Sinterizzazione laser selettiva (SLS): una tecnologia di produzione additiva versatile

La sinterizzazione laser selettiva (SLS) è un'importante tecnologia di prototipazione e produzione rapida (RP&M) che costruisce parti tridimensionali-attraverso un processo di fusione delle polveri strato-per-strato. Questo metodo offre vantaggi unici tra cui la libertà dai vincoli geometrici e l'eliminazione dei requisiti di attrezzatura.

Panoramica del processo

Deposizione della polvere: un dispositivo di rivestimento distribuisce il materiale in modo uniforme sulla piattaforma di stampa

Fusione laser: un laser ad alta-precisione sinterizza selettivamente ogni strato

Impilamento degli strati: la piattaforma scende in modo incrementale per la successiva formazione degli strati

Ambiente inerte: il processo avviene in azoto o argon per prevenire l'ossidazione

Caratteristiche chiave

Ampia compatibilità con i materiali (qualsiasi polvere termicamente-fusibile)

Supporta-la costruzione gratuita

Cicli produttivi rapidi

Elevata efficienza di utilizzo del materiale

Limitazioni tecniche

Il meccanismo di sinterizzazione in fase semi{{0}solida inerente alla SLS introduce diverse sfide:

La fusione incompleta della polvere porta a:

Porosità elevata (tipicamente 20-40%)

Densità ridotta (85-95% del teorico)

Resistenza alla trazione compromessa

Aumento della rugosità superficiale (Ra 10-25μm)

L'elevata viscosità nel sistema solido-liquido provoca:

Scarse caratteristiche di flusso di fusione

Fenomeno del "balling" (difetto metallurgico distintivo)

Difficoltà di ricopertura per gli strati successivi

Requisiti di post-elaborazione

I componenti SLS in genere richiedono:

Trattamenti di infiltrazione (polimero o metallo)

Pressatura isostatica a caldo (HIP)

Lavorazione di precisione

Operazioni di finitura superficiale

Evoluzione del settore

Sebbene i primi sistemi SLS offrissero vantaggi in termini di flessibilità dei materiali e semplicità del processo, la tecnologia è stata sempre più soppiantata dalla fusione laser selettiva (SLM) per le applicazioni metalliche a causa di:

Superior density (>99.5%)

Proprietà meccaniche migliorate

Finitura superficiale migliorata (Ra 3-10μm)

Nonostante i maggiori costi delle apparecchiature associati ai sistemi laser