پرینت سه بعدی SLS (SelectiveLaserSintering یا تف‌جوشی لیزری انتخابی) پودر پلیمر را لایه‌به‌لایه با لیزر ذوب و به هم جوش میدهد؛ پودر ذوبنشده خودش نگهدارندهٔ قطعه است، پس هیچ ساپورتی لازم نیست. مادا تکنولوژی قطعات SLS را با پودر نایلون PA12 و پودر TPU تا ابعاد 165 × 165 × 300 میلیمتر می‌سازد.
پرینت سه بعدی SLS، مخفف SelectiveLaserSintering یا «تف‌جوشی لیزری انتخابی»، روشی از ساخت افزایشی است که در آن لایه‌ای نازک از پودر پلیمر، معمولاً نایلون، پخش میشود و لیزر، مقطع قطعه را ذوب و به لایهٔ زیرین جوش میدهد. پودر ذوبنشدهٔ اطراف قطعه نقش ساپورت را دارد؛ برای همین هندسه‌های بسیار پیچیده، مکانیزم‌های یکپارچه و چیدن ده‌ها قطعه درون حجم دستگاه بدون ساپورت ممکن است.
SLS از خانوادهٔ «ذوب بستر پودر» (PowderBedFusion) است؛ همان خانواده‌ای که پرینت فلزی SLM هم به آن تعلق دارد، با این تفاوت که SLS با پودر پلیمری کار می‌کند. قطعات SLS سطحی مات و کمی زبر دارند و خواص مکانیکی‌شان در جهت‌های مختلف یکنواخت‌تر از قطعات FDM است.
مادهٔ اولیه
پودر پلیمر؛ در مادا نایلون PA12 و TPU
روش ساخت
ذوب و جوش پودر با لیزر، لایه‌به‌لایه
مزیت اصلی
بدون ساپورت؛ هندسهٔ آزاد و چیدمان فشرده
محدودیت اصلی
هزینهٔ بالاتر و سطح مات و کمی زبر
تاریخچه
تاریخچهٔ کوتاه پرینت سه بعدی SLS
دههٔ 1980
روش تف‌جوشی لیزری انتخابی در دانشگاه تگزاس در آستین ابداع شد.
دههٔ 1990
نخستین دستگاه‌های تجاری SLS وارد صنعت شدند و برای نمونه‌سازی نایلونی به کار رفتند.
دههٔ 2010 تا امروز
با پایان اعتبار حق اختراع‌های کلیدی و ورود دستگاه‌های جمع‌وجورتر، SLS در دسترس کارگاه‌ها و شرکت‌های کوچک‌تر هم قرار گرفت.
نحوهٔ کار
پرینت سه بعدی SLS چگونه کار می‌کند؟
فرایند SLS بر پایهٔ ذوب بستر پودر و کنترل دقیق دما انجام میشود.
1
پیش‌گرم کردن پودر
پودر پلیمر درون محفظه تا دمایی کمی پایین‌تر از نقطهٔ ذوب گرم میشود تا لیزر برای ذوب انرژی کمتری بخواهد و قطعه تاب برندارد.
2
تف‌جوشی با لیزر
لیزر مقطع قطعه را طبق فایل سه بعدی روی بستر پودر اسکن می‌کند و ذرات را ذوب و به هم و به لایهٔ زیرین جوش میدهد.
3
لایهٔ بعدی پودر
بستر به اندازهٔ یک لایه، معمولاً حدود یک دهم میلیمتر، پایین می‌رود و غلتک یا تیغه لایهٔ تازه‌ای از پودر را پخش می‌کند.
4
سرد شدن و استخراج
پس از ساخت، کل حجم پودر به‌آرامی سرد میشود؛ سپس قطعات از دل پودر بیرون آورده، پودرزدایی و سندبلاست میشوند و بخشی از پودر ذوبنشده دوباره استفاده میشود.
مشخصات
مشخصات پرینت سه بعدی SLS در مادا تکنولوژی
مشخصات پرینت سه بعدی SLS در مادا تکنولوژی
بزرگترین حجم ساخت
165 × 165 × 300 میلیمتر
دقت ابعادی
تلرانس عمومی ISO2768-m و دقت ابعادی تضمینی ±0.5 میلیمتر
پودرها
نایلون PA12 و TPU؛ محصولی جدا از فیلامنتهای همنام FDM
ساپورت
لازم نیست؛ پودر ذوبنشده نگهدارندهٔ قطعه است
چیدمان
قطعات در کل حجم دستگاه روی هم و کنار هم چیده میشوند (Nesting)
پس‌پردازش
پودرزدایی و سندبلاست؛ در صورت نیاز رنگ‌آمیزی و پوشش‌دهی
فرمت فایل
STL، STEP، OBJ و 3MF
زمان
پس از بررسی پروژه اعلام میشود؛ سرد شدن تدریجی حجم پودر بخشی از فرایند است
پودرها
پودرهای پرینت سه بعدی SLS
پودرهای SLS محصولی جدا از فیلامنتهای همنام FDM هستند؛ رفتار قطعه به پودر، جهت ساخت و پس‌پردازش بستگی دارد.
