Laser sintring av metall

Laser Sintring av metall  (DMLS) är en industriell process för 3D utskrift. Den bygger funktionella metallprototyper och produktionskomponenter på 7 dagar eller snabbare. Det finns ett antal olika metallegeringar att använda.

DMLS design guidelines kan hjälpa dig att förstå möjligheter och eventuella begränsningar.

Varför välja DMLS för ditt 3D utskriftsprojekt?

DMLS material är generellt jämnlikt och ibland även bättre än andra bearbetade material. DMLS är även ideellt när den geometriska strukturen av delen ej är möjlig att skapa genom andra processer. Protolabs kan även producera delar för medicinska appliceringar. Vi erbjuder ett antal sekundära CNC bearbetnings tjänster för att ytterligare förbättra ditt DMLS projekt. Vi erbjuder ett antal ytterligare Sekundära tjänster som stöd för ditt projekt.

Du kan hitta en DMLS materialspecifikation i vår Materialjämförelsetabell


Var är 3D-printning av metall?

DMLS är en process för 3D-printning som använder en datorreglerad kraftig laserstråle till att smälta och binda ihop lager metallpulverlager.


Hur det fungerar

DMLS maskinen börjar men att sintra varje lager skilt för sig. Först byggs stödstrukturen på byggplatformen, därefter själva detaljgeometrin - med en laser fokuserad på en bädd av metallpulver. Efter det föregående lagret är färdigt, flyttar byggplatformen ner och påföljande lager av pulver breds ut på det föregående lagret. Processen upprepas tills hela bygget är färdigt.

Efter att maskinen är färdig, putsas den största delen av pulvret, varefter producerad del och platform värmebehandlas för att lösa eventuella spänningar i materialet. De producerade delarna tas bort från platformen och stödstrkturer putsas bort. Därefter kan komponenterna efterbehandlas. De slutliga delarna är i praktiken 100% kompakt metall.


3DP Icon
  • 1 till 50+ detaljer
  • Leveras på 1 till 7 arbetsdagar
Bäst för:
  • prototyper i produktionsmaterial
  • funktionella slutprodukter
  • att minimera metallkomponenter i en produkt

 

 

Vad är industriell 3D-printning?

Proto Labs är världens snabbaste källa för anpassade prototyper och tillverkning av delar i små volymer. Vår snabba 3D-printningstjänst använder avancerad 3D-printningsteknik för att skapa alla slags delar, allt från mycket komplicerade prototyper till funktionella delar för slutanvändning. Flera olika plast- och metallmaterial är tillgängliga genom tre additiva processer: stereolitografi (SL), selektiv lasersintring (SLS) och direkt metallasersintring (DMLS). Med 3D-printning hos Proto Labs kan du få 1 till över 50 delar på så lite som en enda dag.


 

 

Titta: Multi Jet Fusion: vad används det till?

För snabba och högklassiga resultat är Multi Jet Fusion (MJF) en 3D-printningsprocess utan motstycke. MJF kan framställa funktionella prototyper och tillverkningsdelar för slutanvändning i nylon på en enda dag, med högklassig ytfinish och fin funktionsupplösning. MJF erbjuder dessutom mer konsekventa mekaniska egenskaper än motsvarande processer med selektiv lasersintring.

MJF använder en bläckstråleskrivare för att upprepat applicera fusionsmedel över en nylonpulverbädd som sedan fusioneras till ett kompakt lager med hjälp av värmeelement. Därmed kan MJF erbjuda komplexa och detaljerade egenskaper. Protolabs erbjuder ett ofyllt Nylon 12-material i kommersiell klass för att skapa hållbara delar. Multi Jet Fusion erbjuder ett snabbt och avancerat sätt att skapa delar på begäran. Se mer i denna korta video.


Design Guidelines: Laser sintring av metall



metal 3d printed part

Materialalternativ vid 3D-printing av metall

Rostfritt stål (316L)

Rostfritt stål 316L är ett starkt arbetsmaterial som används för tillverkning av syra- och korrosionsbeständiga delar. Välj 316L när du behöver flexibilitet i rostfritt stål. 316L är ett mer formbart material jämfört med 17-4 PH. Slutkomponenter som byggts i 316L får applicering för spänningsavlastning.

Primära fördelar

  • Syra- och korrosionsbeständighet
  • Hög duktilitet
Aluminium (AlSi10Mg)

Aluminum (AlSi10Mg) är jämförbart med en legering i 3000-serien, som används vid gjutning och formgjutning. Bra förhållande mellan styrka och vikt, hög temperatur- och korrosionsbeständighet och bra utmattningshållfasthet, kryp- och bristningsstyrka. AlSi10Mg har också egenskaper som värmeledningsförmåga och elektrisk konduktivitet. Slutkomponenter som byggts i AlSi10Mg får applicering för spänningsavlastning.

