أصبحت تقنية التلبيد الليزري الانتقائي (SLS) من التقنيات الأساسية في التصنيع الإضافي، مما يمكّن الصناعات من إنتاج أجزاء عالية الأداء ذات هندسات معقدة بكفاءة غير مسبوقة. هذه العملية القائمة على انصهار المساحيق باستخدام الليزر، والتي تستخدم ليزرًا لتسنتر بودرة البوليمر أو المركب طبقة بعد طبقة، قد أحدثت ثورة في تصنيع النماذج الأولية والإنتاج بكميات صغيرة والأجزاء الجاهزة للاستخدام النهائي. من بين المواد التي تقود هذه الثورة، تتميز مادتا PA12 (نايلون 12) والإصدار المعزز منها PA12+GF30 (نايلون 12 مع 30٪ من الألياف الزجاجية) بخصائص ميكانيكية استثنائية وتنوع في الاستخدام.
عملية SLS: تحول جذري في التصنيع
يعمل SLS عن طريق نشر طبقة رقيقة من المواد المسحوقة عبر منصة البناء. ثم يقوم الليزر ذو الطاقة العالية بتحويل المسحوق بشكل انتقائي وفقًا لهيومتري القسم العرضي للنموذج ثلاثي الأبعاد. ينزل المنصة تدريجياً، ويتم تطبيق طبقة جديدة من المسحوق، ويتم تكرار العملية حتى يتم الانتهاء من الجزء. على عكس تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد الأخرى ، لا تتطلب SLS هياكل دعم ، حيث أن المسحوق غير المتحلل يدعم بشكل طبيعي الميزات المعلقة. هذا يسمح بإنتاج تصاميم معقدة ومتصلة مع الحد الأدنى من المعالجة اللاحقة.
المزايا الرئيسية لـ SLS تشمل:
● تنوع المواد: يدعم مجموعة واسعة من البوليمرات والمركبات وحتى المعادن.
● حرية التصميم: تمكن من تشكيل هندسة معقدة، وشبكات، وقنوات داخلية.
● كفاءة التكاليف: يقلل من نفايات المواد وتكاليف الأدوات لإنتاج حجم صغير.
● قابلية التوسع: مناسبة لكل من النماذج الأولية السريعة والإنتاج المتسلسل.
PA12: الحصان العامل للطباعة ثلاثية الأبعاد SLS
PA12 ، وهو بولياميدي شبه بلورية ، هو المواد الأكثر استخدامًا في SLS بسبب خصائصها المتوازنة:
● القوة الميكانيكية: تقدم مقاومة عالية للشد (50–80 ميغاباسكال)، والمرونة، ومقاومة الصدمات.
● الثبات الحراري: تحافظ على الأداء عبر نطاق واسع من درجات الحرارة (-40°م إلى 120°م).
● مقاومة المواد الكيميائية: مقاومة للزيوت والمحاليل والعديد من الأحماض.
● خفة الوزن: كثافة تبلغ ~1.03 غرام/سم³، مثالية للتطبيقات الحساسة للوزن.
تشمل الصناعات التي تعتمد على مادة PA12:
● السيارات: أغطية المحركات، ووحدات سحب الهواء، والأقواس الخفيفة الوزن.
● الفضاء الجوي: مكونات الأقمار الصناعية، وهياكل الطائرات بدون طيار، ولوحات التجهيزات الداخلية.
● الإلكترونيات الاستهلاكية: أغطية مخصصة، وأجهزة قابلة للارتداء، ونماذج أولية وظيفية.
● الطب: زرع العظام، أدلة الجراحة، والأطراف الصناعية (متوفرة بأصناف متوافقة مع إدارة الغذاء والدواء الأمريكية).
PA12+GF30: رفع الأداء باستخدام التقوية بالألياف الزجاجية
لتطبيقات تتطلب صلابة وقوة واستقراراً أبعادياً أعلى، يوفر مادة PA12 المدعمة بـ 30% من الألياف الزجاجية (PA12+GF30):
● الصلابة: يزيد معامل المرونة بنسبة 50–100% مقارنة بـ PA12 النقي.
