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.


Kopieringsjätte tar sig an 3d-utskrift

Företaget Xerox, tillverkare av kopieringsmaskiner, köper upp 3d-skrivarföretaget Vader Systems. Planen är att under de kommande tre åren få en allt större del av den omsättning som tillverkningsindustrin står för i dag. 

Publicerat av: 

Så kan svenska satsningar nå nya höjder

Alfred Nobel Science Park beviljas 3,7 miljoner kronor för att driva projektet ACES, Additive Coordination in East Central Sweden. Målet är att knyta samman de olika satsningarna inom additiv tillverkning. – Alla satsningar, var och en för sig, är för små för att kunna konkurrera internationellt, säger Mikael Melitshenko från Alfred Nobel Science Park. 

Publicerat av: 

Hybridskrivare kan bana väg för byggindustrin

EU-finansierat projekt presenterar en hybridskrivare för flyg- och byggindustrin. – Att minska kostnaderna, förbättra effektiviteten och produktionsflexibiliteten är kärnan för att förbättra Europas industriella konkurrenskraft, skriver projektpartnern Autodesk i ett pressmeddelande. 

Publicerat av: 

Så ska de stoppa vapenfiler på nätet

Nu tar den ideella organisationen Non-Violence ställning mot nedladdningsbara filer av vapen som kan tillverkas med en 3d-skrivare. En student vid Xenter fick uppdraget att bidra med CAD-fil av modernt konstverk.  

Publicerat av: 

Carbon utvidgar produktportföljen

Carbon lanserar sin nya 3d-skrivare L1 genom att sätta en 3d-utskriven amerikansk fotbollshjälm i fokus. Den nya skrivaren kan tillverka fem gånger så stora objekt som Carbons tidigare 3d-skrivare.

Publicerat av: 

Fräsen står stark i dentalbranschen

När 3d-printing i dess additiva form har blivit något av en ”hype”, är det lätt att tro att den subtraktiva metoden hamnar i skymundan. Claus Larsen, nordisk försäljningschef på Roland DG, ser å andra sidan ett växande intresse för fräsmaskiner inom ett antal områden.

Publicerat av: 

Nu slipper vakterna bränna sina öron

Efter femhundra år av brända öron på grund av sommarvärmen, och vikten av två kilo tunga metallhjälmar som vilar på huvudet, står Vatikanens schweizergarde nu inför ljusare tider tack vare nya 3d-utskrivna hjälmar.

Publicerat av: 

CELLINK beviljas miljonbelopp

Den svenska bioskrivartillverkaren Cellink har tillsammans med sin partner ACTA, Academisch Centrum Tandheelkunde Amsterdam, beviljats 10 miljoner kronor för Eu-projektet FUNC. 

Publicerat av: 

Tractus3D släpper ny PEEK-printer

Tractus3D lanserar en ny 3d-skrivare för PEEK-material. – T850P är perfekt för att producera starka och lätta föremål som tillverkats med PEEK, säger Maurits Blok, kommersiell chef på Tractus3D.

Publicerat av: 

SJ använder 3d-print för reservdelar

Nu kan du spana in 3d-printade prylar på SJs tåg. Företaget satsar nämligen stort på att tillverka reservdelar genom tekniken. – Vi kommer successivt att tillverka allt fler reservdelar med hjälp av 3d-printing, säger Anders Gustafsson, chef för stora projekt på SJs division Fordon.

Publicerat av: