Pengantar Sintering Laser Logam Langsung

“Dibandingkan dengan bagian yang dicetak secara tradisional, [bagian] yang dicetak memiliki kekuatan, keuletan, dan ketahanan patah yang unggul, dengan variabilitas yang lebih rendah dalam sifat bahan.”

Elon Musk

Sementara bahan berbasis plastik telah digunakan untuk sebagian besar proyek manufaktur aditif sejak awal teknologi, perkembangan terbaru dalam bahan cetak logam berarti bahwa memproduksi bagian logam fungsional sekarang tidak hanya layak, tetapi layak dipertimbangkan serius untuk berbagai industri. Kemungkinan menggunakan teknik manufaktur aditif untuk menghasilkan suku cadang dengan kualitas mekanis yang sama dengan rekan mesin mereka telah membantu membuka pintu untuk menggunakan teknologi ini untuk produksi, serta membuat prototipe, sesuatu yang telah mulai dieksplorasi oleh perusahaan yang berpikiran maju.

Dalam tutorial ini, kami akan menawarkan ikhtisar tentang hal-hal utama yang perlu dipertimbangkan untuk setiap proyek yang melibatkan proses sintering laser logam langsung dan aplikasi potensialnya di seluruh industri manufaktur aditif.

Apa yang dimaksud dengan sintering laser logam langsung?

Sintering laser logam langsung adalah metode manufaktur aditif yang melibatkan peledakan serbuk logam dengan laser halus, menggabungkan serbuk satu lapisan pada satu waktu untuk membuat bagian atau prototipe jadi, yang kemudian dapat dikerjakan dan diselesaikan di tempat yang sama. cara sebagai salah satu yang diproduksi oleh CNC. Sejak diperkenalkan pada awal tahun sembilan puluhan, proses tersebut telah digunakan untuk memproduksi berbagai macam prototipe dan suku cadang fungsional di seluruh industri otomotif, kedirgantaraan, dan medis/gigi.

Mengapa DMLS?

DMLS menawarkan cara yang dapat diandalkan untuk mengirimkan komponen logam berkualitas dalam waktu produksi yang singkat. Prosesnya sangat konsisten, dengan penyusutan minimal selama pendinginan pasca-pencetakan, dan menghasilkan nilai mekanis yang sering kali dapat melebihi ekuivalen mesin. Dibandingkan dengan metode CNC, DMLS mengurangi pemborosan material biasa sebanyak 90%.

DMLS juga menawarkan banyak fleksibilitas, karena suku cadang dapat disempurnakan lebih lanjut setelah dicetak menggunakan metode CNC yang lebih tradisional, dan bahkan dilas seperti logam biasa. Ini termasuk detail ukiran atau emboss, yang membuat sejumlah desainer perhiasan mengeksplorasi kemungkinan yang ditawarkan oleh DMLS.

Namun, proses pencetakan logam 3D dengan cara ini masih relatif muda dibandingkan dengan metode lain, dan dengan demikian, bukannya tanpa kekurangan. Prosesnya saat ini masih terbatas pada aplikasi industri karena kompleksitasnya yang relatif, dengan pilihan bahan yang masih relatif terbatas pada saat penulisan. Selain itu, prosesnya masih tidak cocok untuk proyek yang sangat besar, karena ruang pembuatan printer yang tersedia terbatas.

Bahan apa yang bisa dicetak dengan cara ini?

Kisaran logam yang tersedia dalam bentuk cetak terus berkembang. Pada saat penulisan, berikut ini semua tersedia dalam bentuk bubuk untuk proyek DMLS:

• Baja tahan karat
• Baja nikel
• Perak murni
• Emas
• Titanium
• Perunggu
• Tembaga
• Kuningan
• Aluminium
• Krom kobalt
• Inconel

Ada juga sejumlah bahan plastik yang tersedia yang memiliki elemen logam yang ditambahkan, memberikan mereka beberapa kualitas bagian logam. Ini dapat dicetak pada suhu yang lebih rendah sambil tetap mempertahankan nuansa logam. Saat mempertimbangkan bahan yang paling cocok untuk suatu proyek, pastikan untuk melihat secara detail pada lembar spesifikasi setiap opsi, yang harus tersedia secara online. Secara khusus, pertimbangkan hal berikut:

• Kekuatan tarik (MPa)
• Modulus lentur (GPa)
• Elongasi putus (%)
• Kekerasan (biasanya dinyatakan pada skala Rockwell B, meskipun ada sejumlah skala alternatif yang digunakan)
• Ketebalan dinding minimum
• Akurasi yang dapat dicapai (µm)

Pemrosesan akhir apa yang diperlukan?

Pertama-tama, setiap cetakan DMLS harus memiliki elemen pendukung yang dihapus, yang seringkali merupakan proses yang cukup memakan waktu, jadi masukkan ini ke dalam jadwal proyek Anda. Teknik pemesinan tipikal dapat digunakan untuk tujuan ini.

Hasil akhir yang dihasilkan oleh sintering laser logam langsung secara inheren kasar dan kasar, yang berarti bahwa pemolesan akan diperlukan untuk menghasilkan hasil akhir yang halus dan menarik, terutama jika bagian tersebut akan digunakan untuk pengecoran nanti. Pemolesan elektro adalah pilihan yang efektif dalam hal ini, secara signifikan meningkatkan kualitas keseluruhan bagian akhir dengan meminimalkan kekasaran, sehingga lebih sedikit kotoran yang menempel padanya. Karena tidak ada pemesinan yang terlibat, ini adalah opsi yang sangat menarik untuk suku cadang dengan elemen rapuh yang dapat rusak oleh teknik pemesinan.

Bubuk logam tertentu yang digunakan untuk pembuatan aditif dapat memiliki sifat mekanik yang jauh lebih baik dengan perlakuan panas setelah pencetakan. Lembar spesifikasi untuk bahan-bahan ini harus mencantumkan sifat sebelum dan sesudah perawatan.

Pengemasan volume yang efektif dan orientasi bagian

Seperti halnya proyek manufaktur aditif, pertimbangkan persyaratan pengepakan volume Anda sedini mungkin. Untuk sebagian besar proyek DMLS, mencetak beberapa unit sekaligus akan mengurangi biaya, meskipun saat menentukan berapa banyak unit yang dapat dicetak secara bersamaan dengan mesin Anda yang tersedia, pastikan untuk mempertimbangkan orientasi bagian, karena ini biasanya merupakan tantangan terbesar saat mencetak bagian logam. Bagian logam memerlukan orientasi yang jauh lebih spesifik daripada yang plastik karena struktur pendukung yang diperlukan selama pencetakan, jadi pengemasan volume harus direncanakan dengan pertimbangan ini. Melakukan hal ini akan membantu mencapai keseimbangan yang masuk akal antara biaya material, kualitas, dan waktu pembuatan secara keseluruhan.