¿Qué es la impresión 3D SLS? Guía de sinterización selectiva por láser.
La sinterización selectiva por láser (SLS) es una de las tecnologías de fabricación aditiva en la impresión 3D.
¿Qué es la impresión 3D SLS?
La tecnología SLS utiliza un láser de alta potencia para sinterizar pequeñas partículas de polvo de polímero en un modelo 3D de estructura sólida.
Debido a los avances en maquinaria, materiales y software, el proceso de sinterización selectiva por láser disfruta de una amplia aceptación en la industria de la impresión 3D.
Muchas empresas utilizan ahora estos procesos de fabricación aditiva en comparación con hace unos años, cuando solo unas pocas industrias de alta tecnología podían permitírselo.
Más importante aún, la sinterización selectiva por láser (SLS) es popular entre los aficionados y profesionales de la impresión 3D porque ofrece un bajo costo por pieza, alta productividad y el uso de material establecido.
¿Cuál es la diferencia entre SLS y SLA?
La estereolitografía (SLA) es la tecnología de impresión 3D de resina más común y popular.
Se usa ampliamente en varias aplicaciones porque le ofrece la capacidad de producir prototipos isotrópicos y herméticos de alta precisión y piezas de uso final.
Entonces, ¿cuáles son las principales diferencias entre el proceso SLS y SLA?
SLA trabaja principalmente con líquidos, mientras que SLS utiliza polvo en su proceso de impresión 3D.
Ambas técnicas utilizan láseres, pero funcionan claramente a diferentes longitudes de onda para curar el epoxi dentro de la resina.
SLS utiliza un láser de mayor potencia para sinterizar y compactar polvo metálico. Al mismo tiempo, SLA se puede utilizar con un pico de potencia más bajo.
SLS sigue siendo más resistente y económico. Por otro lado, SLA ofrece piezas con una tolerancia dimensional más formidable.
¿Qué es el moldeo por inyección?
El moldeo por inyección es un proceso de fabricación que produce objetos o piezas mediante la inyección de material fundido en un molde.
Utiliza numerosos materiales como vidrios, elastómeros, metales, confecciones y termoplásticos.
¿Es SLS o FDM mejor?
La impresión 3D SLS y FDM son procesos de fabricación aditiva predominantes en la industria de la impresión 3D.
Cada uno de estos métodos tiene ventajas y desventajas, y debe identificar sus diferencias fundamentales para poder elegir el que mejor se adapte a sus necesidades únicas de impresión 3D.
El modelado por deposición fundida (FDM) o la fabricación de filamentos fundidos (FFF) es una tecnología de fabricación aditiva.
La impresora 3D FDM extruye filamentos termoplásticos fundidos como el ABS y el PLA a través del extremo caliente de la impresora. La boquilla calentada aplica el plástico capa por capa sobre las piezas de plástico hasta completar el proceso.
Por otro lado, Selective Laser Sintering (SLS) es un proceso de fabricación aditiva que permite a los láseres compactar y sinterizar partículas en polvo en estructuras sólidas basado en el modelo 3D.
La técnica de impresión SLS 3D tiene una amplia gama de aplicaciones industriales en la industria aeroespacial, la atención médica para dispositivos médicos y la electrónica. En consecuencia, el método SLS requiere el uso de grandes impresoras 3D SLS que son muy costosas.
Por su parte, la tecnología de impresión 3D FDM sigue siendo la tecnología de capas de fabricación aditiva más barata. Sigue siendo la opción preferida de las personas que carecen de grandes presupuestos, como ocurre con las grandes empresas industriales.
Dependiendo de la impresora, el tiempo de entrega de SLS resulta más corto que el tiempo de entrega de FDM. Además, la velocidad de impresión para SLS alcanza los 48 mm/h. Por otro lado, la velocidad FDM oscila entre 50-150 mm/h.
El posprocesamiento es otra área donde se manifiesta la diferencia entre SLS y FDM. El posprocesamiento de SLS es simple. Ayudaría a limpiar el polvo sin sinterizar que actuó como estructura de soporte durante el proceso de construcción del modelo 3D.
Puede posprocesar la impresión 3D SLS manualmente o usar aire comprimido.
Por el contrario, los métodos de posprocesamiento en FDM son complicados. La disolución incorrecta de las estructuras de soporte puede provocar daños en el modelo de impresión 3D.
