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

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *

Denna webbplats använder Akismet för att minska skräppost. Lär dig hur din kommentardata bearbetas.


Anatomic Studios prisas med Årets Språngbräda – väntas ha en stabil tillväxt

Den svenska designstudion Anatomic Studios, som 3d-printar skal för benproteser, prisades nyligen med Årets Språngbräda av organisationen Connect Sverige. – Priset betyder mycket för oss, säger Emelie Strömshed, designer på Anatomic Studios.

Publicerat av: 

Protech installerar metallskrivare

Protech som nyligen släppte nyheten om att de lägger till Xact Metal i sin produktportfölj har nu installerat en 3d-skrivare för metall från varumärket, i modellen XM200C, på sitt kundcenter i Järfälla.

Publicerat av: 

Strondl: ”Potentialen är
betydligt större”

I dag står Sverige för 25 procent av den globala marknaden för metallpulver som används för additiv tillverkning. Men endast få delar är i produktion hittills och potentialen är betydligt större, menar Annika Strondl från forskningsinstitutet Swerim.

Publicerat av: 

Hp öppnar utvecklingscenter

Tre fotbollsplaner. Så stort är Hp:s nya utvecklingscenter för additiv tillverkning. Här ska bland annat deras senaste satsning på 3d-skrivare för industrin få frodas.

Publicerat av: 

Ikea satsar vidare på 3d-print

Inför Ikeas event Democratic Design Days, presenterade företaget sin syn på hållbarhet. På listan fanns bland annat 3d-print som en punkt. Nyligen släppte de även nyheten om tre nya additivt tillverkade produkter…

Publicerat av: 

Artec 3D utökar med ny programvara

Artec 3D släpper en uppgradering av sitt 3d-skanningsprogram Studio 13. Det nya programmet kommer med en rad nya funktioner som ska förbättra databearbetning för användaren.

Publicerat av: 

Tryckmässa tar grepp om additiv tillverkning

Tryckmässan Drupa i Düsseldorf den 16–26 juni 2020, får ett speciellt konferensprogram om additiv tillverkning. – Additiv design och tillverkning skapar kreativitet inom flera industrier, säger Rainer Gebhardt, projektledare på VDMA Additive Manufacturing Association.

Publicerat av: 

Desktop Metal och Indo-MIM växlar upp

Desktop Metal ingår partnerskap med indiska Indo-MIM. Enligt Desktop Metals vd och medgrundare Ric Fulop, kommer samarbetet ge deras kunder möjlighet att gå från prototyper till fullskalig produktion av metalldelar.

Publicerat av: 

De spikar avtal om filament

Addexport, som nyligen adderade 3d-skrivare från Tractus 3D i sin produktportfölj, spikar nu ett kontrakt med en holländsk materialtillverkare.

Publicerat av: