SLS / CÔNG NGHỆ IN DẠNG BỘT

Định nghĩa

SLS là gì?

SLS (Selective Laser Sintering) là một kỹ thuật của công nghệ in 3D sử dụng tia laser năng lượng cao để thiêu kết vật liệu polymer dạng bột, vật liệu liên kết với nhau theo nguyên lý đắp lớp để tạo nên một kết cấu 3D vững chắc.

Công nghệ in SLS được phát triển bởi Carl Deckard và Joe Beaman tại Đại học Texas ở Austin vào năm 1980, và thương mại hóa lần đầu năm 1989.

Nguyên lý hoạt động của công nghệ in này là gì?

Có 3 buồng chứa bột trong một máy in SLS là buồng chứa bột phân phối (buồng 1), buồng chứa bột chế tạo (buồng 2), buồng chứa bột dư, buồng 1 và 2 bột được đặt trên một pittông không cố định.
Vật liệu dạng bột được làm nóng sơ bộ đến dưới điểm nóng chảy của nó.
Chùm tia laser CO2 thông qua một hệ thống scan, quét các mặt cắt trên bề mặt của lớp bột.
Chọn lọc các vị trí xác định được lập trình sẵn bằng phần mềm máy tính (CAD), chùm tia laser sẽ làm tăng nhiệt độ của các hạt bột tại những vị trí này đến điểm nóng chảy.
Các hạt bột nhỏ liên kết lại với nhau tạo thành một mặt cắt của vật thể 3D.
Sau khi lớp đầu tiên được hoàn thiện, pit tông buồng 1 nâng lên, buồng 2 và 3 hạ xuống, một con lăn sẽ lăn bột từ buồng 1 sang buồng 2 để phủ lớp bột mới vào trong buồng 2 và đưa bột thừa đến buồng 3.
Quá trình này sẽ được lặp lại liên tục cho đến khi thu được vật thể 3D mong muốn.
Sau khi in, buồng chế tạo cần được làm nguội để đảm bảo các đặc tính cơ học tối ưu và tránh cong vênh sản phẩm.
Hoàn thiện sản phẩm 3D, làm sạch bột thừa, bột thừa này có thể được tái chế.

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của công nghệ in dạng bột SLS.

3 yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm in là:

Kích thước, hình dạng và mật độ phân bố hạt.
Độ nhám và độ xốp của hạt bột.
Tính chất nhiệt của hạt.

DIGMAN GIẢI THÍCH

Vật liệu thường được sử dụng trong công nghệ in này là gì?

Nhựa PA, có đặc tính nung kết lý tưởng chế tạo các sản phẩm có tính cơ học mong muốn.
Nhựa PC, có độ bền cao, chịu nhiệt tốt và có khả năng chống cháy.
Nhựa TPE, có đặc tính đàn hồi và nhiệt dẻo, dễ sử dụng trong sản xuất.
Bột kim loại cũng được sử dụng trong SLS, tuy nhiên, kể từ khi có sự phát triển của kỹ thuật SLM thì nó không còn phổ biến đối với kỹ thuật SLS nữa.

Ứng dụng công nghệ in SLS là gì?

Tương tự các kỹ thuật in 3D khác, công nghệ in SLS cũng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như:

Chế tạo prototype (nguyên mẫu): phục vụ cho giai đoạn đầu của quá trình R&D trong chế tạo phần cứng ô tô, đường hầm gió và một số mẫu đúc.
Hàng không – Vũ trụ: sản xuất giới hạn các bộ phận lắp ráp cho ngành.
Y tế, dược phẩm: Chế tạo các mô hình giải phẫu trực quan.
Điện tử: chế tạo các linh kiện điện tử có chi tiết nhỏ.
Đồ gia dụng và vật dụng hàng ngày: chảo rán, dây buộc, áo khoác, v.v…