Además, debe usar equipo especializado como un baño ultrasónico o recipientes de vidrio que aumentan el costo del procesamiento posterior.
¿Cuáles son las ventajas de SLS?
La tecnología de impresión 3D SLS ofrece numerosas ventajas que la hacen popular para aplicaciones industriales y uso individual:
- Proporciona alta precisión dimensional
- Niveles de alta resolución comparativos
- Tiempos de entrega rápidos
- Alta resistencia a la tracción y rigidez
- Produzca piezas sólidas impresas en 3D
- Coste económico de impresión
¿Cuál es la diferencia entre SLS y SLM?
La sinterización selectiva por láser 3D (3D SLS) funciona mediante la fusión atómica de material industrial en polvo a granel mediante láseres de alta potencia.
Por otro lado, la fusión selectiva por láser (SLM) combina materiales en polvo calentándolos hasta que alcanzan el punto de fusión.
En general, los dos son procesos casi similares pero difieren significativamente en el material que utilizan. Más importante aún, la fusión selectiva por láser (SLM) se comporta de manera similar al SLS, pero puede realizar más funciones.
Por ejemplo, SLM utiliza tecnología láser para transmitir y calentar material en polvo hasta que alcanza el punto de fusión.
SLM crea modelos 3D más robustos que SLS a largo plazo. Además, SLM deja menos o ningún vacío; por lo tanto, no se observan fallas de piezas o son mínimas.
¿Qué es la sinterización selectiva por láser (SLS)?
Los láseres sinterizan y fusionan selectivamente pequeñas partículas, creando un modelo 3D capa por capa.
La impresión SLS permite la creación de prototipos de piezas funcionales con buenas propiedades mecánicas.
¿Cómo funciona SLS?
El proceso de sinterización selectiva por láser
En el proceso de impresión 3D SLS, se aplica un material en polvo delgado a una plataforma de construcción y se calienta. Utilice el láser para calentar el material en polvo por debajo de la resistencia a la temperatura de fusión.
A continuación, utilice el láser de su impresora 3D SLS para trazar la sección transversal de la geometría de la pieza de la primera capa. Además, el láser proporciona suficiente energía para derretir el material en polvo.
Además, los distintos polvos de materiales compuestos necesitan una viscosidad y una tensión superficial bajas para fusionarse y formar un charco de fusión reconocible.
Los polvos de material compuesto circundantes permanecen sólidos, manteniendo intacta la forma de la geometría fundida.
En este punto, la plataforma de construcción inferior aumenta la altura de una capa. Hará espacio para la siguiente capa. Al mismo tiempo, una barredora se moverá por la superficie, recogiendo el exceso de material del depósito.
Luego deposita partículas en polvo en la plataforma de construcción para crear la siguiente capa. Deberá repetir el proceso de recubrimiento en polvo y la medición de capas hasta que termine de construir toda la pieza.
¿Qué tan fuerte es la impresión 3D SLS?
Las propiedades mecánicas de las piezas de nailon impresas en 3D de SLS las hacen fuertes, robustas, rígidas y duraderas. Es la razón principal por la que la impresión 3D SLS sigue siendo famosa por crear piezas finales duraderas y resistentes a los impactos.
El polvo de nailon 12 sigue siendo un material de impresión 3D SLS popular que es conocido por su gran resistencia a la tracción y durabilidad;
- Resistencia a la tracción 50 MPa
- Módulo de tracción 1850 MPa
- Alargamiento a la rotura (X/Y) 11 %
- Alargamiento a rotura (Z) 6%
¿En qué se diferencia SLS de la impresión 3D normal?
La tecnología de impresión 3D de sinterización selectiva por láser (SLS) es diferente de la impresión 3D tradicional porque utiliza láseres para calentar material de nailon en polvo para crear modelos 3D.
Por el contrario, un proceso de impresión 3D normal utiliza el extremo caliente para calentar y extruir filamentos de plástico en una cama caliente para construir modelos 3D.
Además, la impresión 3D SLS produce piezas impresas de mayor resolución y precisión dimensional que la impresión 3D normal. Las propiedades del material de nailon hacen que las piezas SLS tengan una alta resistencia a la tracción y rigidez.
Más importante aún, la sinterización selectiva por láser no necesita estructuras de soporte, ya que el lecho de polvo sin sinterizar rodea y sujeta las piezas durante la construcción de la impresión.
