SLS и DMLS 3D-печать – комплексное сравнение

Различные виды 3D-печати технологии продолжают стимулировать инновации в секторах дизайна, производства и дистрибуции. Если вы работаете в промышленности, ваше понимание того, как эти технологии работают и чем отличаются друг от друга, критично. В этой статье мы сравниваем Селективную лазерную синтеризацию (SLS) с Прямой металлической лазерной синтеризацией (DMLS), или просто SLS против DMLS.

В этой статье мы сравниваем их преимущества и недостатки. Мы также разъясняем их различные отраслевые применения.

Наконец, чтобы помочь вам в процессе принятия решений, мы предоставляем вам сводную таблицу, сравнивающую сходства и различия между этими двумя процессами 3D-печати.

1. SLS против DMLS – Общий обзор

SLS и DMLS являются процессами аддитивного производства и являются распространенными типами технологии лазерного порошкового спекания. Как они работают и что делает их различиями или сходствами друг с другом? Давайте разберемся!

1.1 Процесс 3D-печати SLS

SLS является одним из самых широко используемых процессов аддитивного производства, в котором выбранный пластиковый порошковый материал нагревается, и с помощью фокусированного лазерного луча частицы атомарно соединяются слой за слоем, образуя твердый компонент.

Процесс синтеризации не включает плавление порошковых материалов. Вместо этого он использует тепло и давление для соединения частиц, образуя твердый продукт.

3D-печать методом SLS обычно ассоциируется с принтерами, специализирующимися именно на пластиковых порошковых материалах.

Интересно, что вы все равно можете использовать процесс 3D-печати SLS для печати некоторых деталей, соединяя пластиковый порошок с определенным металлическим порошком.

Например, Алюмид, который представляет собой сочетание Полиамида (нейлона) и алюминиевых частиц, можно использовать для создания прочных прототипных деталей, иллюстративных моделей или функциональных компонентов.

1.2 3D-печать DMLS

В отношении процесса, DMLS, также известный как прямая лазерная металлическая формовка (DLMF) или лазерная металлическая сварка (LMF), работает на основе той же технологии, что и SLS, но использует выбранный металлический порошок, который должен быть расплавлен высокоэнергетическим лазером, затем спекается для формирования твердых деталей.

Таким образом, для 3D-печати DMLS вам потребуется специальный 3D-принтер, способный печатать необходимые металлические порошковые материалы.

1.3 SLS против DMLS – Общие порошковые материалы

1.3.1 Общие материалы для 3D-печати SLS

Самые популярные материалы, которые можно рассмотреть для процессов 3D-печати SLS, включают:

• Нейлон или полиамид 11

• Нейлон/полиамид 12 -CF/GF

• Полиэфиркетонкетон (PKK)

• Полиэфирэфиркетон (PEEK)

• Полипропен/полипропилен (PP)

• Полиамид и алюминиевые частицы – Алюмид

• ТПУ (TermoplasticPolyurethane)

1.3.2 Характеристики материала SLS

Широко используемые материалы SLS известны своей прочностью и желаемыми механическими и тепловыми свойствами. Они также устойчивы к широкому диапазону химических веществ.

1.3.2 Общие материалы для печати DMLS

Некоторые из наиболее распространенных порошковых материалов, подходящих для вашего проекта 3D-печати DMLS, включают в себя

• • • Нержавеющая сталь
    • Титан
    • Алюминий
    • Сплав никеля
    • Инконель

1.3.3. Свойства материалов DMLS

Вы заметите, что наиболее используемые металлические материалы для процесса 3D-печати DMLS имеют свойства, соответствующие применению изготовленных деталей.
Эти свойства включают, но не ограничиваются:

• • • Предел прочности
  • • Твердость
  • • Пластичность
  • • Жесткость
  • • Температура деформации от нагрева

1.4 SLS против DMLS 3D-принтеры – материальные характеристики

Ни один из 3D-принтеров SLS или DMLS не работает со всеми их порошковыми материалами.
Например, определенные 3D-принтеры SLS подходят только для определенных типов пластиковых порошковых материалов.
Точно так же различные 3D-принтеры DMLS предназначены для определенных видов материалов

1.5 Связанные сравнения 3D-печати – SLS против SLM & DMLS против SLM

Некоторые из связанных процессов 3D-печати, которые необходимо отличать друг от друга, – SLS против SLM и DMLS против SLM.
Чтобы легко различать эти методы печати, просто обратите внимание на следующее:

• • • Как уже описано, для SLS и DMLS порошковые материалы (соответственно пластиковый и металлический порошок) просто атомарно сплавляются слой за слоем с помощью энергии лазера. Не требуется предварительное плавление материалов.
      