Primära fördelar

  • Hög styvhet och styrka i förhållande till vikten
  • Värmeledningsförmåga och elektrisk konduktivitet
Inconel 718

Inconel är en stark, korrosionsbeständig superlegering med nickelkrom, idealisk för komponenter som ska klara extrema temperaturer och mekanisk belastning. Slutkomponenter som byggts i Inconel 718 får applicering för spänningsavlastning.

Primära fördelar

  • Oxidations- och korrosionsbeständighet
  • Högpresterande med utmattningshållfasthet, krypstyrka och bristningsstyrka
Kromad kobolt

Kobolt krom är en superlegering, känd för sitt goda förhållande mellan styrka och vikt.

Primära fördelar

  • Högpresterande mot drag och krypning
  • Korrosionsbeständighet
Titan (Ti6Al4V)

Titanium (Ti6Al4V) är en stark legering. Jämfört med glödgad Ti grad 23 är de mekaniska egenskaperna hos Ti6Al4V i klass med bearbetat titan för draghållfasthet, töjning och hårdhet.

Primära fördelar

  • Hög styvhet och styrka i förhållande till vikten
  • Hög temperatur- och korrosionsbeständighet
Maragingsstål

Maragingsstål 1,2709 är ett förblandat ultrastarkt stål i fint pulverformat. Dess komposition korresponderar till amerikansk klassificering 18% Ni Maragring 300, europeisk 1,2709 och tysk X3NiCoMoTi 18-9-5. Denna typen av stål kännetecknas av att ha väldigt bra mekaniska egenskaper och av att vara enkelt värmebehandlad med hjälp av en simpel värmeledande förhårdningsprocess.

Primära fördelar

• Hög styrka
• Hög hårdhet
• Bra högtemperaturbeständighet


Jämför materialegenskaper

Material Upplösning Skick UTS
(MPa)
Sträckspänning
(MPa)
Töjning
(%)
Hårdhet
Stainless Steel
(17-4 PH)
20 μm Lösning och åldring (H900) 1372 1227 10 42 HRC
30 μm Lösning och åldring (H900) 1365 1234 13 42 HRC

Stainless Steel
(316L)

20 μm Stressavlastad 614 503 55 94 HRB
30 μm Stressavlastad 634 496 58 94 HRB
Aluminium (AlSi10Mg) 15 μm Stressavlastad 310 214 8 46 HRB
30 μm Stressavlastad 345 228 8 59 HRB
Cobalt Chrome
(Co28Cr6Mo)
20 μm Som byggt 1255 772 17 39 HRC
30 μm Som byggt 1213 820 14 38 HRC
Inconel 718 20 μm Stressavlastad 986 676 36 33 HRC
30 μm Stressavlastad 993 627 39 30 HRC
30 μm Lösning och åldring per AMS 5663 1434 1207 18 46 HRC
60 μm Stressavlastad 958 572 40 27 HRC
60 μm Lösning och åldring per AMS 5663 1386 1200 19 45 HRC
Titanium
(Ti6Al4V)
20 μm Stressavlastad 1055 951 15 35 HRC
30 μm Stressavlastad 993 855 18 33 HRC

Dessa siffror är ungefärliga och beroende av ett antal faktorer, inklusive, men inte begränsat till, maskin- och processparametrar. Informationen som ges är därför inte bindande och anses inte vara certifierad. När prestandan är kritisk så överväg också oberoende laboratorietester av tillsatsmaterial eller slutkomponenter.


Produktionsförmågor för 3D-printning av metall

Letar du efter en additiv tillverkningslösning för produktionsprojekt? Med vår 3D-printning av metallteknologi kan du välja från ett antal olika sekundära processer såsom efter-processbearbetning, gängning, brotschande och värmebehandlingar som producerar produktionsdelar för slutanvändning. För att försäkra högkvalitétsdelar erbjuder vi även pulveranalys, materialspårning, processvalidering och inspektionsrapportering, och våra direkta lasersintring av metall (DMLS) 3D-printningsprocess är ISO 9001- och ISO 13485-certifierad. Det är industriell 3D-printning utformad runt dina projektbehov—vare sig det är prototypframställning eller produktion.


1. Expertis
Rådgivande offerter och designfeedback från vårat erfarna ingenjörsteam och tillförlitlighet från en tillverkare som har 3D-printat miljoner unika geometrier de senaste två decennierna.

2. Projektledning
Tillägnad projektledning stödjer alla dina produktionsbehov från deldesign till färdig process.


3. Skala
Fler än 100 industriellklassade metall- och polymer 3D-skrivare över fem additiva tillverkarteknologier som stödjer produktionsprojekt i en mängd olika konstruktionsmaterial.

4. Kvalité
Rigorösa processkontroller och ingenjörer fokuserar på att uppnå delar med tight tolerans, dimensionell precision och robusta mekaniska egenskaper.


