O SLS 3D tisku
O SLS 3D tisku
SLS (Selective Laser Sintering) je vyspělá technologie 3D tisku, která své využití najde všude tam, kde jsou kladené nejvyšší nároky na pevnost a složitost výtisků. Tedy v průmyslové výrobě a vývoji. Tiskárny SLS disponují vysoce výkonným laserem, který je schopen „spékat“ malé částice polymerního prachu v tiskové komoře. Tato aditivní výrobní technologie nachází nejen v průmyslových aplikacích stále častější uplatnění, protože je díky ní možné vyrábět i velmi komplikované a funkční součásti. Jeho nespornou výhodou je i absence podpůrných struktur při tisku, jejichž roli zde plní „nespečený“ prach. Proto si SLS tiskárna poradí i s komplexními tenkostěnnými výtisky obsahujícími vnitřní prvky. Prvky produkované technologií SLS dosahují vynikajících mechanických vlastností, chemické odolnosti a současně pevnosti jako je tomu u vstřikovaných dílů.
Proces tisku SLS
Nejdříve se tiskový prach a komora zahřejí na vysokou teplotu, která ale zatím nedosahuje bodu tání použitého materiálu. Tiskový mechanismus poté rozprostře prach v tenké vrstvě na pracovní desku pomocí tzv. recoateru (mechanické ústrojí, jehož součástí je válec rozprostírající vrstvu prachu). Poté přichází na řadu samotný proces „spékání“ vrstvy pomocí laseru. Paprsek prochází poměrně složitou optickou sestavou a koncentruje se na povrchu vrstvy prachu. Vlivem toho dojde k jejímu „spečení“. Nakonec se pracovní deska posune směrem dolů a recoater nanese další vrstvu prachu. Tento proces se cyklicky opakuje, přičemž při spékání vrstvy se ty předchozí přetaví a vzniká tak homogenní výtisk.
Po dokončení poslední vrstvy následuje proces ochlazování, kdy software tiskárny neumožňuje manipulaci s výtiskem dříve než teplota klesne na cca 50 °C.
Post-processing
Poté co se výtisk zbaví přebytečného, nespečeného prachu (který se následně použije pro další tiskové úlohy), se zpravidla výtisk dále mechanicky či chemicky opracovává dle rozličných požadavků zákazníků. Na řadu tedy mohou přicházet různé metody post-processingu jako je vyhlazování, pískování, pokovení, barvení či lakování, lepení atd. Finální podoba výtisku se tak může výrazně lišit, a výsledný produkt je často k nerozeznání od těch, které byly vyrobeny úplně jinou cestou (např. kovoobráběním).
Používané materiály
Pro SLS tisk se nejčastěji používají termoplasty na bázi polyamidů. Zejména pak nylon (PA 12). Jedná se velmi rozšířený průmyslový termoplast, který má mimo jiné vynikající mechanické vlastnosti. Je velmi lehký, mechanicky odolný a zároveň pružný. V neposlední řadě je nárazuvzdorný a odolný proti chemikáliím, teplu, UV záření i vodě. Tam kde PA 12 nepostačuje, přichází na řadu další polyamidy (PA 11, PA 6, PA 2200) anebo PBT (polybutylen-tereftalát). Mimo pevných materiálů se mohou použít i měkké materiály v podobě elastomerů jako jsou TPE, TPU, PEBA či polystyren (PS 2500). Dnes je také dostupná široká paleta tiskových prášků s různými aditivy pro zlepšení pevnosti, tuhosti, pružnosti, chemických vlastností nebo vzhledu výtisků. Nejčastěji se (zejména do materiálu PA11) přidávají různé příměsi v podobě skla, carbonu, atd.
Výhody
- Složité výtisky – lze vyrobit jedinou složitou součást namísto několika jednodušších a následně spojených.
- Přímá výroba – Vyrábí se bez použití forem nebo lisovacích nástrojů. Tím se snižují náklady na nástroje a přípravky.
- Vysoká přesnost tisku – umožňuje vyrobit jemné struktury, skryté detaily, tenké stěny a další složité tvary.
- Tisk bez podpůrných struktur – nahrazuje je nevypálený prášek
- Širší možnosti konstrukce – snižuje konstrukční omezení spojená s tradičními výrobními metodami obrábění a lití.
- Nižší hmotnost – materiál je jen tam, kde je ho skutečně třeba.
- Kusová výroba – významně rozšiřuje možnosti zakázkové výroby.
- Flexibilita – potřebné konstrukční změnu mohou přímo směřovat do výroby.
- Optimalizace – SLS lze začlenit do stávajícího výrobního procesu. To vede ke snížení počtu výrobních kroků a snížení nákladů.
- Nákladovost – relativně levný provoz tiskárny a nízká cena tiskových materiálů.
- Jednoduchý post-processing – následné opracování je nekomplikované, a to zvláště při použití vhodného příslušenství.
- Udržitelnost
