ذوب انتخابی لیزر (SLM)

فرآیند SLM مخفف Selective Laser Melting به معنای «ذوب انتخابی لیزر» است. در این فرآیند از یک لیزر برای ذوب پودرهای فلزی و چسباندن آن ها به یکدیگر استفاده می شود. این فرآیند به نحوی است که لیزر در هر لحظه تنها به یک نقطه تابش میکند و موجب ذوب پودر در همان نقطه و سپس انجماد نقطه ذوب شده پس از کمی دور شدن لیزر از آن نقطه می شود. برای اینکه بتوانند با این روش قطعه ای را بسازند لازم است تا در ابتدا طراحی قطعه را در نرم افزارهایی همچون سالیدورکز، کتیا و … انجام دهند. پس از طراحی قطعه به آسانی فایل طراحی شده (با فرمت stl.) را به دستگاه ساخت افزایشی معرفی نموده و باقی امور به عهده دستگاه ساخت افزایشی است. نرم افزار موجود در دستگاه ساخت افزایشی طراحی قطعه را لایه لایه می کند. یعنی مثلا اگر قطعه ای با ارتفاع 2 سانتیمتر داریم و میخواهیم آن را تولید کنیم ابتدا نرم افزار دستگاه ساخت افزایشی این قطعه را به صورت لایه هایی با ضخامت دلخواه مثلا 50 میکرونی تقسیم می کند و بنابراین قطعه شامل 400 لایه با ضخامت 50 میکرون فرض می شود. حال برای ساخت قطعه فقط کافی است که دستگاه این لایه ها را روی یکدیگر بسازد. برای ساخت ابتدا پایین ترین لایه ساخته می شود. برای ساخت لایه ابتدایی، یک لایه پودر بر سطح میز ساخت پخش می شود (بستر پودر)، حال دستگاه شکل لایه اول قطعه را در نظر میگیرد و همان نقاط را توسط اشعه لیزر بر روی پودر پخش شده بر میز ساخت اسکن می نماید، با تابش لیزر به هر نقطه پودر د. همان نقطه ذوب شده و بلافاصله پس از دور شدن اشعه لیزر آن نقطه منجمد می شود و این ذوب شدن پودر ها در هر نقطه و منجمد شدن آن ها باعث میشود تا پودرهای آن لایه ذوب شده و دوباره به صورت جامدی متراکم به هم بچسبند و با این کار یک لایه جامد شکل می گیرد.

پس از ساخت اولین لایه، به اندازه ضخامت لایه تشکیل شده میزکار و بنابراین لایه جامد شده به پایین می رود، این پایین رفتن لایه تشکیل شده باعث می شود تا مجددا قطعه به سطح صفر برسد، مجددا یک لایه پودر بر سطح پاشیده می شود و مجددا ذوب با لیزر انجام می شود و باعث می شود با این کار لایه دوم نیز بر روی لایه قبلی تشکیل شود و این فرآیند ساخت لایه لایه آنقدری تکرار می شود تا تمامی لایه های قطعه ساخته شود و قطعه کامل تشکیل شود. نهایتا پس از اتمام مراحل ساخت قطعه، پودرهای اضافی کنار قطعه کنار زده می شود و قطعه نهایی از دستگاه خارج می شود. معمولا لایه اول قطعه بر روی کفه دستگاه ساخته می شود و در واقع به آن جوش خورد است. این کفه قابل تعویض است و سابستریت نامیده می شود. برای جداسازی قطعه از سابستریت از ابزارهای مختلفی همچون وایرکات استفاده می شود. البته می توان قطعه را به سابستریت متصل نکرد و از چند لایه بالاتر از سابستریت شروع به ساخت قطعه نمود که در این صورت زیر اولین لایه قطعه فقط پودر قرار دارد که بنابراین نیاز به جداسازی قطعه از سابستریت وجود ندارد. در فرایندهای ساخت افزایشی ممکن است قطعه دارای شکل های غیریکنواخت و برآمدگی هایی باشد که باعث می شود مذاب ایجاد شده در هنگام تابش لیزر به سمت پایین سقوط کند و شکل قطعه ساخته شده را نسبت به طراحی اصلی آن تغییر دهد. برای حل این مشکل یک سری پایه های بسیار باریک و مویی شکل به نام ساپورت به طراحی قطعه اضافه می شود و مانع سقوط مذاب در قسمت های برآمده قطعه می شود. 

 

ساپورت ها پس از تولید قطعه نهایی با استفاده از روش های مختلف همچون وایر کات از قطعه جدا می شوند. البته این فرآیند ساپورت گذاری به صورت خودکار توسط دستگاه ساخت افزایشی نیز قابل انجام است.

اسکرول به بالا