostaje na nią naniesiona kolejna porcja proszku, która poddana zostaje działaniu lasera. Omawiana procedura powtarzana jest wielokrotnie aż do momentu zakończenia procesu druku przestrzennej struktury. Tak wykonany obiekt spoczywa na platformie roboczej na pewien czas, zyskując lepsze parametry wytrzymałościowe.

Materiał budulcowy, z którego wytwarzane są obiekty trójwymiarowe metodą selektywnego spiekania laserem, stanowią rozdrobnione do postaci proszku tworzywa będące polimerami. Surowcami obecnie najczęściej wykorzystywanymi w druku metodą SLS są poliamidy, wśród których największą istotnością wykazuje się nylon, co wynika z jego dobrych parametrów wytrzymałościowych, wliczając w nie wysoką trwałość mechaniczną oraz znakomitą odporność na działanie różnorodnych substancji chemicznych. Wykonywanie wydruków elastycznych umożliwiają materiały, takie jak m.in. Flexa lub TPE.

Schemat maszyny drukującej w oparciu o technikę SLS

Grafika przedstawia uproszczony schemat urządzenia drukującego w oparciu o metodę SLS. Poszczególne liczby oznaczają: 1. Walec, który przenosi nową warstwę sproszkowanego materiału na platformę roboczą, 2. Źródło wiązki światła laserowego, 3. Platforma z surowcem budulcowym, 4. Platforma robocza, 5. Drukowany metodą SLS obiekt, 6. Wiązka światła laserowego. Strzałki wskazują kierunek przemieszczania się platform podczas druku

Wytwarzane przestrzennych obiektów metodą FDM bywa kłopotliwe. Dzieje się tak wówczas, gdy planuje się wykonanie przedmiotów, które charakteryzują się kompleksową geometrią. Cyfrowe modele tego rodzaju obiektów dzieli się wówczas na elementy o mniej złożonej strukturze, wykonuje się ich wydruki, a następnie tak wydrukowane komponenty łączy się, w efekcie uzyskując przedmiot o oczekiwanym, wysokim poziomie strukturalnego skomplikowania. Inne rozwiązanie stanowi zastosowanie struktur podporowych drukowanych z materiału modelowego lub specjalnie do tego celu przygotowanego filamentu. Technika selektywnego spiekania laserem nie uwzględnia stosowania tego typu elementów wspierających z bardzo oczywistej przyczyny – po prostu nie są one wymagane. Drukowany metodą SLS przedmiot otaczają drobiny materiału, które nie weszły w interakcję ze światłem laserowym. Widać tu pewne podobieństwa omawianej sytuacji do tej, która miejsce ma w trakcie wykonywania wydruków w oparciu o technologię Binder Jetting. SLS jest zatem kolejną już techniką, której zastosowanie do tworzenia przestrzennych struktur nie wymaga od użytkownika uwzględniania w cyfrowym modelu drukowanego przedmiotu elementów podporowych.

Zadać można pytanie: Co z układami ruchomymi? W przypadku metody FDM sytuacja nie jest oczywista. Poszczególne elementy układu ruchomego są drukowane osobno, po czym połączone zostają w całość. Inna możliwość polega na wydrukowaniu takiego systemu w całości wraz z uwzględnionymi strukturami podporowymi, które następnie należy usunąć. Odpowiedź dotycząca kwestii druku ruchomych układów w oparciu o technologię SLS jest stuprocentowo jednoznaczna. Tak, metoda ta pozwala na wykonywanie takich systemów. Co ciekawe, przygotowane w ten sposób układy ruchome będą w pełni funkcjonalne.

Sproszkowany materiał budulcowy, który nie uległ bezpośredniej ekspozycji na światło laserowe podczas procesu spajania, może zostać ponownie wykorzystany do tworzenia innego wydruku. Ma to istotny wpływ na zmniejszenie kosztów produkcji trójwymiarowych obiektów, zwłaszcza gdy ma ona charakter seryjny. Zaprzężenie urządzeń drukujących opierających swe funkcjonowanie na technologii SLS do pracy nad tworzeniem przestrzennych struktur ma zatem wymiar ekonomiczny. Jej potencjał przemysłowy jest więc ogromny.

Slinterit Lisa, czyli drukarka 3D typu SLS

Sinterit Lisa, czyli jeden z modeli drukarek 3D pracujących w oparciu o technologię SLS, stworzony przez krakowską firmę Sinterit. (©Sinterit)

Technologia selektywnego spiekania światłem laserowym z powodzeniem wykorzystywana jest w wielu dziedzinach świata industrialnego, umożliwiając tworzenie prototypów cechujących się wysokim poziomem złożoności i bardzo dobrą wytrzymałością. Drukowanie charakteryzujących się pełnią funkcjonalności układów ruchomych sprawia, iż możliwości wykorzystania druku 3D w prototypowaniu poszerzają się w istotny sposób. Do niedawna drukarki 3D opierające swoje działanie na technologii SLS cechowała wielkoformatowość. Obecnie jednak urządzenia tego typu ulegają stopniowej, sukcesywnej miniaturyzacji. W procesie tym czynny udział bierze krakowska firma Sinterit. Relatywnie niewysokie (biorąc pod uwagę fakt, iż maszyny SLS do najtańszych zdecydowanie nie należą) ceny drukarek 3D wspomnianego producenta umożliwiają nabycie i wykorzystywanie takiego rodzaju sprzętu przez przedsiębiorstwa średniej wielkości i firmy mniejsze. Wpływa to tym samym na upowszechnianie się techniki SLS, która ze względu na jej liczne zalety stanowi metodę drukowania przestrzennego zasługującą na rosnącą jej popularyzację.


Zdjęcie główne: Przykładowy wydruk przygotowany z produkowanego przez Sinterit proszku Flexa Soft (©Sinterit)

Komentarze do wpisu (0)

Informacja w stopce
Menu Szukaj Menu więcej
do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony
Sklep internetowy Shoper.pl