    • В Selective Laser Melting(SLM) металлический порошок сначала нагревается до своей температуры плавления с помощью высокоэнергетического лазера перед спеканием для образования твердого продукта.

2. SLS против DMLS – Преимущества и недостатки

2.1 Преимущества SLS по сравнению с DMLS

2.1.1 Универсальность продукции и материалы

SLS предоставляет большую универсальность продукции, поскольку может производить широкий спектр продукции по сравнению с DMLS. Он также позволяет создавать более сложные компоненты или прототипы, чем DMLS.
Кроме того, SLS позволяет использовать более широкий спектр порошковых материалов, таких как пластик, керамика и металл

2.1.2 Эффективное с точки зрения затрат производство

По сравнению с DMLS, SLS более эффективно с точки зрения затрат при производстве сложных компонентов или прототипов. В терминах оборудования 3D-принтеры SLS гораздо дешевле по сравнению с 3D-принтерами DMLS.
Кроме того, SLS использует гораздо более дешевые материалы. Также нет необходимости в дополнительных расходах на оснастку, и затраты на последующую обработку гораздо меньше.

2.1.3 Быстрый производственный потенциал

Хотя нет заметной разницы в скорости печати SLS и MDLS, общая производственная мощность SLS быстрее.
Это связано с его более низкими требованиями к нагреву. Поскольку для него не требуется никакой печати поддержки, и требования к последующей обработке не являются сложными, ваше производственное время будет использоваться более эффективно.

2.1.4 Больший объем 3D-печати

С SLS 3D-печатью вы получаете больший объем 3D-печати, чем с DMLS. Это означает, что вы можете производить гораздо большие изделия или компоненты, чем вы можете достичь с помощью DMLS.

2.1.5 Многоканальная цветопечать | Легкость окрашивания и крашения

Поскольку SLS включает в себя нагрев и связывание частиц вместе, вы легко можете настроить его для печати различных цветов на разных частях одного производимого компонента. Это невозможно с помощью DMLS.

Поскольку SLS производит пористые части, окрашивание и крашение ваших напечатанных продуктов можно выполнить более эффективно.

2.1.6 Не требуется печать поддержки

При использовании SLS вам не требуется никакой 3D-печати поддержки. Это потому, что неиспользованный порошок внутри печатной камеры обеспечивает достаточную поддержку для печатаемых деталей. Таким образом, это позволяет сэкономить ваши производственные затраты.

2.2 Недостатки SLS

SLS-печать имеет следующие ограничения по сравнению с DMLS:

2.2.1 Ограничение на пластиковые компоненты

Выбор использовать процесс SLS ограничивает вас только использованием пластика в качестве основного материала для печати. И таким образом, из-за этого ограничения, также ограничен диапазон продуктов, которые вы можете произвести или создать.

2.2.2 Менее прочные и более плохо сопротивляющие теплу детали

Детали, изготовленные с помощью SLS, менее прочные по сравнению с DMLS. Это вызвано свойствами используемых сырьевых материалов, в основном пластика.

Поэтому производимые детали не подходят для применений, требующих высокой точности, высокой прочности или устойчивости к высоким температурам.

2.2.3 Более низкое разрешение принтера

SLS-печать производит детали с более низким разрешением. Поэтому ваши изготовленные детали будут менее детальными по сравнению с процессом DMLS.

2.2.4 Меньшая возможность повторной переработки производственного порошка

Скорость, с которой вы можете перерабатывать непрожженный порошок, ниже, чем при процессе DMLS. Более 80% непрожженного порошка не подлежит повторной переработке.

Таким образом, это означает, что вам понадобится больше порошка для ваших проектов по печати, что приведет к более высоким затратам на производственные материалы.

2.2.5 Образует больше порошковой пыли

Процесс SLS-печати подвергает вас большему количеству пыли по сравнению с DMLS. Это может негативно сказаться на вашем здоровье или здоровье вашего оператора печатного оборудования.

2.3 Преимущества DMLS по сравнению с SLS

Вот некоторые ключевые преимущества, которые вы получите, выбрав 3D-печать DMLS вместо SLS:

2.3.1 Можно напечатать различные материалы

В отличие от SLS-печати, где вы будете ограничены выбором материала, DMLS предоставляет вам широкий выбор вариантов при выборе материала. Поэтому это позволяет вам производить более широкий спектр сложных компонентов.

2.3.2 Превосходные механические свойства деталей

Поскольку DMLS использует металлический порошок в качестве материала, детали, произведенные 3D-печатью, превосходят по механической прочности.

Произведенные детали также более плотные и однородные. Это в основном из-за более высоких температур и мощности лазера, необходимых для плавления и спекания деталей

2.3.3 Более высокое разрешение печати

По сравнению с SLS, 3D-принтер DMLS может печатать продукты с более высоким разрешением. Это более желательно, если вам нужно производить детали с более тонкими деталями или более сложными особенностями.

И таким образом, это делает DMLS лучшим вариантом, если ваш проект требует более высокого уровня точности с более богатыми деталями печати.

2.3.4 Более высокая переработка использованного порошка

При использовании процесса DMLS вы можете перерабатывать 100% использованного металлического порошка, что не является случаем с SLS. Это в первую очередь связано с тем, что неиспользуемый порошок не подвергается окислению во время процесса печати.

Таким образом, с точки зрения использования материала, DMLS – это более экономичная технология 3D-печати.

2.4 Недостатки DMLS по сравнению с SLS

Несмотря на его различные преимущества, DMLS также имеет свою долю недостатков, на которые вы должны обратить внимание. К ним относятся:

2.4.1 Более высокие затраты на производство

Выбирая DMLS в качестве вашего варианта 3D-печати, вы должны быть готовы к дополнительным затратам на приобретение его 3D-принтера и материалов по сравнению с SLS.

DMLS-печать также более сложный процесс и требует большего производственного энергопотребления. Таким образом, это также более затратно с точки зрения энергопотребления, и на основе его требований к обслуживанию.

2.4.2 Требуется печать поддержки

Будучи сложным процессом, для DMLS-печати требуется наличие конструкций поддержки. Создание и удаление этих структур требует больше времени и делает производство деталей более затратным, чем в SLS.

2.4.3 Может печатать только в металлических цветах

С процессом производства DMLS ваши напечатанные компоненты будут только в металлических цветах.
Это потому, что технология 3D-печати не способна напечатать желаемые цвета на разных частях ваших компонентов.

2.4.4 Более пористые компоненты

В отличие от SLS, детали, произведенные методом DMLS, имеют более высокую пористость по сравнению с другими технологиями 3D-печати. Это оказывает более негативное влияние на прочность компонентов, механическую прочность и термическую стабильность.

2.4.5 Меньший объем печати

По сравнению с SLS, объем печати при 3D-печати методом DMLS меньше, что ограничивает его для производства маленьких деталей.

3. SLS против DMLS – Применение

3.1 Применение принтера 3D SLS

Ниже приведены некоторые основные отрасли и отрасли, где применяется процесс печати методом SLS:

3.1.1 Медицинский и здравоохранительный сектор

3D-печать методом селективной лазерной спекания применяется в медицинском и здравоохранительном секторах, особенно в стоматологии, ортопедии и нейрохирургии.

Эта технология широко используется для функционального прототипирования, производства хирургических инструментов, инструментов, имплантатов, протезов, ортезов и анатомических частей среди прочего.

3.1.2 Промышленность электроники

3D-печать методом SLS также имеет свое применение в промышленности электроники, где она используется для производства широкого спектра компонентов, таких как индивидуальное электронное оборудование, электронные инструменты, например, электрические саксофоны, разъемы и сложные корпуса для электронных устройств.

3.1.3 Промышленность упаковки

В упаковочной промышленности использование 3D-печати методом SLS быстро набирает обороты, особенно в секторе производства пищевых продуктов.

Например, компании по переработке пищевых продуктов используют технологию для производства пластиковых прототипных контейнеров в качестве образцов для оценки своей продукции целевыми клиентами.