● درجة حرارة تشوه الحرارة (HDT): تصل إلى ~200°م، مما يسمح باستخدامها في بيئات ذات درجات حرارة مرتفعة.
● مقاومة التعب: مناسبة للتطبيقات التي تتعرض لتحميل متكرر.
● صلابة السطح: تحسين مقاومة البلى للتروس والمحامل وأدوات القطع.
تشمل التطبيقات الرئيسية لـ PA12+GF30 ما يلي:
● الروبوتات: وحدات نهائية (End-effectors) ومكابس خفيفة الوزن وعالية القوة.
● المعدات الصناعية: مضخات وصمامات ومكونات هيكلية.
● الفضاء الجوي: هياكل تحمل الأحمال وأنظمة إدارة الحرارة.
● الرياضة: معدات رياضية مخصصة ذات نسبة قوة إلى وزن محسنة.
خدمات طباعة SLS ثلاثية الأبعاد: تسريع الابتكار
تتيح خدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد SLS المهنية للمهندسين والمصممين استغلال الإمكانات الكاملة لمسحوق PA12 وPA12+GF30 دون الحاجة لاستثمار مبدئي كبير في المعدات. وتقدم هذه الخدمات:
● خبرة في المواد: الوصول إلى مساحيق PA12 وPA12+GF30 المعتمدة ذات التوزيع الأمثل لحجم الجسيمات.
● تحسين التصميم: إرشادات حول توجيه القطع واستراتيجيات الدعم ومعالجة ما بعد الطباعة للحصول على أفضل النتائج.
● ضمان الجودة: إجراء قياسات واختبارات داخلية للتحقق من دقة الأبعاد والخصائص الميكانيكية.
● القابلية للتوسيع: مرونة في إنتاج نموذج أولي واحد أو آلاف القطع مع جودة متسقة.
مستقبل الطباعة SLS: الاستدامة والابتكار
مع تركيز الصناعات المتزايد على الاستدامة، تشهد تقنية SLS تطوراً في:
● إعادة تدوير المواد: يمكن إعادة استخدام ما يصل إلى 95٪ من مسحوق PA12 غير المُلْبَن، مما يقلل من الهدر.
● الكفاءة في استخدام الطاقة: تطورات في تقنية الليزر والتحكم بالعملية تقلل من استهلاك الطاقة.
● التصنيع الهجين: الجمع بين SLS والتصنيع باستخدام CNC أو القولبة بالحقن لإنتاج أجزاء هجينة.
الاستنتاج
إن تقنية التلبيد الليزري الانتقائي (SLS)، المدعومة بمواد مثل PA12 وPA12+GF30، تعيد تشكيل التصنيع في مختلف الصناعات. من المكونات الخفيفة في صناعة السيارات إلى الأجزاء عالية الأداء في قطاع الطيران والفضاء، يقدم SLS مزيجًا فريدًا من حرية التصميم والأداء الميكانيكي والكفاءة من حيث التكلفة. ومع استمرار خدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد في تسهيل الوصول إلى هذه التكنولوجيا، يتجه المهندسون والمبدعون في جميع أنحاء العالم نحو اكتشاف إمكانيات جديدة في تطوير وتصنيع المنتجات.
سواء كنت تقوم بتصنيع نموذج أولي لجهاز ثوري أو إنتاج أجزاء نهائية، فإن الطباعة ثلاثية الأبعاد بتقنية SLS باستخدام مواد PA12 وPA12+GF30 توفر طريقًا لتحقيق تسريع في الوصول إلى السوق وتقليل التكاليف وتحقيق مرونة غير مسبوقة في التصميم. مستقبل التصنيع قد أصبح واقعًا – ويتم بناؤه طبقة بعد طبقة.
EN