Los métodos de fabricación tradicionales son conocidos por la producción de bajo volumen de piezas de plástico.
Por lo tanto, el proceso de impresión 3D normal mejoró significativamente la producción de múltiples componentes y anunció un aumento en los volúmenes de producción.
Sin embargo, las máquinas SLS vieron la producción de geometrías complejas. Por ejemplo, SLS le permite producir piezas entrelazadas que se pueden mover. En resumen, una máquina SLS le permite imprimir una forma tridimensional deseada altamente compleja.
¿Qué tan rápido es la impresión SLS?
Las máquinas SLS imprimen materiales aditivos con propiedades mecánicas constantes, como el polvo de nailon 12, para crear modelos 3D. Pero, ¿qué tan rápida es la máquina de impresión SLS?
Las impresoras SLS permiten la impresión de formas geométricas complejas. Imprime a una velocidad de 20 mm/h y tiene un espesor mínimo de capa de 0,05 mm. La velocidad de la impresora puede alcanzar un máximo de 48 mm/h
¿SLS utiliza un láser?
¡Sí! El proceso de sinterización selectiva por láser utiliza un láser para producir piezas como las que se utilizan para la creación de prototipos funcionales. Del mismo modo, no requiere estructuras de soporte para construir funciones.
SLS, una tecnología de capas de fabricación aditiva, utiliza un láser de alta potencia, como un láser de dióxido de carbono, para fusionar y sinterizar pequeñas partículas de polvos recubiertos en una masa con la forma tridimensional deseada.
Pros y contras de SLS
La impresión 3D SLS es popular para imprimir geometrías complejas completas con componentes interiores detallados y otras juntas mecánicas que soportan el movimiento de la pieza.
Sin embargo, es fundamental familiarizarse con las ventajas y desventajas de la impresión 3D SLS antes de decidirse a utilizar esta tecnología.
Ventajas
- Permite una fácil impresión por lotes
- No requiere estructuras de soporte para la impresión
- Produzca impresiones detalladas y complejas
- Adecuado para usar en experimentos
- Ofrece una impresión 3D de alta velocidad
- Producir piezas de repuesto impresas sólidas
- Proporciona una alta precisión dimensional
Contras
- La variedad de materias primas es limitada
- Difícil pasar de la impresión 3D FDM/SLA a la SLS
- No es posible reciclar el material
- Riesgos potenciales para la salud
- Piezas frágiles
- Procesamiento posterior difícil
¿Es costosa la impresión SLS?
Tradicionalmente, la impresión 3D SLS se ha mantenido costosa e inaccesible para muchas empresas. Las costosas impresoras SLS explican los altos costos.
Las máquinas SLS son costosas debido a la integración de láseres de alta potencia y calidad; una máquina SLS precalienta partículas en polvo y la configuración compleja de la máquina SLS.
En consecuencia, el sistema de impresión SLS es costoso ya que requiere la formación de expertos.
Los valores de mercado de las máquinas SLS 3D industriales comienzan en alrededor de $ 100,000, lo que las hace inaccesibles para muchos.
¿Es SLS más fuerte que SLA?
La impresión SLS significa sinterización selectiva por láser. Produce piezas impresas en 3D que son más fuertes que la técnica SLA (estereolitografía) que crea impresiones muy detalladas con un acabado superficial suave aunque quebradizo.
Según la resolución de la resina, las piezas impresas con SLA son fuertes aunque frágiles. Como tal, SLS sigue siendo una opción más robusta que es altamente flexible y duradera.
La dureza y la flexibilidad de las piezas SLS hacen que sea muy buscado para la construcción de piezas mecánicas. Sin embargo, no ofrece la ventaja de un acabado superficial liso. Los materiales SLS producen piezas 3D con una superficie rugosa.
Conclusión
La sinterización selectiva por láser (SLS) es una tecnología de impresión 3D popular que utiliza un láser para sinterizar y compactar materiales SLS en polvo. Se utiliza en la creación rápida de prototipos en 3D y otras aplicaciones industriales que necesitan piezas sólidas duraderas, flexibles e impresas.
La impresión 3D SLS utiliza nailon en polvo en lugar de poliuretano termoplástico comúnmente utilizado en la impresión 3D FDM. La tecnología SLS es una tecnología de fabricación aditiva, lo que significa que imprime las piezas capa tras capa hasta que se completa.
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