3.1.4 Военный сектор

Некоторые компоненты военной техники, такие как оружие, транспортные средства, банкноты и другие боевые машины, имеют сложные детали, изготовленные с использованием технологии 3D-печати методом SLS.

Технология также позволяет производить индивидуальные компоненты для специализированных военных программ, таких как системы безопасности и наблюдения.

3.1.5 Автомобильная промышленность

Еще одна область, где широко используется 3D-печать методом SLS, – это автомобильная промышленность. Она в основном используется для создания прототипов шасси и производства сложных но малосерийных продуктов, таких как детали двигателя или подвески.

3.1.6 Инструменты и создание шаблонов

Технология 3D-печати методом SLS принята производителями для эффективного производства необходимых производственных инструментов, таких как модульные формы, тиски, рукоятки и приспособления.

Гибкость печати методом SLS также позволяет настраивать инструменты или шаблоны под конкретные требования.

3.1.7 Авиационная промышленность

Еще одна отрасль, где широко применяется 3D-печать методом SLS, – это авиационная промышленность.

Известная своим применением аддитивного производства, авиационная промышленность использует процесс SLS для производства прототипов, компонентов кабины и других сложных частей.

3.1.8 Прототипирование деталей и разработка исследовательских моделей

Промышленные предприятия, включая исследовательские учреждения, используют 3D-принтеры SLS для создания прототипов для функционального тестирования или для привлечения внимания к своим новым продуктам.

Исследовательские учреждения также используют процесс SLS для создания или настройки сложных моделей для различных исследовательских работ.

3.2 Применение 3D-печати DMLS

3.2.1 Прототипирование деталей

Различные производители или отрасли используют 3D-принтеры DMLS для экономичного создания прототипов сложных компонентов, которые обычно были бы дороже производить другими способами.

Поэтому дизайнеры продуктов используют процесс DMLS для создания реплик деталей либо для тестирования, либо при разработке новых продуктов.

3.2.2 Создание производственных форм

Производители, которым требуются металлические формы с замысловатыми деталями для своих производственных процессов, находят процесс MDLS наиболее подходящим для применения в 3D-печати.

3.2.3 Системы контроля тепла

Промышленные предприятия, особенно в энергетическом и энергетическом секторе, используют 3D-принтеры DMLS для создания систем контроля тепла с замысловатыми геометрическими формами.

Гибкость процесса позволяет создавать различные формы охлаждающих каналов, чтобы соответствовать различным требованиям систем охлаждения.

3.2.4 Изготовление тисов и приспособлений | Применение инструментов

Вы обнаружите, что многие производители применяют технологию 3D-печати DMLS для разработки тисов и приспособлений для своих различных производственных процессов.

Кроме того, благодаря процессу 3D-печати DMLS становятся возможны создание сложных производственных форм и другие приложения инструментов.

3.2.6 Изготовление воздуховодов и крепежных деталей

Еще одной областью применения процесса 3D-печати DMLS является производство вентиляционной продукции, такой как сложные воздуховоды и крепежные детали.

3D-печать DMLS можно использовать для создания сложных воздуховодов и крепежных деталей для улучшения воздушного потока в домах.

Технология также используется для создания конформные охлаждающие каналы для различных конструкций форм. Она позволяет дизайнерам создавать детали с замысловатыми геометрическими формами, которые могут легко приспосабливаться к широкому спектру систем охлаждения.

4. Сводная таблица сравненияDMLS против SLS

5. Заключение

Выбор между опцией 3D-печати с порошковой кровельной смесью SLS и DMLS полностью зависит от ваших требований к 3D-печати. Это потому, что оба процесса имеют свои преимущества, и оба могут производить детали высокого качества с желаемыми свойствами для различных отраслевых применений.

Если у вас есть бюджетные ограничения, но вы стремитесь к инвестированию в технологию аддитивного производства, то SLS будет вашим наиболее экономически выгодным вариантом. С помощью процесса печати SLS вы сможете дешево производить детали высокого разрешения с комплексными частями.

Однако, если ваше отраслевое применение требует деталей с сложными формами, замысловатыми деталями, высокой механической прочностью и улучшенной точностью применения, то процесс DMLS является наиболее подходящим вариантом 3D-печати для вас.