Selektivní laserové sinterování (SLS) se vyprofilovalo jako klíčová technologie v oblasti aditivní výroby, která umožňuje průmyslu vyrábět vysokým výkonem dosahující, komplexní geometrie s dosud nevídanou efektivitou. Tento proces fúze prášku, při kterém se pomocí laseru postupně vrstva po vrstvě sinterují polymerní nebo kompozitní prášky, zcela proměnilo výrobu prototypů, malosériovou výrobu i výrobu finálních funkčních dílů. Mezi materiály, které tuto revoluci pohání, se výrazně uplatňují PA12 (Nylon 12) a jeho modifikovaná verze PA12+GF30 (Nylon 12 obsahující 30 % skleněných vláken), a to díky svým vynikajícím mechanickým vlastnostem a všestrannosti.
Proces SLS: Paradigmatický posun ve výrobě
SLS funguje tak, že se na výstupní desku nanesou tenké vrstvy práškového materiálu. Poté vysokovýkonný laser selektivně slisuje prášek podle geometrie průřezu 3D modelu. Deska se postupně posouvá dolů a aplikuje se nová vrstva prášku. Tento proces se opakuje, dokud není díl hotov. Na rozdíl od jiných technologií 3D tisku nevyžaduje SLS konstrukce podpor, protože neslisený prášek přirozeně podporuje převislé části. To umožňuje výrobu složitých a propojených konstrukcí s minimální následnou úpravou.
Mezi hlavní výhody SLS patří:
● Rozmanitost materiálů: Podporuje širokou škálu polymerů, kompozitů a dokonce i kovů.
● Svoboda návrhu: Umožňuje vytváření složitých geometrií, mřížek a vnitřních kanálů.
● Nákladová efektivita: Snížení odpadu materiálu a nákladů na nástroje u malosériové výroby.
● Škálovatelnost: Použitelné jak pro rychlý návrh prototypů, tak pro sériovou výrobu.
PA12: Pracovní kůň SLS 3D tisku
PA12, polokrystalický polyamid, je nejvíce používaným materiálem pro SLS díky vyváženým vlastnostem:
● Mechanická pevnost: Nabízí vysokou pevnost v tahu (50–80 MPa), pružnost a odolnost proti nárazům.
● Tepelná stabilita: Udržuje výkon v širokém rozmezí teplot (-40 °C až 120 °C).
● Odolnost vůči chemikáliím: Odolný vůči olejům, rozpouštědlům a mnoha kyselinám.
● Lehkost: Hustota ~1,03 g/cm³, ideální pro aplikace citlivé na hmotnost.
Odvětví využívající PA12 zahrnují:
● Automobilový průmysl: Kryty motoru, sací potrubí a lehké konzoly.
● Letecký a kosmický průmysl: Součástky satelitů, konstrukce dronů a interiérové panely.
● Spotřební elektronika: Vlastní skříně, nositelná zařízení a funkční prototypy.
● Lékařský průmysl: Ortopedické implantáty, chirurgické šablony a protézy (dostupné jsou FDA-kompatibilní třídy).
PA12+GF30: Zvyšování výkonu pomocí skleněných vláken
U aplikací vyžadujících vyšší tuhost, pevnost a rozměrovou stabilitu přináší PA12+GF30 30% skleněnou vlákennou výztuhu. Tento kompozitní materiál zlepšuje:
● Tuhost: Modul pružnosti se zvyšuje o 50–100 % ve srovnání s čistým PA12.
● Teplotní odolnost proti deformaci (HDT): Stoupá na ~200 °C, což umožňuje použití ve vysokoteplotních prostředích.
● Odolnost proti únavě: Ideální pro aplikace s cyklickým zatížením.
● Povrchovou tvrdost: Zlepšená odolnost proti opotřebení pro ozubená kola, ložiska a nástroje.
Klíčové aplikace PA12+GF30 zahrnují:
● Robotika: Lehké koncové efektory a svěráky s vysokou pevností.
● Průmyslové zařízení: Čerpadla, ventily a konstrukční komponenty.
● Letectví: Konstrukce s nosnou funkcí a systémy pro řízení tepla.
● Sport: Vyrovnávací sportovní vybavení a nářadí s optimalizovaným poměrem pevnosti a hmotnosti.
SLS 3D tiskové služby: Zrychlení inovací
Profesionální SLS 3D tiskové služby umožňují inženýrům a designérům využít plný potenciál PA12 a PA12+GF30 bez významných počátečních nákladů na zařízení. Tyto služby zahrnují:
● Odbornost v materiálech: Přístup k certifikovaným práškům PA12 a PA12+GF30 s optimalizovaným rozdělením velikosti částic.
● Optimalizace návrhu: Rady ohledně orientace dílu, strategií podpory a dokončovacích procesů pro optimální výsledky.
● Zajištění kvality: Měřicí technika a testování přímo na místě k ověření rozměrové přesnosti a mechanických vlastností.
● Škálovatelnost: Pružnost při výrobě jediného prototypu nebo tisíců dílů s konzistentní kvalitou.
Budoucnost SLS: Udržitelnost a inovace
Jak průmysl klade větší důraz na udržitelnost, SLS se vyvíjí směrem k:
● Recyklaci materiálů: Až 95 % nespojeného PA12 prášku lze znovu použít, čímž se minimalizuje odpad.
● Energetické účinnosti: Pokroky v laserové technologii a řízení procesů snižují spotřebu energie.
● Hybridní výroba: Kombinace SLS s CNC obráběním nebo litím do forem pro hybridní součásti.
Závěr
Selektivní laserové sinterování, poháněné materiály jako PA12 a PA12+GF30, mění výrobu v různých odvětvích. Od lehkých automobilových komponent po vysokovýkonné letecké díly nabízí SLS jedinečnou kombinaci svobody návrhu, mechanického výkonu a nákladové efektivity. Jak služby 3D tisku dále šíří přístup k této technologii, inženýři a inovátoři po celém světě mají příležitost otevřít nové možnosti vývoje a výroby produktů.
Ať už vyvíjíte revoluční zařízení nebo vyrábíte funkční součásti, SLS 3D tisk pomocí PA12 a PA12+GF30 vám umožňuje zkrátit čas do fáze uvedení na trh, snížit náklady a dosáhnout bezkonkurenční flexibility v návrhu. Budoucnost výroby je tu – a postupně se tvoří vrstva po vrstvě.
EN
