¿Cómo funciona el sinterizado selectivo por láser (SLS)?

No requiere moldes ni estructuras de soporte. Además, puede producir geometrías complejas, estructuras internas y paredes finas con propiedades mecánicas comparables a las piezas moldeadas por inyección. Esto acorta el ciclo de desarrollo y la convierte en una alternativa para muchas piezas de trabajo e incluso conjuntos completos.

El principio del proceso SLS

En el proceso SLS, se aplica una fina capa de polvo sobre la plataforma de construcción y se calienta hasta justo por debajo de la Temperaturas y entalpías de fusiónLa entalpía de fusión de una sustancia, también conocida como calor latente, es una medida del aporte de energía, normalmente calor, que es necesario para convertir una sustancia del estado sólido al líquido. El punto de fusión de una sustancia es la temperatura a la que cambia de estado sólido (cristalino) a líquido (fusión isotrópica).temperatura de fusión del material, que suele denominarse temperatura de construcción (los calentadores no aparecen en el esquema). A continuación, un láser traza la sección transversal de la geometría de la pieza de la primera capa, proporcionando suficiente energía para fundir localmente el material. Sin fuerzas de cizallamiento, la masa fundida debe tener una viscosidad y una tensión superficial bajas para unirse y formar un baño de fusión uniforme. El polvo circundante permanece sólido y mantiene la forma de la geometría fundida. Por lo tanto, no se necesitan estructuras de soporte. Esto puede verse en las tres piezas construidas en forma de N en el lecho de polvo. Ahora la plataforma de construcción desciende una capa para dejar espacio a la siguiente. Una barredora o rodillo de recubrimiento se desplaza por la superficie, recoge el material sobrante del depósito y deposita polvo nuevo y más frío sobre la plataforma de construcción para crear la siguiente capa. Una vez más, el polvo se calienta para mantenerlo a la temperatura de construcción. Esto es importante para impedir la CristalizaciónCrystallization is the physical process of hardening during the formation and growth of crystals. During this process, heat of crystallization is released.cristalización. Toda la envoltura se mantiene en una atmósfera de nitrógeno para reducir los efectos del envejecimiento. Estos pasos del proceso de recubrimiento de polvo y fusión por láser se repiten una y otra vez hasta que se construye toda la pieza. Sólo entonces se enfría la envoltura, lo que inicia la cristalización y, por tanto, el proceso de solidificación de la pieza. Una vez que la pieza y el polvo que la rodea se han enfriado por completo, se desembala.

Materiales utilizados en el proceso SLS

El primer material utilizado en este proceso fue la PA12, por sus buenas prestaciones mecánicas y su capacidad para generar polvo por precipitación. Así se obtiene un polvo con una forma esférica casi perfecta, necesaria para crear una capa uniforme durante el recubrimiento. En la actualidad, sigue constituyendo el 90-95% de todos los materiales utilizados en SLS. Sin embargo, en los últimos años, cada vez más materiales se han cualificado para el proceso, incluidos materiales de alto rendimiento como el PEEK, materiales elastoméricos como los TPU e incluso materiales básicos como el PP. La mayoría de ellos se producen mediante rectificado criogénico y presentan desviaciones más o menos pronunciadas de la forma circular [1].

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Obtenga más información sobre la fusión de lecho de polvo de polímero aquí

Análisis térmico y reología al servicio del éxito de los procesos SLS

La investigación y el desarrollo se centran en los procesos de SLS cuando se investigan nuevos materiales para SLS. El objetivo es determinar su idoneidad para SLS, definir la ventana del proceso, analizar la formación de la masa fundida y comprender cómo los rellenos cambian las propiedades del polvo y de las piezas acabadas. En las siguientes entradas del blog, arrojaremos luz sobre diferentes métodos de análisis que utilizan instrumentos de análisis térmico y reología para caracterizar parámetros clave, incluida la determinación de la ventana del proceso y la cristalización isotérmica de polvos SLS con Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC), así como el estudio de la tensión residual y el alabeo en SLS.

Fuentes

[1] Schmid, M. (2018): SinterizaciónLa sinterización es un proceso de producción para formar un cuerpo mecánicamente resistente a partir de un polvo cerámico o metálico. Sinterización láser con plásticos - Tecnología, procesos y materiales, Carl Hanser Verlag, Múnich.

Cómo determinar la ventana de proceso para polvos SLS utilizando DSC

Con el fin de caracterizar un polímero en polvo para determinar su idoneidad para SLS y determinar la posible ventana de proceso, se utiliza la Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC). Aprenda a configurar e interpretar las mediciones

Cómo estudiar el comportamiento de cristalización isotérmica del polvo SLS mediante DSC

En un artículo anterior, la ventana de proceso en el proceso de Sinterizado Selectivo por Láser con polvo de poliamida 12 se determinó con mediciones dinámicas. En este artículo, explicamos cómo pueden utilizarse las mediciones isotérmicas para estudios más avanzados.

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Cómo afecta la capacidad calorífica específica de los polvos rellenos a los parámetros de procesamiento SLS

La modificación de polvos de SinterizaciónLa sinterización es un proceso de producción para formar un cuerpo mecánicamente resistente a partir de un polvo cerámico o metálico. sinterización selectiva por láser (SLS) con cargas es una buena forma de modificar las propiedades de las piezas producidas sin necesidad de utilizar nuevos materiales en polvo. Aprenda a evaluar el efecto de las cargas de cobre en el comportamiento de procesamiento.

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La orientación de las muestras tiene un efecto sobre las propiedades mecánicas de las piezas sinterizadas por láser selectivo (SLS). Por lo tanto, es necesario evaluar las propiedades termofísicas en diferentes direcciones. Aprenda a preparar muestras rellenas para el análisis de flash láser

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Cómo los rellenos aumentan el comportamiento isótropo o anisótropo de las piezas SLS mediante su alineación

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