Упатство за дизајн на DMLS

Џек Лај Експерт за CNC обработка

Специјализирани за CNC глодање, CNC вртење, 3D печатење, уретанско лиење, брзо алатирање, обликување со инјектирање, лиење метал,


DMLS е брз производствен процес, бидејќи деловите од метални адитиви се применуваат во различни индустриски области. Неговата голема слобода на дизајнот, поедноставување на компонентите и консолидација се најпогодни за производство на делови по нарачка или среден волумен.

Процес на печатење DMLS

DMLS е технологија за фузија во прав, која користи ласерски систем за спојување на метален прав слој по слој. Секој слој или парче е делови од геометрија на пресек во одредена висина, овие слоеви и парчиња содржат заедно за да бидат целиот дел. Металот со конечна дебелина ќе биде изложен на ласерски систем за процесот на синтерување, а потоа повторете ги овие процеси додека сите слоеви се завршени. Како што ласерот ги спојува металните прашоци, сегашниот слој исто така ќе се спои со претходните слоеви. Големината на деловите и параметрите на печатачот ќе го одредат времето на производство.

Како типична DMLS машина, ласерскиот систем го скенира горното напојување на површината, прашокот за синтерување до сврзан пресек со одредена висина. Платформата за градење се намалува по синтерувањето, а потоа повторно обложениот бладер го брише креветот со прашок со нов слој од метален прав. Платформата за собирање намалете ја пониската за да се смести прашокот за прелевање. Овој процес се повторува додека не се завршат последните делови, кои се состојат од слоеви со дебелина од илјадници микрони.

По процесот на изработка, потребна ни е пила за ленти или жица EDM за да ги отстраниме готовите делови од платформата за градење откако ќе се исчисти пудрата со четка.

Дизајнирање на DMLS

Постојат неколку препораки за дизајн во процесот на дизајнирање DMLS, овие принципи ќе ни помогнат да постигнеме висок квалитет, одлична завршна површина и висока точност на димензиите. Иако повеќето насоки за дизајн зависат од материјалите за печатење и ласерските параметри, геометриските препораки ќе гарантираат производство на дизајнерски дел како очекување.

Општо упатство за дизајнирање DMLS

Дебелина на ѕид: За повеќето метални материјали, минималната дебелина на ѕидот од 0,4 mm ќе обезбеди успех во процесот на печатење DMLS.
Дијаметар на пиновите: Минималниот дијаметар на пиновите од 1mm е сигурен, додека помалите дијаметри ќе ја намалат острината на контурата.
Големина на дупка: Дијаметарот на дупките помеѓу 0,5 mm и 6 mm може да се креираат сигурно без дополнителна поддршка. Ориентацијата ја одредува поддршката без отвори со дијаметар од 6mm до 10mm. Дупките со дијаметар поголем од 10 mm имаат потреба од потпорни структури.
Дупка за бегство: На шупливите метални делови им требаат отвори за бегство за да се отстрани лабавиот метален прав, препорачаниот дијаметар на дупката е 2-5 мм. Повеќекратните дупки за бегство ќе ја подобрат ефикасноста на отстранувањето на прав.
Настрешници: минималниот агол на настрешници без поддршка е 45 степени во повеќето случаи.
Неподдржани рабови: максималната должина на конзолните настрешници е 0,5mm, хоризонталните настрешници со поддршка од двете страни можат да достигнат до 1mm.
Сооднос: максималниот сооднос на вертикалната висина до делот е 8:1, што ќе обезбеди стабилност на деловите за печатење на плочата.
Толеранција: толеранцијата на насоката на печатење е ± 1 дебелина на слојот, во насока xy, остварливата толеранција е ± 0,127 mm.

Материјал за поддршка

Поради високите температури во DMLS процесот и неговата природна градба слој по слој, ни треба структури за поддршка за поврзување на неподдржана геометрија за изградба на платформа, а исто така работи како термички ладилник. Материјалот за поддршка игра суштинска улога во дизајнирањето на DMLS, постојат два фактори што треба да ги земеме предвид како што следува:

  1. DMLS синтерува слоеви од метални прашоци на висока температура, на секој слој му треба цврста работа за да се изгради, наместо лабав прав во SLS. За да се постигне ова, прво ќе се испечатат потпорните структури, а потоа врз нив може да се изградат цврсти делови, кои не се прикачени на плочата за градење.
  2. Различниот процес на ладење во секој слој ќе создаде резидуален стрес, што ќе резултира со виткање и искривување. Поддржувачкиот материјал ќе ја одвлече топлината од неодамнешните отпечатени делови, а исто така ќе ги закотви на цврста основа.

Материјалот за поддршка ќе додаде дополнителни трошоци и ќе треба да се отстрани кога ќе заврши процесот на печатење. Дополнително, пост-обработката на површината за контакт на потпорниот материјал треба да ја достигне истата завршна површина на неподдржана површина.

Квалитет на површината

Како и во процесот на дизајнирање, ни треба презентациската страна да биде мазна, па затоа е потребен пост-процес. Ни требаат некои чекори за да го подобриме квалитетот на површината со избор на ориентација на делови.

  1. Површините свртени нагоре имаат поостри рабови и подобар квалитет на површината отколку свртените надолу.
  2. За да се избегне зачекорен ефект на површината, аголот на рамнината треба да биде поголем од 20 степени во однос на хоризонтот.

Ограничувања на процесот

Цена
Цената на DMLS материјалите е многу висока, така што традиционалната технологија на производство може да биде поисплатлива, особено во производството во големи размери. DMLS е најсоодветен за сложени и прилагодено производство на делови или специјалните геометрии не можат да се произведуваат со традиционален метод.

Дизајн за производство на адитиви
Постои заблуда за DMLS, што е дека дизајнот на сите апликации за конвенционално производство може да се конвертира во DMLS решение. Ако деловите се дизајнирани за конвенционално производство, тие не се погодни за 3D печатење. Ако некој дел има голем сооднос на големина и сложеност без дополнителна вредност или функционална способност, тој може да биде дизајн за DMLS.

Големина на производот
DMLS произведува помал волумен на делови во споредба со традиционалната технологија, неговиот просечен волумен е 250 mm x 250 mm x 300 mm.

Комплексност на машината
DMLS машината не е plug-to-play како систем за полимери, повеќето од машините DMLS се индустриски големини, на кои им треба строга работа, ракување со материјали, пост-обработка и процедури за одржување.

Заклучок
Во процесот на дизајнирање DMLS, поддршката е критичен фактор за оптимизирање на геометријата и поставеноста, заштеда на трошоци и време. Ориентацијата на делови се смета за поостри рабови и подобра завршница на површината.