На волне трансформации и модернизации современной обрабатывающей промышленностиВысокая точность, высокая прочность, сложные структурные деталиСпрос продолжает расти. Традиционные методы производства постоянно ограничивают возможности мелкосерийного производства, быстрого создания прототипов и обработки сложных геометрических форм, а также3D-принтер SLS промышленного классаТехнология селективного лазерного спекания (Selective Laser Sintering) станет основным оборудованием для преодоления этих узких мест. В этой статье будет всесторонне проанализирован принцип, преимущества, применяемые материалы, отраслевые применения и будущие тенденции 3D-печати SLS промышленного класса, чтобы предоставить производственным предприятиям рекомендации по выбору технологии и оптимизации производства.

I. Что такое 3D-принтер SLS промышленного класса? Основное определение и технические характеристики

3D-принтеры SLS промышленного класса используют мощный лазер дляНейлон, композитные полимеры, специальные литейные пески/воскиЭто оборудование промышленного класса для селективного сплавления порошковых и других материалов с целью послойного создания твердых 3D-деталей. Его основные технические характеристики значительно отличаются от оборудования SLS настольного уровня:

Кроме того, SLS-печать промышленного уровня не требует никакой поддерживающей структуры (неспеченный порошок естественным образом поддерживает деталь), что позволяет легко добиться того, что невозможно при использовании традиционных процессов.Сложные внутренние каналы, легкая решетчатая структура, активные компонентыУниверсальная лепнина.

4 основных преимущества для производителей, выбирающих 3D-печать SLS промышленного класса

В аэрокосмической, автомобильной, медицинской, литейной и других отраслях технология SLS промышленного уровня стала ключом к повышению производительности и инновациям, основные преимущества которой отражены в следующих четырех пунктах:

1. неограниченная свобода дизайна, преодоление традиционных ограничений процесса

Не требуется никакой опорной конструкции, что позволяет инженерам проектироватьСложные внутренние полости, интегрированные подвижные части, оптимизированная по топологии легкая конструкция-- Например, полые структурные детали в аэрокосмической промышленности и сложные детали обкатки автомобильных двигателей - труднодостижимы при использовании традиционных процессов, таких как обработка с ЧПУ и литье под давлением.

2. Прочность деталей соответствует стандарту, непосредственно используется в сценариях массового производства

Детали, напечатанные методом SLS, - это не "прототипы", а готовые детали с полезной функциональностью. Обычно используетсяPA12 (нейлон 12), PA11 (нейлон 11), нейлон, армированный стекловолокномЭти материалы, обладающие механическими свойствами, близкими к свойствам деталей, изготовленных методом литья под давлением, а также отличной химической стойкостью и ударопрочностью, могут непосредственно использоваться в массовом производстве, например, для изготовления деталей интерьера автомобилей и медицинских хирургических инструментов.

3. сокращение времени производства 70%, быстрое реагирование на рыночный спрос

От CAD-модели до готовой детали - все, что нужно для промышленной SLS-печати3-7 днейЭто гораздо быстрее, чем традиционное изготовление пресс-форм, которое обычно занимает несколько недель. Это преимущество позволяет значительно сократить время выхода на рынок и использовать рыночные возможности при проверке прототипов, изготовлении небольших партий на заказ и экстренном пополнении запасов запасных частей.

4. поддержка масштабирования и переходного производства для снижения затрат

Устройства SLS промышленного класса могут создавать десятки и даже сотни деталей за один тираж, что делает их идеальными дляМелкосерийное производствоОна также может использоваться в качестве инструмента "мостового производства" - с помощью SLS можно быстро изготовить переходные детали, прежде чем приступать к изготовлению дорогостоящих литьевых форм, что позволяет избежать риска инвестиций в литьевые формы и снизить первоначальные затраты на производство.

Основные материалы для 3D-печати SLS промышленного класса: больше, чем нейлон, материалы для литья становятся новой горячей точкой

Когда речь заходит о материалах для SLS, первым на ум приходит нейлон, но промышленное оборудование стало совместимым с несколькими материалами, а специализированные материалы, особенно в литейном секторе, способствуют цифровой трансформации традиционных литейных процессов:

1. литейный песок: непосредственное производство форм для литья металлов / стержней

сочетаяКварцевый песок / Керамический песокСмешанный со специальным связующим для лазерного спекания, SLS-принтер промышленного класса может напрямую печатать песчаные шаблоны и стержни для литья металлов, а его основные преимущества включают:

• Подходит для корпусов насосов, турбин, блоков автомобильных двигателей и т.д.Сложные отливки с внутренней полостью.;
• Отпадает необходимость в традиционных деревянных/металлических формах, что сокращает расходы на оснастку и сроки изготовления;
• Песчаная форма имеет высокую точность размеров (погрешность ≤0,1 мм) и гладкую поверхность, что повышает коэффициент выхода отливок.