Efterbearbetning

Uppnå höga toleranser och bättre finish, samtidigt som du får frihet i din design med additiv tillverkning.

  • 3- och 5-axlig fräsning
  • Svarvning
  • Trådgnistning
  • Tappning

Pulveranalys och material

Få en analys av källpulvret och spårbarhet till materialleverantören för att uppfylla kraven för produktionen.

  • Spårbarhet
  • Kemi
  • Analys av partikelstorlek och distribution

Mekanisk testning

Certifierad testning för att bekräfta mekaniska krav på produktionsdelarna.

  • Drag
  • Hårdhetstestning
  • Utmattning
  • Vibration

Värmebehandlingar

Specialiserade värmebehandlingsprocesser förbättrar delarnas mekaniska egenskaper genom att minska intern belastning som utvecklas under sintringsprocessen.

  • Belastningsminskning
  • Het isostatisk pressning (HIP) (extern leverantör, längre ledtid)
  • Lösningsglödgning
  • Åldring

Kvalitetsinspektioner och -rapporter

Validera delarnas geometri och utvärdera materialstrukturen för kvalitetsrapportering.

  • Dimensionella inspektioner med rapport
  • Inspektion av första artikeln (FAI)
  • CMM-, optisk och DT-skanning
  • Röntgen
  • Analys av ytans grovhet och porositet
  • Efterlevnadscertifikat med spårning av delar

Certifieringar


Fördelarna med 3D-printning av metall

 

  • Möjligt att arbeta med så gott som vilken legering som helst
  • Mekaniska egenskaper som motsvarar normalt formade delar
  • Kan forma geometrier som är omöjliga att maskinbearbeta eller gjuta
  • Möjlighet att producera unika delar
  • Kräver inga specialverktyg, i motsats till gjutstycken

Till vad används 3D-printning av metall?

 

Direkt lasersintring av metall är användbart för många olika ändamål och används mycket inom rymdfatsbranschen, för sådant som luftkanaler, fixturer och fästen.

3D-printning av metall är även användbart inom medicinbranschen där man har komplicerade enheter och produkter av högt värde. Normalt är kundernas krav mycket specifika/noggranna.

DMLS 3D-printning används också inom många andra områden, till exempel för rotorer, kompressorhjul, komplicerade fästen, och spelar även en stor roll inom bilbranschen.


Att beakta för designen vid användning av 3D-printning av metall

 

  • Om man ser till att delarna stöds ordentligt under bygget eller undviker ovanligt svårbyggda former, hjälper det till att undvika krökning och förvridning.
  • Minsta tillåtna bryggavstånd utan stöd är 2 mm.
  • Väggar under 1 mm ska ha en relation mellan höjd och tjocklek på mindre än 40:1, annars kan strukturen gå sönder.
  • Tjocka väggar är ett slöseri och är inte effektiva, det är bäst att gröpa ur dem med bikakestruktur – det minskar kostnaderna och bevarar den strukturella integriteten.
  • Trädliknande strukturer, lindrigt vridna snäckskalsstrukturer och anda organiska former är kostnadseffektiva.
  • Överväg DMLS för mycket komplicerade strukturer som det är svårt att maskinbearbeta.
  • Standardmässiga DMLS-delar har en finish som liknar sandgjutning. Om jämnare finish krävs finns det många olika funktioner för det, inklusive pärlblästring, lackering och 3D-efterbearbetning.
  • Metallsintrade delar har är till 99 % lika kompakta som metallmaterial som formas på vanligt sätt.
  • Med DMLS kan samlingar av flera delar bli mycket enklare.
  • Trappsteg kan förekomma på vinklade ytor, en pyramidformig del har grövre ytor än en kub.
  • Överväg att använda extra material om du behöver precisionsformade hål eller detaljer – för brotschning eller andrahandsbearbetning.
  • Hela byggområdet på 250 mm³ kan användas.
  • Direkt lasersintring av metall är ett fantastiskt alternativ för designer som vill ha lätta delar, det minskar delens totalkostnader.
  • Inconel 718 passar för extrema omständigheter, till exempel högtemperaturanvändning där aluminium och stål skulle drabbas av krypning.
  • Maraging Steel 1.2790 är ett ultrakraftigt, förlegerat stål.
  • Titanium Ti6Al4v är en välkänd lätt legering som är populär på grund av den låga specifika vikten och sin biokompatibilitet.
  • Aluminuim AlSi10Mg är en typisk legering för gjutning, med goda gjutegenskaper, som normalt används för gjutna delar med tunna väggar och komplexa geometrier.
  • Stainless Steel 316L har bra korrosionsmotstånd och det finns belägg för att det inte förekommer urlakningsbara ämnen i cytotoxiska koncentrationer.

Resources

a metal 3D printing technician removes support structures from a DMLS part

Omedelbart pris med gratis konstruktionsanalys

BE OM OFFERT