1. Grundlagen der SLM-Technologie
Mithilfe hochenergetischer Laserstrahlen als Wärmequelle erzeugt die SLM-Technologie – ein pulverbettbasiertes Metall-3D-Druckverfahren – das Metallpulver Schicht für Schicht scannt und schmilzt und so dreidimensionale Objekte erzeugt. Eine mit Metallpulver gefüllte Kammer ist ein wesentlicher Bestandteil des SLM-Druckprozesses; Das Pulver wird mittels Streichrakel in recht dünnen Schichten auf dem Untergrund oder der Bauplatte verteilt. Hochleistungslaser schmelzen dann selektiv Pulverkomponenten in Abhängigkeit von CAD-Daten, um 2D-Scheiben der Komponenten zu erstellen. Anschließend wird die Bauplatte um eine Schicht abgesenkt, dann mit einer frischen Pulverschicht auf die beschichtete Klinge aufgetragen und der Vorgang wiederholt, bis der Druck insgesamt abgeschlossen ist.
2. Der Zweck der Ermutigung
Die SLM-Drucktechnik hängt stark von der tragenden Struktur ab. Unterstützung dient hauptsächlich dazu, Stress auszugleichen, zu unterstützen und zu beheben sowie Kanäle zu schaffen. Die Stützkonstruktion kann die erforderliche Unterstützung bieten, um zu verhindern, dass diese Teile während des Druckvorgangs zusammenbrechen oder sich verformen, wenn das gedruckte Modell hängende Konstruktionen, Brückenkonstruktionen oder steile Hänge aufweist. Die Stützung kann auch dazu beitragen, die beim Druckvorgang entstehenden Spannungen auszugleichen und so die Präzision und Stabilität des Modells zu verbessern. Darüber hinaus kann die Stützstruktur durch die Bildung verstreuter Kanäle die Temperatur des lasergeschmolzenen Schmelzbads senken, die Anhaftung von Pulver um das Schmelzbad verringern und die Qualität des SLM-Formteils verbessern.
3. Der Bedarf an Unterstützung für den SLM-Druck
Obwohl der SLM-Druckprozess stark von der Stützstruktur abhängt, ist dies nicht immer notwendig. Ob Unterstützung erforderlich ist, hängt hauptsächlich von Faktoren wie der geometrischen Form des Modells, den Druckbedingungen und den verwendeten Materialien ab. Manchmal ist es möglich, auf benötigte Stützen zu verzichten, indem man die Druckparameter wie Laserleistung, Scangeschwindigkeit und Schichtdicke für grundlegende geometrische Formen und kleinere hängende Teile ändert. Bei komplizierten Innensystemen, großen hängenden Bauteilen oder steilen Hängen sind Stützkonstruktionen jedoch in der Regel von entscheidender Bedeutung.
Bei der SLM-3D-Metallformung werden häufig Kegel- und Netzstützen eingesetzt. Insbesondere bei der Herstellung komplizierter Metallteile können diese Stützsysteme aufgehängte Teile effizient tragen und die strukturelle Stabilität bewahren. Darüber hinaus kann die Stützstruktur bei Modellen, die umgedreht werden müssen, oder bei großen, schweren Modellen auch die Position des Modells korrigieren, um eine Fehlausrichtung oder Verformung beim Drucken oder Umdrehen zu vermeiden.
4. Methoden zur Minimierung der Unterstützung
Während der SLM-Druckprozess stark von der Stützstruktur abhängt, kann zu viel Stütze den Material- und Zeitaufwand erhöhen und einige Herausforderungen bei der Nachbearbeitung verursachen. Daher sollten im Design- und Druckprozess Schritte unternommen werden, um den Einsatz von Trägern so weit wie möglich zu reduzieren. Dies sind einige Erfolgstechniken:
Verbessern Sie die Modellarchitektur: Versuchen Sie, das Auftreten von hängenden Komponenten und steilen Neigungen im Modellentwurf zu begrenzen, damit Sie weniger auf tragende Strukturen angewiesen sind. Durch eine sinnvolle konstruktive Gestaltung kann das Modell kompakter und stabiler gebaut werden und dadurch die erforderliche Stützlast minimiert werden.
Ändern des Druckerwinkels: Durch Drehen des Modells können die komplizierten Komponenten in einer besser druckbaren Ausrichtung ausgerichtet werden, wodurch der Bedarf an Stützstrukturen sinkt. Bei den aufgehängten Elementen des Modells kann beispielsweise eine Neigung oder horizontale Ausrichtung einen besseren Halt bieten.
Wählen Sie je nach Komplexität und Detailanforderungen des Modells die am besten geeigneten Druckparameter aus. Die korrekte Änderung von Faktoren wie Schichthöhe, Füllrate und Laserleistung trägt dazu bei, dass das Modell stabiler wird und weniger Stützkonstruktionen erforderlich sind.
Mehrere 3D-Drucker ermöglichen die Verwendung löslicher Trägermaterialien. Durch Einweichen der Stützstruktur in Wasser oder einem anderen Lösungsmittel lässt sie sich nach dem Drucken leicht entfernen. Dieser Ansatz kann die Oberflächenqualität und das Erscheinungsbild des Modells verbessern und außerdem die erforderliche Unterstützung reduzieren.
Um die Auslastung der Stützstruktur zu verringern und die Entfernungseffizienz zu erhöhen, ändern Sie die Parameter der Stützstruktur im Schneidprogramm, einschließlich Dichte, Dicke und Form. Gleichzeitig können auch verschiedene Arten von Stützen – wie Gitterstützen, konische Stützen usw. – ausprobiert werden, um die Kontaktfläche zwischen der Stütze und der Struktur zu verringern und gleichzeitig die Stützanforderungen zu erfüllen.
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