PA12مستحکم و همه‌کاره
پودر نایلون PA12
پرکاربردترین پودر SLS: مستحکم، چقرمه و با جذب رطوبت کم؛ برای نمونه‌های کاربردی، مجموعه‌های پیچیده، جیگ و فیکسچر و قطعات نهایی کم‌تیراژ. در برابر بسیاری از روغن‌ها، گریس‌ها و حلال‌ها مقاوم است.
خواص مکانیکی و حرارتی پودر نایلون 12
استحکام کششی نهایی
50MPa
مدول کششی
1850MPa
ازدیاد طول تا شکست
11% در صفحهٔ XY و 6% در راستای Z
استحکام خمشی
66MPa
مدول خمشی
1600MPa
مقاومت ضربه (Izod شکاف‌دار)
32J/m
دمای تغییر شکل حرارتی
171 °C در 0.45MPa و 87 °C در 1.8MPa
مقادیر نمونه طبق دیتاشیت رسمی پودر Nylon12 شرکت Formlabs (روش‌های ASTM)؛ خواص دقیق به گرید پودر، جهت ساخت و پس‌پردازش بستگی دارد.
TPUمنعطف و لاستیک‌مانند
پودر TPU
پودر الاستومر ترموپلاستیک برای قطعات منعطف، ضربه‌گیر و لاستیک‌مانند: واشر، ضربه‌گیر، کفی، گریپ و ساختارهای مشبک انعطاف‌پذیر که با ساپورت ساخته نمی‌شوند. SLS اجازه میدهد ساختارهای مشبک منعطف بدون ساپورت و با هندسهٔ آزاد ساخته شوند.
برای انتخاب سختی و رفتار مناسب قطعهٔ TPU، کاربرد و شرایط بارگذاری را با کارشناسان مطرح کنید.
روشی از ساخت افزایشی که لایههای نازک پودر پلیمر را با لیزر ذوب و به هم جوش میدهد؛ پودر ذوبنشده نقش ساپورت را دارد و قطعات نایلونی مستحکم با هندسهٔ پیچیده بدون ساپورت ساخته میشوند.
چرا در SLS ساپورت لازم نیست؟
چون پودر ذوبنشدهٔ اطراف قطعه در تمام مدت ساخت آن را نگه میدارد؛ برای همین لازم نیست در فایل ساپورت طراحی کنید و قطعات را میتوان روی هم چید.
دقت پرینت SLS در مادا تکنولوژی چقدر است؟
تلرانس عمومی ISO2768-m و دقت ابعادی تضمینی ±0.5 میلیمتر است؛ دقت نهایی به ابعاد، هندسه و جهت ساخت بستگی دارد.
بزرگترین قطعهای که با SLS میسازید چقدر است؟
تا 165 × 165 × 300 میلیمتر. برای قطعات بزرگتر، تقسیم قطعه یا ساخت با FDM تا 470 میلیمتر بررسی میشود.
با SLS از چه پودرهایی استفاده میکنید؟
نایلون PA12 و TPU. این پودرها محصولی جدا از فیلامنتهای همنام FDM هستند.
آیا قطعات SLS برای محیط‌های صنعتی مناسب‌اند؟
بله؛ برای نمونه، دیتاشیت رسمی پودر Nylon12 شرکت Formlabs مدول کششی 1850 مگاپاسکال و دمای تغییر شکل حرارتی 171 درجه در 0.45 مگاپاسکال و 87 درجه در 1.8 مگاپاسکال را گزارش می‌کند. تناسب نهایی به بار، دما و محیط کار قطعه بستگی دارد.
کیفیت سطح قطعات SLS چطور است؟
سطح قطعه پس از استخراج مات و کمی زبر است، شبیه ماسهٔ نرم. با سندبلاست یکنواخت‌تر میشود و در صورت نیاز رنگ‌آمیزی و پوشش‌دهی هم انجام میشود.
SLS بهتر است یا MJF؟
هر دو قطعات نایلونی بدون ساپورت با کیفیت نزدیک به هم میسازند؛ MJF در مادا تکنولوژی ارائه نمیشود و این نوع قطعات با SLS ساخته میشوند.
SLS بهتر است یا FDM؟
برای هندسهٔ پیچیده، مکانیزم یکپارچه و چیدمان فشردهٔ قطعات کوچک، SLS؛ برای بسیاری از قطعات کاربردی معمول، FDM با فیلامنتهای مهندسی همان کار را با هزینهٔ کمتر انجام میدهد. پیش از ساخت این مقایسه را برایتان انجام می‌دهیم.
هزینهٔ پرینت سه بعدی SLS چطور محاسبه میشود؟
بر اساس حجم قطعه، ارتفاع و فشردگی چیدمان، نوع پودر، تعداد و پس‌پردازش؛ قیمت نهایی پس از بررسی فایل اعلام میشود.
