Prace nad SLM wciąż trwają

Prace nad SLM wciąż trwają

Inżynierowie z Wielkiej Brytanii pracują nad ulepszeniem techniki addytywnego wytwarzania SLM, która mogłaby umożliwić produkcję skomplikowanych części dla przemysłu lotniczego oraz motoryzacyjnego.

Eksperymentując z różnymi mieszankami proszków gruboziarnistych, które są relatywnie tanie, zespół z Exeter University stworzył bardzo twardy kompozyt z osnową metaliczną oraz mikrostrukturami wzmacniającymi.

Technologia SLM Opiera się o punktowe roztapianie proszków (przeważnie metali bądź ceramiki) w płaszczyźnie XY. Medium dostarczającym energię proszkowi jest laser chłodzony powietrzem. Proces odbywa się w przestrzeni wypełnionej gazem obojętnym – argonem lub azotem. Laser naprowadzany jest w odpowiednie miejsce dzięki danym z pliku STL oraz układowi zwierciadeł, a światło, które emituje ma długość fali odpowiednią dla podczerwieni. Proces powtarzany jest dla każdej warstwy modelu 3D.

Ogromną zaletą metody jest fakt, że dzięki całkowitemu topieniu bazowego materiału, możliwe jest uzyskanie niemalże tak gęstego modelu jak materiał przed sproszkowaniem. Poza tym, dzięki doskonałej precyzji, możliwe jest tworzenie bardzo skomplikowanych geometrii.

Badania naukowców skupiły się głownie nad mieszaniem bardzo drobnych (drogich) proszków zaraz przed spieczeniem, ale eksperymentowali również ze stopami aluminium oraz domieszkami żelaza. Mimo to zastosowali relatywnie tanie gruboziarniste proszki, które topione laserem w bardzo krótkim czasie, stygnąc przybierały nową twardą strukturę.

Reakcja in-situ, która wymuszana była laserem uwalniała również energię uwięzioną w proszku, co zmniejsza nakład mocy potrzebnej bezpośrednio z lasera. Szczególne sukcesy na płaszczyźnie wydajności energetycznej, zespół odniósł w badaniach nad stopami aluminium i tlenków krzemu.

Analiza wytworzonych elementów za pomocą tomografii komputerowej ukazała mikrostruktury, które je wzmacniają. Takich precyzyjnych struktur nie można wykonać za pomocą technik odlewniczych.

Metoda może znaleźć zastosowanie, na przykład w produkcji aluminiowych części kompozytowych, takich jak tłoki, wały napędowe, elementy zawieszenia, tarcze hamulcowe, i praktycznie każde inne człony konstrukcyjne w motoryzacji oraz lotnictwie.

(rr)