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.


Arcam och GE Additive visar upp nytt produktionscenter

Arcam och GE Additive sätter nu sitt märke på kartan med ett helt nytt produktionscenter i Göteborg. Den 20 februari invigdes centret samtidigt som företagen avslöjade en väntad femfaldig tillväxt de kommande fem till tio åren.

Publicerat av: 

BLB fortsätter att expandera 

3d-skrivarutvecklaren BLB Industries har planer på att expandera verksamheten ytterligare under 2020. Det gäller både sitt nätverk av samarbetspartners men också internt.  

Publicerat av: 

PLM breddar produktportföljen

PLM Group adderar Dyemansions system för efterbehandling av additivt tillverkade komponenter till produktportföljen. – Vårt mål är att skapa effektiva lösningar för alla behov i branschen, säger Gøran Jenssen, Business Unit Manager för 3d-printing på PLM Group.

Publicerat av: 

Tacklar frågan om driftstopp

Underhållsmässan i Göteborg ska ta grepp om två tekniker som kan minska risken för oplanerade driftstopp är sensorteknik och additiv tillverkning. – Det här är tekniker som utvecklas i snabb takt, säger Sten Farre, forskningsingenjör på Rise.

Publicerat av: 

Ford 3d-printar säkra muttrar

Med hjälp av 3d-skrivartillverkaren EOS har biljätten Ford hittat en lösning för att tillverka unika fälgmuttrar. Förhoppningen är att minska antal stölder av fälgar.

Publicerat av: 

Addema: ”Vi fortsätter expandera”

Den Jönköpingsbaserade servicebyrån Addema planerar att fortsätta expandera under 2020, likt tidigare år. – Vi ser att 2020 har börjat väldigt bra, säger Claes Sjödahl på Addema.

Publicerat av: 

Miljövänlig kajak 3d-printas på båtmässa

Melker of Sweden ska 3d-printa en kajak av kaffesäckar på Båtmässan i Göteborg, den 5 februari. – Vi vill förstås inspirera till ett mer hållbart sätt att tillverka den här typen av produkter, säger Pelle Stafshede, grundare av Melker of Sweden.

Publicerat av: