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.


De tar Kodaks 3d-skrivare till Norden

3D Center i Västervik har tecknat ett avtal med KODAK 3D Printing för att börja sälja deras 3d-skrivare i Norden. – Kodaks satsning på 3d-print är väl genomtänkt, säger Ulf Qviberg, vd 3D Center.

Publicerat av: 

De växlar upp med moduler

Additive Industries har planer på att utveckla flera moduler till sitt gigantiska 3d-skrivarsystem. – Eftersom det ser ut som en enda stor maskin är det ibland svårt att kommunicera att det faktiskt består av flera delar, säger Martine Engels, marknadschef på Additive Industries.

Publicerat av: 

Klartecken för EU-projekt

Ett nytt projekt inom 3d-printing får klartecken av EU-kommissionen. Bland de europeiska regionerna finns fem från Sverige. Tillsammans ska de stärka kapaciteten inom ämnet i Europa. 

Publicerat av: 

De lanserar en ny typ av hårdmetall

VBN Components, som arbetar med materialutveckling, lanserar en ny typ av hårdmetall. – Vi har öppnat ett processfönster där en rad nya material kan tas fram, säger Martin Nilsson, vd på VBN Components.

Publicerat av: 

Startskott för nordiskt 3d-printingsamarbete

I tisdags gick startskottet för Nordic AM Group, som har målet att skapa en nordisk marknad inom området för additiv tillverkning.
– Jag hoppas att det här kan leda till att industrin i Norden verkligen får upp ögonen för additiv tillverkning, Mikael Melitshenko från Alfred Nobel Science Park.

Publicerat av: 

Så kirrar du biffen

Är du sugen på en vegetarisk 3d-printad biff? Det spanska företaget NovaMeat har utvecklat en syntetisk, 3d-utskriven vegetarisk maträtt med en smak som påminner om nötkött eller kyckling.

Publicerat av: 

De ska sälja HP:s 3d-skrivare

3DVerkstan och 3D Center börjar samarbeta om att sälja HP:s 3d-skrivare i Sverige. – HP:s teknik blir en viktig
del i pusslet för att våra kunder ska kunna skapa olika geometrier, säger Daniel Ljungstig, vd 3DVerkstan.

Publicerat av: 

Så exakta är 3d-printade tänder

Den digitala utvecklingen på dentalområdet har verkligen blommat ut. Men hur bra är tekniken egentligen? Detta har tandläkaren, tandteknikern och forskaren Michael Braian studerat i sin senaste avhandling.

Publicerat av: