Direct Metal Laser Sintering (DMLS): Teknologi Cetak 3D Canggih untuk Bagian Logam Fungsional
Direct metal laser sintering (DMLS) termasuk dalam kategori pencetakan 3D powder bed fusion (PBF) dan mirip dengan teknologi SLS. Namun dalam DMLS, serbuk logam digunakan alih-alih serbuk plastik untuk membuat bagian logam yang dapat digunakan baik untuk prototipe fungsional maupun bagian produksi.
Teknologi sintering laser logam langsung mirip dengan teknologi Selective laser melting (SLM), tetapi perbedaan antara kedua proses adalah suhu yang digunakan untuk fusisi serbuk logam. SLM, seperti yang namanya saran, memanaskan serbuk logam hingga meleleh sepenuhnya menjadi cair. DMLS tidak meleleh serbuk logam melainkan menyinter partikel panas cukup sehingga permukaannya berlanjutan. Namun, kedua istilah (SLM dan DMLS) sering digunakan secara bergantian dalam industri pencetakan 3D.
Bagaimana DMLS Bekerja?
Proses sintering laser logam langsung melibatkan enam langkah dasar:
Langkah 1 – Proses DMLS dimulai dengan memotong data file CAD desain 3D menjadi lapisan-lapisan yang sangat tipis, menghasilkan model 2D untuk setiap lapisan
Langkah 2 – Mesin menggunakan laser optik berdaya tinggi, di dalam area ruang bangunan yang berisi gas iners
Langkah 3 – Terdapat platform pengisi material dan platform bangunan bersama dengan roller yang digunakan untuk memindahkan serbuk baru ke atas platform bangunan lapis demi lapis
Langkah 4 – Pada penumpukan serbuk di platform bangunan, laser memulai jalurnya untuk lapisan ini, secara selektif menyinter serbuk menjadi padat. Urutan penambahan lapisan serbuk dan sintering berlanjut hingga seluruh bagian selesai
Langkah 5 – Setelah pendinginan, serbuk logam longgar di sekitarnya dihapus dari printer. Langkah akhir termasuk penghapusan struktur dukungan dan proses prabroses lainnya
Langkah 6 – Bagian DMLS dapat diperlakukan seperti bagian logam yang diproduksi oleh pengolahan logam konvensional untuk pemrosesan lebih lanjut. Ini dapat mencakup penggerinda, perawatan panas, atau finishing permukaan.
Material untuk Pencetakan 3D DMLS
Di antara material yang paling umum digunakan untuk DMLS, Xometry menawarkan:
Saat datang ke DMLS, ini adalah faktor-faktor terpenting yang menjadikannya unik:
DMLS Mengizinkan Desain Kompleks
Keuntungan utama DMLS adalah kemampuan untuk memproduksi bagian yang tidak dapat atau terlalu mahal untuk dibuat menggunakan teknik manufaktur tradisional. Potensi penuh DMLS terlihat saat insinyur merancang bagian dengan geometri kompleks, seperti fitur pemasangan terintegrasi, saluran panjang dan sempit atau struktur jaring. DMLS memfasilitasi rangkaian all-in-one yang mengurangi jumlah bagian, waktu rangkaian dan tingkat kegagalan dengan menggabungkan beberapa bagian menjadi satu desain.
Waktu Balasan Cepat
Proses konvensional normal memerlukan banyak waktu untuk menyiapkan alat sebelum manufaktur yang melibatkan jig dan fixtur sedangkan, dalam DMLS, bagian dapat dicetak on-demand tanpa peningkatan atau alat, menghasilkan waktu delivery yang lebih singkat dibandingkan penggerinda CNC. Kombinasi waktu delivery yang lebih pendek dan proses prototipe yang efisien mengurangi waktu balasan. Ini adalah salah satu keuntungan terbesar DMLS.
DMLS Menggunakan Komponen Ringan dan Awet
Bagian yang diproduksi dari super alloy seperti Inconel 718, AlSi10Mg dan Kobalt-kromium, dikenal ringan dibandingkan dengan bagian yang diolah konvensional. Sebagai contoh, nozzle bahan bakar 3D yang terkenal dari GE untuk keluarga mesin LEAP biasanya dibuat dari 20 bagian terpisah yang datang dari pemasok independen tetapi menggunakan sintering laser logam langsung (DMLS) menghasilkan satu bagian tunggal yang 25 persen lebih ringan dan lima kali lebih kuat daripada bagian asli.