2. литьевой воск: эффективное производство восковых форм для литья по выплавляемым моделям

Устройства SLS промышленного класса могут печататьНизкозольный воск для литьяОн используется для литья по выплавляемым моделям лопаток авиационных турбин, ювелирных изделий и прецизионной фурнитуры, в отличие от традиционной обработки восковых форм с ЧПУ:

• Низкая шероховатость поверхности (Ra≤1.6μm) для удовлетворения потребностей точного литья деталей;
• Зольность <0,1%, отсутствие остатков при депарафинизации отливки, предотвращение дефектов отливки;
• Сокращенное время производственного цикла 50%, подходит для быстрого производства небольшого количества точных восковых форм.

Рекомендации по оборудованию для промышленного SLS-литья 3DPTEK

Являясь ведущим брендом в отрасли, 3DPTEK предлагает специализированные модели для литейного производства, адаптированные к потребностям промышленного производства:

• Песочный 3D-принтер SLSДлина формовки достигает 1000 мм, что обеспечивает массовое производство крупногабаритных литейных песчаных форм и подходит для отливки крупных механических деталей;
• 3D-принтер SLS Восковые модели: Печать с высоким разрешением (толщина слоя 0,08 мм), совместимая со стандартными составами литейного воска для беспрепятственной интеграции в традиционные процессы литья по выплавляемым моделям.

Промышленная 3D-печать SLS: от дизайна до готового изделия за 5 шагов

Промышленный процесс печати SLS в высшей степени автоматизирован и состоит из 5 этапов, что исключает необходимость сложного ручного вмешательства:

1. 3D-проектирование и предварительная обработкаДизайн детали выполняется в программе CAD, конструкция оптимизируется с помощью специального программного обеспечения (например, увеличение толщины стенок, расположение гнезд) и создается STL-файл, который распознается устройством SLS;
2. Укладка порошка: Оборудование автоматически равномерно распределяет порошковый материал на формовочной платформе, при этом толщина слоя контролируется на уровне0,08-0,35 мм(точная регулировка);
3. Селективное лазерное спеканиеМощное лазерное сканирование по траектории поперечного сечения детали сплавляет и затвердевает частицы порошка, образуя монослойную структуру детали;
4. слой за слоем: Формовочная платформа опускается на один уровень, на машину засыпается новый порошок, и этап лазерного спекания повторяется до тех пор, пока деталь не будет полностью сформирована;
5. Охлаждение и порошковая обработка: Детали медленно охлаждаются в закрытой среде (во избежание деформации), а после охлаждения удаляется неспеченный порошок (пригодный для вторичной переработки, с коэффициентом использования материала более 90%).

V. Промышленное применение SLS 3D-принтеров: типичные сценарии в 4 основных областях

Благодаря таким преимуществам, как высокая точность, высокая совместимость и быстрое производство, технология SLS промышленного уровня нашла применение во многих ключевых отраслях промышленности, и типичные сценарии ее использования следующие:

1. Аэрокосмическая промышленность: сочетание малого веса и высокой надежности

• родить ребёнкаЛегкие воздуховоды, компоненты для обработки воздухаРешетчатая структура оптимизирована для снижения веса детали 30%-50% при сохранении прочности;
• Изготовление сложных структурных компонентов спутников, внутренних креплений самолетов без сборки, что снижает риск отказа.

2. автомобильная промышленность: быстрое создание прототипов в сочетании с малосерийным производством

• Этап исследований и разработок: быстрая печатьКорпус, кронштейн, прототип приборной панелиДизайн проверяется в течение 3 дней, что сокращает цикл разработки;
• Стадия массового производства: мелкосерийное производство деталей на заказ для автомобильных интерьеров и запасных частей для технического обслуживания, что позволяет избежать инвестиций в пресс-формы и снизить затраты.

3. Медицина: персонализация и безопасность одновременно

• персонализацияАнатомические модели с учетом особенностей пациента(например, модели планирования ортопедических операций), помогающие врачам разрабатывать точные хирургические планы;
• Производство персонализированных ортопедических инструментов и хирургических приспособлений из материалов, соответствующих медицинским стандартам и биосовместимости.

4. литейный сектор: содействие цифровой трансформации традиционных процессов

• Крупные металлические отливки: прямая печать песчаных форм / стержней для сложных деталей, таких как корпуса насосов и турбин;
• Литье прецизионных деталей: печать форм из малозольного воска для литья по выплавляемым моделям прецизионных деталей, таких как лопатки авиационных турбин, ювелирные изделия и т.д.

Пример из практики: европейский поставщик автомобилей использует 3D-печать SLS для снижения затрат на 40% и повышения эффективности на 70%

Европейскому поставщику автомобильной техники требовалась индивидуальная оснастка для выполнения краткосрочной производственной задачи. Традиционным решением было использование обработки с ЧПУ, что требовало 10-дневного срока выполнения заказа и высоких затрат на оборудование.3D-принтер 3DPTEK SLS промышленного классаПосле:

• Выбор материала: Используется высокопрочный порошок PA12, прочность детали соответствует требованиям к использованию оснастки;
• Производственный цикл: от проектирования до готового изделия всего 3 дня, 70% короче, чем обработка с ЧПУ;
• Контроль затрат: отсутствие необходимости в пресс-формах и сложной механической обработке, снижение общих затрат на 40%;
• Результат: Успешное завершение короткого цикла производства и проверка возможности применения технологии SLS для изготовления оснастки.

3D-принтер 3DPTEK SLS промышленного класса: почему его предпочитают в промышленности?

Среди множества брендов промышленного SLS-оборудования компания 3DPTEK стала популярным выбором среди производственных компаний благодаря своей концепции дизайна, ориентированной на массовое производство, что отражается в ее основных компетенциях по 4 пунктам:

1. Большой размер и высокая скорость одновременноНекоторые модели имеют длину формовки до 1000 мм, что позволяет изготавливать детали больших размеров; в то же время скорость печати 20% выше, чем в среднем по отрасли, что повышает эффективность массового производства;
2. Высокая совместимость с различными материаламиОна может быть адаптирована к широкому спектру материалов, таких как инженерные пластмассы, литейный песок, литейный воск и т.д., так что одна машина может удовлетворить потребности нескольких сценариев;
3. Полные технологические решения: Предоставляет широкий ассортимент продукции от устройств печати доПрограммное обеспечение для моделирования литья, оборудование для постобработкиРешение "все в одном" устраняет необходимость в дополнительных инструментах сторонних производителей;
4. Глобальная техническая поддержка: Полный цикл обслуживания, включающий установку оборудования, обучение работе и послепродажное обслуживание, для обеспечения стабильной работы производственной линии.

VIII. Будущие тенденции промышленной SLS 3D-печати в 2025 году: 3 направления интереса

С развитием материаловедения и технологий автоматизации промышленная SLS-печать будет развиваться в направлении повышения эффективности, более широкого применения и более высокого качества, и в будущем очевидны 3 основные тенденции:

1. Увеличение скорости печати без снижения точностиСкорость печати будет увеличена более чем на 50% благодаря оптимизации мощности лазера и технологии одновременного многолазерного спекания при сохранении высокой точности 0,08 мм;
2. Расширение категорий материаловВысокотемпературные композитные материалы (например, порошки на основе ПЭЭК) и композитные порошки на основе металлов будут постепенно выходить на рынок, расширяя сферу применения SLS в высокотемпературных и высокопрочных сценариях;
3. Интеллектуальное производство с замкнутым цикломВстроенная система мониторинга в реальном времени контролирует процесс печати с помощью алгоритмов искусственного интеллекта и автоматически настраивает параметры лазера для достижения "нулевого дефекта" в массовом производстве и снижения количества брака.

IX. Заключение: 3D-печать SLS промышленного класса - не просто принтер, а инструмент для инноваций в производстве

3D-принтеры SLS промышленного класса - это уже не просто "машины для прототипирования", а "машины для проектирования-производства-применения", способные связать воедино весь процесс проектирования-производства-применения.Решения производственного уровняТехнология SLS может использоваться в аэрокосмической промышленности для облегчения веса и в автомобильной промышленности. Будь то требования к легкости в аэрокосмической промышленности, быстрое время отклика в автомобильной промышленности, персонализация в медицине или цифровизация в литейной промышленности, технология SLS промышленного уровня предлагает эффективные и экономичные решения.

Для производственных компаний выбор правильного SLS-оборудования промышленного класса, такого как модели для формовки в песке/воске 3DPTEK, не только повышает производительность, но и позволяет преодолеть ограничения традиционных процессов и занять передовые позиции для инноваций, что является основной ценностью промышленной SLS 3D-печати в будущем производстве.