Menguasai Pencetakan 3D SLS:Teknik, Bahan, dan Aplikasi di Dunia Nyata

Sintering laser selektif (SLS) adalah teknologi manufaktur aditif revolusioner (pencetakan 3D) yang telah mengubah cara perancangan dan produksi komponen. SLS menciptakan komponen melalui laser kuat yang secara metodis menyinter bubuk termoplastik menjadi satu untuk membuat komponen melalui lapisan yang berurutan. Komponen plastik yang rumit, seperti komponen dengan potongan bawah dan fitur internal, yang sulit diproduksi dengan metode manufaktur lain dapat dengan mudah dibuat dengan pencetakan SLS 3D dengan sedikit (jika ada) pasca-pemrosesan yang diperlukan. Selain itu, berbagai bahan termoplastik seperti nilon, polipropilen, dan uretana termoplastik semuanya dapat digunakan dengan proses SLS. Sebagai metode manufaktur aditif (AM), SLS telah menyederhanakan proses pengembangan produk dan pembuatan prototipe, namun juga menyebabkan perubahan paradigma dalam cara produksi komponen untuk batch kecil hingga menengah.

Apa itu Pencetakan 3D Sintering Laser Selektif?

Sintering laser selektif (SLS) adalah teknologi pencetakan 3D PBF. Teknologi ini memanfaatkan laser untuk menyatukan partikel plastik lapis demi lapis hingga bagian cetakan 3D selesai. SLS biasanya bekerja dengan plastik dan tidak memerlukan struktur pendukung apa pun karena bedak itu sendiri memberikan dukungan yang cukup. 

Sintering laser selektif bekerja dengan terlebih dahulu mendistribusikan lapisan tipis partikel plastik pada pelat dasar yang dipanaskan hingga tepat di bawah suhu leleh plastik. Plastik ini didistribusikan melalui recoater yang meletakkan lapisan material pada ketebalan yang diinginkan. Laser kemudian diarahkan ke cermin pemindai untuk menelusuri penampang bagian tersebut dan menyatukan partikel-partikel tersebut. Setelah satu lapisan selesai, alas cetak bergerak ke bawah dan lapisan bubuk lainnya diendapkan ke lapisan sebelumnya. Proses berulang hingga bagian selesai.

Tempat pena dibuat dengan pencetakan SLS

Bagaimana Cara Kerja Pencetakan 3D Sintering Laser Selektif?

Sintering laser selektif bekerja dengan terlebih dahulu mendistribusikan lapisan tipis partikel plastik pada pelat dasar yang dipanaskan hingga tepat di bawah suhu leleh plastik. Plastik ini didistribusikan melalui recoater yang meletakkan lapisan material pada ketebalan yang diinginkan. Laser kemudian diarahkan ke cermin pemindai untuk menelusuri penampang bagian tersebut dan menyatukan partikel-partikel tersebut. Setelah satu lapisan selesai, alas cetak bergerak ke bawah dan lapisan bubuk lainnya diendapkan ke lapisan sebelumnya. Proses berulang hingga bagian selesai.

Apa Kelebihan dan Kekurangan SLS?

Tabel 1 di bawah mencantumkan kelebihan dan kekurangan teknologi printer SLS 3D:

Tabel 1:Kelebihan &Kekurangan SLS

Kelebihan Kekurangan

Kelebihan

Bagian SLS tidak memerlukan bahan pendukung karena bedak itu sendiri yang menopang bahan tersebut. Hal ini memudahkan pencetakan volume internal asalkan ada jalur untuk mengeringkan bubuk setelah pencetakan.

Kontra

SLS memiliki ketersediaan material yang relatif terbatas jika dibandingkan dengan teknologi lain seperti FDM (Fused Deposition Modeling). Nilon, polistiren, dan TPU adalah bahan yang mungkin digunakan untuk SLS, dengan nilon yang paling umum digunakan.  

Kelebihan

Meskipun SLS umumnya menggunakan nilon berwarna putih, hitam, atau abu-abu, bagian-bagiannya dapat diwarnai setelah dicetak dengan berbagai warna berbeda.