DMLS Mengizinkan Pemborosan yang Sedikit
Serbuk logam yang tidak disentuh laser dapat didaur ulang dan digunakan kembali. Daur ulang serbuk juga menghasilkan harga yang lebih rendah. Pemborosan yang dihasilkan jauh lebih sedikit dibandingkan proses konvensional seperti CNC di banyak pemborosan dihasilkan dalam bentuk keripik yang dihasilkan sebagai hasil pengolahan logam sesuai dengan desain yang diperlukan dari blok logam dan sangat sulit untuk didaur ulang.
Pertimbangan tentang Teknologi DMLS
Di samping keuntungan DMLS, ada beberapa pertimbangan. Kompetitor terbesar DMLS akan menjadi teknologi pengolahan tradisional seperti CNC.
DMLS Memerlukan Struktur Dukungan
Karena DMLS termasuk dalam kategori fusisi berbasis serbuk, struktur dukungan tidak terhindarkan dan perlu dihapus pada akhirnya dengan bantuan pracetakan. Selama pracetakan, bagian logam cetakan diperlakukan seperti bagian logam mentah yang diproduksi secara konvensional dan yang berarti bagian yang diproduksi oleh DMLS belum siap pakai dan memerlukan beberapa pekerjaan.
Bagian DMLS Memiliki Finishing Permukaan Berbutir
Permukaan cetakan DMLS tidak akan halus seperti permukaan dengan penggerinda CNC, dan tidak akan mudah untuk menghasilkan tekstur permukaan yang diinginkan. Jika pracetakan perlu dilakukan untuk meningkatkan finishing dan meningkatkan estetika, biaya juga meningkat sesuai dengan itu.
Produksi Seri Mahal Bagian DMLS
Produksi massal masih merupakan faktor penentu besar di seluruh industri dan inilah tempat DMLS kalah dibandingkan teknik tradisional dan kecepatan di mana sebuah printer 3D dapat merakit objek tidak bisa menandingi garis montir konvensional. Oleh karena itu, DMLS terutama direkomendasikan untuk satu unit hingga batch kecil.
Pilihan Material Terbatas
Secara umum, untuk pencetakan 3D logam, pilihan material lebih rendah, yang dapat menjadi faktor pembatas ketika material spesifik diperlukan untuk bagian yang diperlukan dan harus dipertimbangkan saat memutuskan properti teknis apa yang Anda inginkan produk Anda memiliki.
Volume Bangun Terbatas
Saat diperlukan ukuran bagian yang besar, selalu lebih baik untuk memilih penggerinda CNC. Misalnya, ukuran bagian standar yang direkomendasikan dengan DMLS adalah hingga 250 x 250 x 325 mm dan untuk penggerinda CNC , adalah hingga 2000 x 800 x 1000 mm. Perbandingan ukuran jelas menunjukkan ketidakmampuan pencetakan 3D dalam memproduksi bagian besar karena ukuran platform serbuk yang terbatas.
Penurunan Skala dan Keterbatasan Ulang Tahun
Dengan DMLS sangat sulit untuk menghasilkan bagian yang identik karena proses penurunan skala alami. Misalnya, bagian yang dicetak untuk pertama kalinya dan bagian serupa yang dicetak untuk kalinya ke-10 akan memiliki setidaknya 2% kesalahan di arah vertikal (arah Z), yang mengakibatkan penurunan skala. Perubahan dimensi disebabkan oleh kombinasi tiga sumber: penurunan skala termal, penurunan skala sintering, dan ekspansi yang timbul karena partikel logam jatuh selama sintering.
Layanan Pencetakan 3D DMLS Xometry
Xometry Europe menawarkan layanan DMLS online, untuk proyek pencetakan 3D on-demand. Dengan jaringan lebih dari 2.000 mitra di seluruh Eropa, Xometry dapat menyampaikan bagian pencetakan 3D DMLS dalam waktu hingga 3-5 hari. Unggah file CAD Anda ke Xometry Instant Quoting Engine untuk mendapatkan penawaran instan dengan berbagai opsi manufaktur yang tersedia untuk pencetakan 3D DMLS.
