1, Materiële beperkingen
Momenteel vooral geschikt voor metalen materialen zoals roestvrij staal, titaniumlegeringen, aluminiumlegeringen, enz., De mogelijke soorten materialen voor SLM-technologie zijn enigszins beperkt. SLM-technologie kent momenteel grote beperkingen voor het gebruik van niet-metalen materialen. Dit houdt vooral verband met de unieke eigenschappen van de SLM-vormtechnologie, waarbij sommige materialen tijdens de verwerking vatbaar zijn voor barsten, kromtrekken en andere problemen, waardoor het scala aan materialen dat kan worden verwerkt, wordt beperkt. Bovendien is een hoge zuiverheid van de grondstoffen noodzakelijk voor SLM-vormgeving om de impact van verontreinigingen op het vormproces te verminderen. Materialen met een hoge zuiverheidsgraad hebben enigszins hoge aanschafkosten, wat de productiekosten nog verder opdrijft.
Voor sommige materialen met unieke eigenschappen of architecturen, zoals composietmaterialen, nanomaterialen, enz., kent de SLM-vormtechnologie behoorlijk aanzienlijke verwerkingsproblemen. Om effectief te kunnen vormen, moeten deze unieke materialen soms onder bepaalde procesomstandigheden worden verwerkt. Als gevolg daarvan zijn procesaanpassingen en technische vooruitgang, gebaseerd op de eigenschappen van deze unieke materialen, uitgegroeid tot een belangrijk aandachtspunt voor de vooruitgang van de SLM-technologie.
2, Onvoldoende mechanische prestaties
Hoewel de SLM-technologie metalen onderdelen produceert met een hoge dichtheid en superieure mechanische prestatie-indicatoren, zo'n treksterkte als gietstukken, en zelfs het niveau van smeedstukken kan bereiken, vertonen hun mechanische eigenschappen nog steeds gebreken. De kenmerken van het SLM-vormproces kunnen variaties in de dichtheid van de onderdelen in verschillende richtingen veroorzaken, waardoor ongelijkmatige mechanische eigenschappen ontstaan. Bepaalde delen van het werkstuk kunnen tijdens het productieproces poriën en niet-gesmolten poeder bevatten vanwege de eigenschappen van het poeder en de energieverdeling van de laserstraal, die de dichtheid en mechanische eigenschappen kunnen beïnvloeden.
Bovendien kan de thermische spanning die wordt veroorzaakt door snel smelten en afkoelen tijdens het SLM-gieten vervorming of breuk van het onderdeel veroorzaken. Bovendien zou de resterende spanning erin de mechanische eigenschappen van het onderdeel kunnen beïnvloeden, waardoor de corrosieweerstand en de vermoeiingssterkte afnemen. De mechanische eigenschappen van de onderdelen kunnen variëren afhankelijk van elementen zoals SLM-vormprocesparameters, poedermaterialen en nabehandeling; voorbeelden van dergelijke variaties zijn hardheid, treksterkte en druksterkte. De fluctuaties in deze mechanische prestaties zouden het gebruik van SLM-technologie in sommige toepassingen met hoge precisie of hoge betrouwbaarheid kunnen beperken.
3, Problemen met de nauwkeurigheid van de verwerking
Omdat SLM-technologie een vrij lage maatnauwkeurigheid heeft, is het bereiken van het micrometerniveau een uitdaging. Dit komt vooral voort uit de moeilijkheden bij het nauwkeurig beheren van het smelten, stollen en krimpen van metaalpoeder tijdens het gietproces, waardoor onstabiele afmetingen van de gegoten stukken ontstaan. Meestal is nabewerking zoals slijpen, polijsten, enz. noodzakelijk om de maatnauwkeurigheid van gegoten onderdelen te vergroten. Deze verwerkingstechnieken kunnen intussen de mechanische eigenschappen en oppervlaktekwaliteit van de vormdelen beïnvloeden.
Verder is de vrij hoge oppervlakteruwheid van cruciaal belang voor de nauwkeurigheid van het SLM-vormproces. Het beheersen van de oppervlakteruwheid op een laag niveau is een uitdaging bij metaalpoeder vanwege de complexe smelt-, vloei- en stollingsprocessen tijdens het vormingsproces. Bij het volgende gebruik van gegoten onderdelen kan een slechte oppervlakteruwheid spanningsconcentratie, corrosie en andere problemen veroorzaken. Een grote moeilijkheid waarmee de ontwikkeling van SLM-technologie wordt geconfronteerd, is dus hoe de oppervlakteruwheid kan worden verlaagd en de oppervlaktekwaliteit van gegoten onderdelen kan worden verhoogd door procesparameters en nabewerkingsprocedures in het SLM-vormproces te optimaliseren.
4, Lage productie-efficiëntie
Een langere giettijd en een slechtere productie-efficiëntie zijn het gevolg van het laag voor laag stapelen van materiaal, vereist door de SLM-vormmethode. SLM-vormtechnieken hebben minder productie-efficiëntie, meer productiecycli en meer kosten dan conventionele subtractieve productietechnieken. Bovendien zijn de SLM-vormmachines gecompliceerd van constructie en duur in onderhoud. Het uitvallen van apparatuur kan langdurige stilstand veroorzaken, waardoor de voortgang van de productie wordt beïnvloed, de onderhoudskosten stijgen en zo productierisico's ontstaan.
Een verdere beperking van de productie-efficiëntie van de SLM-technologie zijn de beschikbare vormmaterialen. Verschillende materialen hebben verschillende verwerkingsparameters en prestatiecriteria, die voor elk materiaal optimalisatie en aanpassing vereisen, waardoor de productietijd en -kosten toenemen. Een van de belangrijkste problemen die in de evolutie van de SLM-technologie moet worden opgelost, is dus hoe de productie-efficiëntie van de SLM-technologie kan worden verhoogd en de productiekosten kunnen worden verlaagd.
5, Hoge kosten
Drie belangrijke weerspiegelingen van de hoge kosten van SLM-technologie zijn de kosten voor de aanschaf van apparatuur, de grondstofkosten en de onderhoudskosten. De fabricagekosten van de apparatuur zijn bij SLM-gietbewerkingen enigszins aanzienlijk, aangezien daar uiterst nauwkeurige lasers en scansystemen worden gebruikt. Tegelijkertijd ontbeert het SLM-vormproces schaalvoordelen en vereist het een vrij klein aantal apparatuur, wat leidt tot nog meer stijgingen van de aanschafprijzen van apparatuur.
SLM-gieten bestaat meestal uit poedervormige metalen en maakt gebruik van grondstoffen met enigszins aanzienlijke voorbereidings- en verwerkingskosten. Door het lage verbruik van grondstoffen kan het resterende poeder niet worden gerecycled, waardoor de grondstofkosten stijgen. Bovendien garandeert frequent onderhoud van de SLM-vormprocesapparatuur hun normale prestaties en levensduur. De grote complexiteit van de technologie zorgt ervoor dat de onderhouds- en onderhoudskosten enigszins kostbaar zijn.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-process.html