Så fungerar Selective Laser Sintering

FOTO: 3D Systems

FÖRDJUPNING: Selective laser sintering, SLS, är en additiv tillverkningsteknik där man använder en laser med hög effekt, till exempel koldioxidlaser för att smälta samman små partiklar av material som plast, metall, keramik eller glas. Metoden brukar kallas sintring på svenska efter engelskans sintering. Tekniken utvecklades och patenterades av Dr Carl Deckard vid University of Texas i Austin i mitten av 1980-talet. Idag är beteckningen SLS ett registrerat varumärke hos 3d-skrivarutvecklaren 3D Systems.

Metoden bygger på att man delar upp en tredimensionell geometri i horisontella lager i en programvara. Detta kallas även för att man skiktar en geometri. Skikten ligger på mellan 0,1 och 0,15 millimeter. I de områden som utgör de olika skikten genereras ett raster som styr själva lasern.

De partiklar som ska härdas av lasern hälls ut i en byggkammare och bildar ett lager som kallas för pulverbädd. Detta lager kan vara tunnare eller tjockare, beroende på vilken upplösning man vill uppnå. Lasern smälter sedan partiklarna i ett tvärsnitt på det område som specificerats enligt ens skiktning. Lasereffekten är inställd för att smälta det aktuella pulverlagret samt cirka 0,02 millimeter ner i det föregående lagret.

Efter varje smält lager sänks pulverbädden ned med ett lager, varpå ett nytt pulverlager läggs ut ovanpå det föregående med en så kallad recoater. Processen upprepas sedan tills föremålet är färdigt. När sintringen är klar måste objektet kylas av i maskinen. Denna kan ta allt från en till 30 timmar. Därefter ”grävs” objektet fram, rensas, blästras och kontrollmäts.

Densiteten i de sammansmälta partiklarna avgörs främst av laserns maximala kapacitet, inte av exponeringstid. Därför använder man oftast en pulserande laser i en SLS-baserad skrivare. För att påskynda själva sintringen värms pulvret i pulverbädden upp till strax under sin smältpunkt.

En av fördelarna med SLS-tekniken är att man inte behöver producera några stödstrukturer. En stödstruktur är trådar eller ”pålar” av plast som håller en komplex geometri på plats under utskriften och används så gott som alltid i extruderingsskrivare (FDM-teknik), men även i SLA-teknik (stereolitografi). Eftersom det sintrade objektet hålls på plats av intilliggande pulver (det som inte sintrats) så behövs inget extra stöd.

Jämfört med andra tillverkningsmetoder används SLS-tekniken oftast för prototypframställning, även om det i allt fler fall går att serietillverka slutprodukter, mycket på grund av förbättrade processer och material. Allt från material som polymerer i form av nylon och polystyren samt metaller som stål, titan och legeringar går att sintra. Det ska dock poängteras att ytfinishen inte är lika hög som tekniken SLA, stereolitografi. Däremot är det en snabb teknik.

SLS-teknik hos GT Prototyper
Den Ystad-baserade tjänsteleverantören GT Prototyper (GTP) har varit i 3d-skrivarbranschen sedan 1994. Företaget har idag arton anställda och arbetar huvudsakligen med tre metoder inom additiv tillverkning, SLS, SLA & FDM. GTP har även en finishing-avdelning med grundfinish och avancerad ytbehandlingsteknik. Kunderna spänner över ett brett område, allt från enmansbolag till stora industriföretag.

Totalt använder GT Prototyper elva SLS-maskiner, alla från den tyska leverantören EOS. Det är fyra stycken P7-modeller med en byggkammare på 700 x 380 x 580 millimeter, sex P3-modeller med en byggkammare på 340 x 340 x 620 millimeter samt en P1 Formiga, med en byggkammare på 250 x 200 x 330 millimeter.

