» نمونه سازی به روش زينتر كردن انتخابي با ليزر

نظر بنویسید

با پيشرفت علم سعي بر اين بود تا با بهبود مواد اوليه قطعات در روش‌هاي نمونه‌سازي سريع، نمونه قطعات ساخته شده داراي استحكام كافي بوده و بتوان آنها را جايگزين قطعات صنعتي اصلي كرد. با روش زينتر كردن انتخابي با ليزر مي‌توان تا حد زيادي به هدف مذكور دست يافت.

اين روش از جهاتي مشابه روش استرئوليتوگرافي است. در این روش، ابتدا مدل هندسي حجمي قطعه توسط نرم‌افزارهاي مهندسي، طراحي مي‌شود. در مرحله دوم داده‌هاي مربوط به لايه‌هاي برش خورده قطعه، در كامپيوتر ذخيره مي‌شوند. در مرحله سوم پودر مواد ترموپلاستيك به اندازه ضخامت يك لايه بر روي سكوي ساخت قطعه، فشرده مي‌شوند. در مرحله چهارم مطابق با اطلاعات لايه زيرين، پرتو ليزر به پودر فشرده، تابيده مي‌شود و در اثر گرماي ناشي از تمركز پرتو ليزر، پودر فشرده شده، زينتر مي‌شود و دانه‌هاي پودر به هم متصل شده و لايه زيرين قطعه ساخته مي‌شود.

در مرحله پنجم سكوي ساخت قطعه به اندازه ضخامت يك لايه پايين آمده، و پودر مواد اوليه قطعه بر روي لايه زيرين توسط غلتك متراكم مي‌شود و مجدداً مانند مرحله قبل با توجه به اطلاعات لايه برش خورده دوم قطعه، پرتو ليزر به پودر فشرده تابيده شده و لايه دوم بر روي لايه اول شكل گرفته و به آن مي‌چسبد و اين عمليات ادامه پيدا مي‌كند تا قطعه به طول كامل ساخته شود.

با حركت سكو يا پيستون ساخت قطعه به سمت پايين، سكو يا پيستون تغذيه پودر به سمت بالا حركت مي‌كند و غلتك پودر را بر روي لايه‌هاي ساخته شده متراكم كرده و آن را براي ساخت لايه بعدي آماده مي‌كند. قابل توجه است كل محفظه مجموعه كاملاً آببندي بوده و براي بالا بردن كيفيت قطعه توسط گاز نيتروژن تغذيه مي‌شود. در ضمن محفظه در دماي كمي پايين‌تر از نقطه ذوب پودر نگه‌داري مي‌شود. با توجه به اينكه محفظه دستگاه در دماي نزديك دماي ذوب قطعه نگه داري مي‌شود، بنابراين زمان عمليات پرتودهي توسط ليزر كم بوده و عمليات سريع‌تر انجام مي‌شود. اما پس از تكميل شدن قطعه، مدت زمان نسبتاً زيادي براي خنك كاري آن لازم مي‌باشد به طوري كه براي قطعات بزرگ اين زمان حتي به دو روز مي‌رسد.

در روش SLS براي ساخت قطعات به هيچ گونه تكيه گاهي نياز نمي‌باشد چون تمام قسمت‌ها و لايه‌هاي قطعه توسط بستر پودر فشرده نگه داشته مي‌شود و پس از تكميل و خنك كاري قطعه، سكوي ساخت قطعه بالا آمده و قطعه را به راحتي مي‌توان از داخل پودر خارج كرد و پودر اضافي را مي‌توان به سادگي از روي قطعه تميز نمود. در صورت لزوم سطوح قطعه پرداخت خواهد شد. انواع مواد ترموپلاستيك مانند نايلون، شيشه مخلوط با نايلون، پلي استايرن در اين روش به كار مي‌روند. ابزارآلات و قطعات فلزي و سراميكي نيز به روش SLS قابل ساخت هستند.

بزرگترين مزيت اين روش نسبت به روش استرئوليتوگرافي اين است كه قطعات با مواد صنعتي ساخته شده و داراي استحكام، دانسيته و خواص متالوژيكي خوب بوده و امكان جايگزين كردن آنها با قطعات اصلي وجود دارد. اما از طرف ديگر سيستم‌هاي اين روش نسبت به روش استرئوليتوگرافي و ساير روش‌هاي نمونه‌سازي، از نظر مكانيكي خيلي پيچيده‌تر مي‌باشد. از طرف ديگر، قطعات داراي تخلخل بوده كه در صورت نياز براي بهبود خواص مكانيكي قطعه بايست خلل و فرج قطعه بامواد مناسب پر شود. البته با توسعه اين دانش در سال‌هاي اخير كيفيت سطح و تخلخل قطعه بسيار بهبود يافته است.

بنابراين علاوه بر اينكه كليه محاسن و كاربردهاي روش استرئوليتوگرافي در روش SLS صادق است، قطعه داراي استحكام بالا، دانسيته خوب و خواص متالوژيكي مناسب بوده و به عنوان قطعه صنعتي مورد استفاده است.

در روش SLS مشابه روش استرئوليتوگرافي از ليزر Nd:YAG يا ليزر Co2 استفاده مي‌شود.

در آخر اين نكته قابل توجه است كه روش SLS شباهت زيادي به روش متالوژي پودر دارد، با اين تفاوت كه در روش متالوژي پودر توسط پرس هيدروليك، قطعه در يك مرحله در قالب مربوطه از پودر آلياژ مناسب شكل گرفته و سپس در كوره با اتمسفر گاز بي‌اثر زينتر شده و استحكام كافي به دست مي‌آورد.