Kontra

Komponen SLS bersifat berpori, karena masing-masing partikel plastik tidak seluruhnya meleleh menjadi massa homogen, melainkan disinter bersama-sama pada bagian ujung partikel, sehingga meninggalkan rongga di antaranya.

Kelebihan

Suku cadang SLS dapat memiliki fitur yang sangat bagus dan sangat detail. Keluaran ini disebabkan oleh titik fokus laser yang sangat kecil; fitur sekecil 0,75 mm dapat dicetak. 

Kontra

Hanya 50% dari bubuk yang tidak terpakai yang digunakan selama pencetakan dapat didaur ulang. Artinya, seiring berjalannya waktu, beberapa material harus dibuang sehingga SLS relatif boros jika dibandingkan dengan teknologi lain seperti FDM atau SLA (stereolitografi).

Kelebihan

Pencetakan SLS sangat cepat jika dibandingkan dengan teknologi seperti FDM dan bahkan SLA, karena setiap lapisan dapat disinter hampir secara instan. 

Kontra

Teknologi pencetakan SLS lebih mahal dibandingkan dengan SLA dan FDM yang teknologi intinya tidak terlalu terspesialisasi—karena memerlukan laser untuk menyinter material.

Apakah Bahan Pencetakan SLS itu?

SLS memiliki jumlah bahan yang terbatas, dengan nilon yang paling umum digunakan. Di bawah ini tercantum berbagai bahan yang tersedia:

1. Nilon/PA11: Bahan ini kuat, dengan ketahanan benturan yang baik. PA11 memiliki ketahanan suhu yang lebih tinggi dibandingkan PA12 dan dapat mengalami tingkat deformasi yang lebih tinggi sebelum pecah jika dibandingkan dengan PA12.
2. Nilon/PA12: Bahan ini kaku, memiliki kekuatan tinggi, ketahanan kimia yang baik, dan biokompatibel. PA12 memiliki ketahanan termal yang lebih rendah jika dibandingkan dengan PA11. PA12 adalah bahan yang paling umum digunakan dalam pencetakan SLS. 
3. Nilon Berisi: Sifat PA11 dan PA12 dapat dimodifikasi dengan dimasukkannya bahan pengisi seperti kaca dan serat karbon yang meningkatkan sifat termal dan mekanik. 
4. Polystiren yang Dapat Dicor: Bahan ini dirancang untuk digunakan sebagai bagian utama dalam pembentukan vakum dan pengecoran pasir. Ini memiliki ketangguhan rendah dan titik leleh rendah dan tidak dimaksudkan untuk bagian fungsional.
5. Elastomer TPU: Bahan ini memiliki kelenturan seperti karet, dengan ketangguhan dan ketahanan abrasi yang baik. Itu juga dapat dimodifikasi untuk memiliki kekerasan yang berbeda pada skala pantai A. 

Keindahan di balik ini adalah Anda sebenarnya dapat membangun bagian-bagian tanpa dukungan. Metode pencetakan 3D tradisional biasanya memiliki struktur pendukung untuk fitur yang menjorok. SLS sedikit lebih mudah. Ini seperti perburuan harta karun. Anda menemukan bagian Anda di dalam, dan pada dasarnya Anda dapat mengabaikannya.

Greg Paulsen

Direktur, Teknik Aplikasi

Apa Bagian Utama dari Printer SLS 3D?

Berbagai bagian printer SLS 3D tercantum di bawah ini:

1. Laser: Laser (biasanya laser CO2) digunakan untuk menyinter partikel plastik satu sama lain. Laser diarahkan menggunakan cermin pemindai yang mengarahkan laser untuk menelusuri penampang lapisan.
2. Sistem Pengiriman Bahan: Sistem pengiriman material menyimpan semua bubuk. Saat komponen dibuat, mekanisme ini memasok material ke recoater.
3. Pelapis Ulang: Recoater menarik material dari sistem pengiriman bubuk dan meletakkannya di atas alas cetak/lapisan sebelumnya.
4. Tempat Tidur Cetak: Tempat tidur cetak bergerak ke bawah saat bagian dicetak, biasanya antara 50 dan 200 mikron per lapisan tergantung pada resolusi yang diperlukan. Lapisan plastik tipis ditempatkan pada alas cetak untuk setiap lapisan komponen baru oleh recoater.
5. Pemanas: Pemanas menjaga volume build pada suhu tinggi untuk membantu proses sintering dengan mengurangi energi yang dibutuhkan laser untuk menyinter bubuk.

Diagram pencetakan 3D SLS

Apa Resin Pencetakan 3D SLS Terbaik?

SLS memiliki bahan pencetakan 3D yang terbatas; namun, yang terbaik tercantum di bawah ini:

1. PA12 (Nilon): PA12 menawarkan berbagai sifat ketahanan mekanis, termal, dan kimia yang menjadikannya bahan ideal untuk berbagai aplikasi. PA12 adalah material yang paling umum digunakan untuk pencetakan SLS.
2. PA12CF (Nilon): Nilon berisi karbon secara signifikan meningkatkan kekakuan, kekuatan, dan kekerasan nilon dasar serta memungkinkan pembuatan suku cadang berperforma tinggi dengan rasio kekuatan terhadap berat yang sangat baik.
3. Elastomer TPU: Elastomer TPU memungkinkan pembuatan komponen fleksibel dengan ketahanan dan ketangguhan abrasi yang baik. 

Pertanyaan Umum Tentang Pencetakan 3D SLS

Bagaimana Pencetakan 3D SLS Digunakan di Industri Medis?

Pencetakan SLS 3D digunakan untuk prostesis yang disesuaikan berdasarkan pemindaian 3D pada tubuh pasien. Pencetakan SLS 3D juga digunakan untuk membuat model referensi khusus pasien berdasarkan pemindaian 3D untuk perencanaan prosedur bedah.

Bagaimana Pencetakan 3D SLS Digunakan di Industri Perhiasan?

Pencetakan SLS 3D digunakan untuk membuat model yang sangat detail yang tidak mungkin dilakukan menggunakan metode lain. Model-model ini digunakan untuk membuat cetakan pengecoran. Secara khusus, bahan seperti polistiren dapat dicetak dan digunakan untuk membuat cetakan untuk pengecoran logam mulia. 

Apakah Printer SLS Mampu Menghasilkan Potongan Besar dan Detail?

Ya, printer SLS memiliki volume pembuatan yang besar sehingga dapat menampung komponen yang cukup besar. Penggunaan laser presisi masih memungkinkan detail halus untuk digabungkan menjadi bagian yang sangat besar.

Apa Perbedaan Antara SLS dan SLA?

SLS (sintering laser selektif) menggunakan laser untuk menyinter partikel plastik, sedangkan SLA (stereolitografi) menggunakan laser untuk menyembuhkan fotopolimer cair secara selektif. Kedua teknologi tersebut dapat menghasilkan komponen yang sangat detail dan kecepatan cetaknya sebanding. 

Ringkasan

Xometry menyediakan berbagai kemampuan manufaktur termasuk pencetakan SLS 3D, permesinan CNC, cetakan injeksi, pemotongan laser, dan fabrikasi lembaran logam. Dapatkan penawaran instan Anda hari ini.

Penafian

Konten yang muncul di halaman web ini hanya untuk tujuan informasi. Xometry tidak membuat pernyataan atau jaminan apa pun, baik tersurat maupun tersirat, mengenai keakuratan, kelengkapan, atau validitas informasi. Parameter kinerja apa pun, toleransi geometrik, fitur desain spesifik, kualitas dan jenis bahan, atau proses tidak boleh dianggap mewakili apa yang akan dikirimkan oleh pemasok atau produsen pihak ketiga melalui jaringan Xometry. Pembeli yang mencari penawaran suku cadang bertanggung jawab untuk menentukan persyaratan khusus untuk suku cadang tersebut. Silakan lihat syarat dan ketentuan kami untuk informasi lebih lanjut.

Dekan McClements

Dean McClements adalah lulusan B.Eng Honors di bidang Teknik Mesin dengan pengalaman lebih dari dua dekade di industri manufaktur. Perjalanan profesionalnya mencakup peran penting di perusahaan terkemuka seperti Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace, dan Hyster-Yale, tempat ia mengembangkan pemahaman mendalam tentang proses teknik dan inovasi.

Baca lebih banyak artikel oleh Dean McClements