Selektiv lasersintring (SLS): allt du behöver veta

Källa: 3dnatives.com

Selektiv lasersintring (SLS) är en av teknikerna som används inom 3D-utskrift. Hur fungerar denna teknik? Vilka material kan användas? Vi berättar allt här nedanför!

Utvecklingen av tekniker för selektiv lasersintring, eller SLS, inleddes på 1980-talet. Dr. Carl Deckard och Dr. Joe Beaman vid University of Texas i Austin (USA) utvecklade grunderna för pulverbäddsteknik. Dessa tekniker kan tillverka produkter med flera olika material, från polymerer till metaller, genom användning av en laser. När vi specifikt refererar till SLS-teknik talar vi om plastpolymerer, främst nylon. Under de senaste åren har dock saker och ting förändrats.

Carl Deckard och Joe Beaman patenterade selektiv lasersintring. De var även inblandade i skapandet av DTM Corporation, som numera (sedan 2001) är en del av 3D Systems. Sedan dess har ett flertal företag specialiserade på pulverbäddsteknik vuxit fram, däribland Farsoon Technologies som är specialiserade på SLS. Slutligen bör det noteras att en process liknande SLS uppfanns och patenterades 1979 av R.F. Housholder, men den kom aldrig att kommersialiseras.

Hur fungerar selektiv lasersintring (SLS)?

Före utskriften designas objektet som ska skrivas ut med hjälp av CAD-mjukvara (t.ex. CATIA, SolidWorks, ProEngineer). Denna modell skickas sedan till en 3D-skrivare i ett digitalt format (STL-fil). Utskriften sker lager för lager, från smälta pulver, tack vare temperaturen som alstras av en CO2-laser.

För att starta processen och förbereda SLS 3D-skrivaren värms pulverbädden och plattformen upp till en temperatur under smältpunkten för polymerpulvret (1). Det första lagret pulver läggs på utskriftsplattformen (2). Sedan sintrar en CO2-laser selektivt polymerpartiklarna i den önskade formen. Hela komponentens tvärsnitt skannas av lasern så att pulvret stelnar (3). När lagret är färdigt flyttas plattformen nedåt och ytan täcks återigen med material. Processen upprepas tills föremålet är färdigställt (4).

Efter utskriften är delarna helt täckta av pulver. Utskriftskammaren måste svalna innan man kan gå vidare till rengöring och efterbearbetning. Avkylningen kan ta upp till 12 timmar. Därefter rengörs delarna med tryckluft eller en annan rengöringsteknik och är redo för användning eller vidare bearbetning.

Material för selektiv lasersintring

Denna teknik gör det möjligt att producera objekt med hjälp av ett brett utbud av material, även om SLS-processen främst använder plastpolymerer. Den vanligaste är polyamid PA 12, allmänt känd som nylon 12. Tekniken kan dock även producera objekt med polypropen, Alumide, Carbonmide, PEBA, PA 11 och PEEK. Det är också möjligt att tillsätta fibrer från andra tillsatsmaterial, såsom kolfibrer, glas eller aluminium, för att på så sätt förbättra delarnas mekaniska egenskaper.

De flesta tidiga användningsområdena för denna teknik var kopplade till utveckling av prototyper. Men i takt med att materialen blir starkare och priserna på SLS 3D-skrivare blir mer överkomliga, håller detta på att förändras och en förflyttning sker mot produktion av slutprodukter.

Aktörer och utveckling

SLS-tekniken används inom olika områden: design, bilindustri, flygindustri och verkstadsteknik. Fram till för några år sedan var de främsta tillverkarna av 3D-skrivare för selektiv lasersintring 3D Systems och EOS GmbH. Den senare var den enda tillverkaren som inkluderade SLS-maskiner som kunde skriva ut med högpresterande termoplaster såsom PEEK. Från och med 2014 löpte patentet för denna teknik ut, vilket ledde till att ett flertal aktörer dök upp i branschen. Allt från nya företag som Natural Robots och deras maskin VIT, till kända varumärken som Formlabs och deras nya Fuse 1. Detta förväntas demokratisera dessa tekniker och göra dem mer tillgängliga för företag i branschen.

Bildkrediter: Paragon Rapid Technologies Limited

Avslutningsvis förklarar teamet på Xometry tekniken i detalj i följande video: