Selective laser Sintering (SLS) یک فناوری مبتنی بر پودر است که با استفاده از قدرت پرتو لیزر، ذرات پودر پلیمر را می ریزد، تا قطعات را به صورت لایه لایه چاپ کند.

در این مقاله فرآیند پخت لیزر انتخابی یا همان SLS را مورد بررسی قرار می دهیم:

یکی از دلایلی که این فناوری را محبوب کرده است هزینه کم، بهروه وری بالاو مواد تثبیت شده است. با استفاده از این پزینتر می توان نمونه سازی سریع، ساخت قطعات کوچک و بزرگ، ساخت قطعات سفارشی و ... را انجام داد. اخیرا پیشرفت های زیادی در ماشین آلات، فیلامنت و نرم افزار شده است که به بهبود عملکرد SLS نیز کمک می کند.

 

پودر به صورت یک لایه نازک در بالای سکو و در داخل محفظه ساخت پخش می شود. چاپگر پودر را گرم می کند تا لیزر بتواند بهتر آن را بپاشد. لیزر مقطعی از مدل سه بعدی را اسکن می کند و ذرات پودر را دقیقا به همان مکان می پاشد. ذرات به صورت مکانیکی به هم متصل می شوند تا یک قسمت جامد ایجاد شود. بعد از آن سکو با یک لایه در محفظه ساخت حدود 50 تا 200 میکرون پایین می آید و این کار را برای هر لایه تکرار می کند تا قطعه کامل شود.

بعد از عملیات چاپ قطعه باید کمی در داخل محفظه چاپ و کمی در خارج از چاپگر خنک شود تا قطعه در حالت اصلی باقی بماند و از ایجاد تاب در قطعه جلوگیری شود.

قطعه پرینت شده بعد از چاپ از محفظه ساخت جدا می شود و پودر های اضافی آن برطرف می شود و قطعه تمیز می شود. پودر اضافه را می توان دوباره بازیافت کرد. در بعضی از مواقع قطعه چاپی به پردازش بیشتری نیز نیاز دارد.

سطح قطعاتی که با SLS چاپ می شوند معمولا حالت دانه ای دارند، اما هیچ خطی در لایه ها دیده نمی شود. عملیات Media blasting یا Median tumbling برای یکدست تر شدن سطح توصیه می شود.

SLS برای هندسه های پیچیده، ویژگی های داخلی، زیر برش ها، دیواره های نازک و ویژگی های منفی ایده آل هستند و قطعاتی که با این تکنولوژی ساخته می شوند در حد قطعاتی که با تزریق پلاستیک ساخته می شوند عالی و با استحکام هستند.

 

همه پرینترهای سه بعدی تقریبا با یک روش ساخته می شوند و تفاوت اصلی بین آنها نوع لیزر، اندازه حجم ساخت و پیچیدگی آن است و این که پرینترهای مختلف از راه های مختلف برای کنترل دما، توزیع پودر و رسوب لایه ها استفاده می کنند.

پودر باید در سه مرحله تا درجه حرارت 2 درجه سانتی گراد گرم شود تا از تاب خوردگی، تنش و اعوجاج ناشی از گرما کاسته شود.

متدوال ترین ماده برای این نوع چاپگر نایلون است. نایلون یک ترموپلاست مهندسی بسیار توانمند برای تولید نمونه های مختلف و قطعات پیچیده و با دوام بسیار ایده آل است.

قطعات ساخته شده با نایلون در برابر ضربه و ساییدگی مکرر مقاوم هستند و در برابر اشعه ماوراء بنفش، نور، گرما، حلال ها، رطوبت، آب و ... نیز مقاومت خوبی دارند.

 

 

Nylon یک پلیمر ترموپلاستیک مصنوعی از خانواده پلی آمید هاست. نایلون 12 کاربردهای زیادی دارد و یک پودر همه کاره برای چاپگر SLS می باشد.

نایلون 11، برای قطعاتی که به شکل پذیری بالاتر، مقاومت بالاتر در برابر ضربه، مقاومت زیاد در برابر سایش بدون شکست نیاز دارند، استفاده می شود.

از نایون 11 برای ساخت نمونه های اولیه، لوازم مقاوم در برابر ضربه، محفظه هایی با دیواره های نازک، ارتوز، پروتزها، لولاها و ... استفاده می شود.

از نایلون 12 برای ساخت نمونه با کارایی بالا، تولید دسته کوچک، اسباب بازی، وسایل و ابزار و ... استفاده می شود.

 نایلون 11: مواد قابل انطعاف و قوی برای قطعات اصلی

 نایلون 12: مواد همه کاره برای قطعاتی با دقت ابعادی بالا و جزئیات کامل
 

نایلون 11 و 12 پودرهای تک جزئی هستند، اما برخی از چاپگرها از پودرهای دو جزئی مانند پودرهای روکش دار یا ترکیبی مانند کامپوزیت نایلون با آلومینید، کربن یا شیشه برای مقاوم سازی و بالاتر بردن انعطاف قطعه استفاده می کنند.

در زیر جدول خصوصیات این دو نایلون را مشاهده می کنید:

مهندسین و تولیدکنندگان به دلیل آزادی طراحی، بهره وری بالا، هزینه کم و ... از SLS استفاده می کنند.

بیشتر تکنولوژی های چاپ سه بعدی مانند SLA یا FDM برای ساحت طرح هایی با ویژگی های خاص و پیچیده نیاز به ساختار پشتیبانی تخصص دارند. در صورتی که SLS به دلیل این که در حین چاپ، پودر غیر فیلتر شده قطعه را احاطه می کند، به ساختار پشتیبانی نیاز ندارد و چاپ هندسه های پیچیده را ممکن می سازد.