Maskinparken har både uppgraderats och utökats under åren. När det gäller material så köps allt från EOS. Det handlar främst om polyamid 12, som används i alla maskinstorlekarna, och polyamid 12 med glaskulor som körs i en av de mindre skrivarmodellerna. Tillsatsen av glaskulor ger modeller med ökad styvhet ihop med reducerad töjning.

GTP kör även modeller i Polypropen, till exempel då en modell ska ha någon form av gångjärnsfunktion. Polypropen är avsevärt mera böjligt än till exempel polyamid. Ett specialmaterial, Primecast, egentligen vanlig polystyren, används i SLS-processen för tillverkning av mastermodeller vid gjutning med metall. Med 3d-utskriven master och gipsgjutform kan man gjuta detaljer i aluminium, zink, magnesium och stål.

 

 

Publicerat av: 

Dela artikeln

Email this to someoneShare on LinkedInShare on Facebook

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *


Minskade produktionsstopp med additiv tillverkning

Sedan det holländska företaget The Chocolate Factory, som driver ett nätverk av förpackningsmaskiner, börjat skriva ut maskindelar i 3d-skrivare har företaget reducerat driftstoppen i produktion, och därmed förbättrat kontinuiteten. The Chocolate Factory har tidigare haft problem med återkommande driftstopp, då en av de kritiska komponenterna – en krokformad metalldel som används för att lyfta stänger […]

Publicerat av: 

Däcktillverkare investerar i 3d-teknik

Däcktillverkaren Continental meddelar att de än en gång investerar i industriell 3d-skrivarteknik, i form av EOS M 290-system. Företaget använder sedan tidigare system från EOS för serieproduktion av metallkomponenter. Den tyska 3d-tillverkaren har också hjälp till vid installation av systemen, utbildning av anställda, utveckling av applikationer och lansering av produktionskapacitet. För Continental har den additiva […]

Publicerat av: 

NorDan AB investerar i 3D-skrivare för produktion av fönster och dörrar

Fönster- och dörrföretaget NorDan AB satsar på additiv produktionsteknik och investerar i en 3d-skrivare för utskrift för produkter i fullstorlek: upp till 1,5 meter i bredd och 2,5 meter i höjd. Vid större format kan produkten skrivas ut i delar och sammanfogas. Företaget har ingått ett kontrakt med BLB Industries AB i Värnamo för leverans […]

Publicerat av: 

Teledyn RESON nysatsar inom additiv tillverkning

Danska företaget Teledyne RESON konstruerar och tillverkar avancerad sonarutrustning för att undersöka och kartlägga havsbotten med 3d-scanning. Kundkretsen är global och består främst av kunder inom det marina, forskningsinstitut, myndigheter och militär. 2010 investerade bolaget i en Stratasys uPrint Plus för användning inom produktutveckling och utskrifter av prototyper. Nu, efter 20 000 utskriftstimmar, ersätts 3d-skrivaren […]

Publicerat av: 

Nyinstiftat svenskt pris inom additiv tillverkning

Branschföreningen Svensk Additiv Tillverkning, SVEAT instiftar ett nytt branchpris: SVEAT Award/Swedish AM Award. Vinnarna utses på 3d-konferensen i Jönköping 17 maj 2018, och kommer tilldelas de personer, utbildningar, skolor eller lärosäten som gjort viktigast insatser för eller framsteg inom additiv tillverkning. För 2018 års utlysning gäller: – Bästa examensarbete från högskola/universitet samt – Bästa projekt […]

Publicerat av: 

Nytt sjöfartskonsortium vill skriva ut reservdelar ombord 

Maersk Line och Maersk Tankers, som ingår i Maersk Group – världens största containerrederi har som deltagare i ett konsortium utvecklat metoder som syftar till att utbilda fartygspersonal i 3d-skrivarteknik. Tanken med projektet, som finansieras av Danska Sjöfartsfonden, är att minska behovet av frakt och förvaring av reservdelar ombord, och istället skriva ut dessa vid […]

Publicerat av: