Sinterização Seletiva a Laser (SLS): Guia Completo de Impressão 3D

A Sinterização Seletiva a Laser (SLS) é uma das tecnologias de Manufatura Aditiva na impressão 3D.

O que é Impressão 3D SLS?

A tecnologia SLS usa um laser de alta potência para sinterizar pequenas partículas de pó de polímero em uma estrutura sólida de modelo 3D.

Devido a avanços em maquinário, materiais e software, o processo de sinterização seletiva a laser goza de ampla aceitação na indústria de impressão 3D.

Muitas empresas agora usam esses processos de manufatura aditiva comparado a alguns anos atrás, quando apenas algumas indústrias de alta tecnologia podiam pagar.

Mais significativamente, a Sinterização Seletiva a Laser (SLS) é popular entre hobbyistas e profissionais de impressão 3D porque oferece baixo custo por peça, alta produtividade e uso de materiais estabelecidos.

Qual a Diferença entre SLS e SLA?

A Estereolitografia (SLA) é a tecnologia de impressão 3D em resina mais comum e popular.

É amplamente usada em várias aplicações porque oferece capacidade de produzir protótipos e peças de uso final isotrópicos, estanques e de alta precisão.

Quais são as principais diferenças entre o processo SLS e SLA?

SLA trabalha principalmente com líquidos, enquanto SLS usa pó em seu processo de impressão 3D.

Ambas técnicas usam lasers, mas operam de forma distinta em diferentes comprimentos de onda para curar epóxi dentro da resina.

SLS usa laser de maior potência para sinterizar e compactar pó de metal. Ao mesmo tempo, SLA pode ser usado em potência de pico mais baixa.

SLS permanece mais resistente e barato. Por outro lado, SLA oferece peças com tolerância dimensional mais rigorosa.

O que é Moldagem por Injeção?

Moldagem por injeção é um processo de manufatura que produz objetos ou peças injetando material fundido em um molde.

Usa diversos materiais como vidros, elastômeros, metais, confeitos e termoplásticos.

SLS ou FDM: Qual é Melhor?

SLS e FDM 3D printing são processos de manufatura aditiva prevalentes na indústria.

Cada método tem prós e contras, e você precisa identificar suas diferenças fundamentais para escolher o que atende suas necessidades únicas.

A Modelagem por Deposição Fundida (FDM) ou Fabricação por Filamento Fundido (FFF) é tecnologia de manufatura aditiva.

A impressora 3D FDM extruda filamentos termoplásticos fundidos como ABS e PLA através do hot end da impressora. O bico aquecido aplica o plástico camada por camada nas peças plásticas até completar o processo.

Por outro lado, a Sinterização Seletiva a Laser (SLS) é um processo de manufatura aditiva que usa lasers para compactar e sinterizar partículas de pó em estruturas sólidas baseadas no modelo 3D.

A técnica de impressão 3D SLS tem ampla gama de aplicações industriais em aeroespacial, saúde para dispositivos médicos e eletrônica. Consequentemente, o método SLS exige uso de grandes impressoras 3D SLS muito caras.

Por sua parte, a tecnologia de impressão 3D FDM permanece a tecnologia de manufatura aditiva por camada mais barata. É a escolha preferida de quem não tem grandes orçamentos, como grandes empresas industriais.

Dependendo da impressora, o lead time do SLS prova ser menor que o do FDM. Além disso, a velocidade de impressão do SLS atinge 48 mm/h. Por outro lado, a velocidade do FDM varia entre 50-150 mm/h.

Pós-processamento é outra área onde a diferença entre SLS e FDM se manifesta. O pós-processamento SLS é simples. Basta limpar o pó não sinterizado que atuou como estrutura de suporte durante a construção do modelo 3D.

Você pode pós-processar a impressão 3D SLS manualmente ou usar ar comprimido.

Contrastemente, métodos de pós-processamento no FDM são complicados. A dissolução inadequada de estruturas de suporte pode danificar o modelo de impressão 3D.

Também precisa usar equipamentos especializados como banho ultrassônico ou recipientes de vidro que aumentam o custo.

Quais são as Vantagens do SLS?

A tecnologia de impressão 3D SLS oferece inúmeras vantagens que a tornam popular para aplicações industriais e uso individual:

• Alta precisão dimensional
• Níveis de resolução comparativamente altos
• Tempos de entrega rápidos
• Alta resistência à tração e rigidez
• Produz peças 3D impressas robustas
• Custo de impressão econômico

Qual a Diferença entre SLS e SLM?

A Sinterização Seletiva a Laser 3D (3D SLS) funciona fundindo atomicamente material industrial em pó a granel usando lasers de alta potência.

Por outro lado, a Fusão Seletiva a Laser (SLM) combina materiais em pó aquecendo-os até atingirem ponto de fusão.

Geralmente, os dois são processos quase similares, mas diferem significativamente no material usado. Mais importante, a Fusão Seletiva a Laser (SLM) comporta-se similarmente ao SLS, mas pode realizar mais funções.

Por exemplo, SLM usa tecnologia a laser para feixe e aquecer material em pó até atingir ponto de fusão.

SLM cria modelos 3D mais robustos que o SLS a longo prazo. Além disso, SLM deixa menos ou nenhum vazio; portanto, falhas de peça mínimas ou nulas são testemunhadas.

O que é Sinterização Seletiva a Laser (SLS)?

Os lasers sinterizam e fundem seletivamente pequenas partículas, criando um modelo 3D camada por camada.

A impressão SLS permite prototipagem de peças funcionais com boas propriedades mecânicas.

Como o SLS Funciona?

O Processo de Sinterização Seletiva a Laser

No processo de impressão 3D SLS, aplica-se uma fina camada de material em pó na plataforma de construção e aquece. Use o laser para aquecer o material em pó abaixo da temperatura de resistência à fusão.

Em seguida, use o laser da impressora 3D SLS para traçar a seção transversal da geometria da peça da primeira camada. Também, o laser fornece energia suficiente para fundir o material em pó.

Além disso, os vários pós de material composto precisam de baixa viscosidade e tensão superficial para se fundirem e formarem uma poça de fusão reconhecível.

Pós de material composto ao redor permanecem sólidos, mantendo a forma da geometria fundida intacta.

Neste ponto, a plataforma de construção inferior aumenta em uma altura de camada. Isso abre espaço para a próxima camada. Ao mesmo tempo, um varredor move-se pela superfície, recolhendo excesso de material do reservatório.

Ele então deposita partículas de pó na plataforma de construção para criar a próxima camada. Repita o processo de revestimento de pó e fusão de camada até terminar de construir a peça inteira.

Quão Forte é a Impressão 3D SLS?

As propriedades mecânicas das peças de náilon impressas em 3D SLS tornam-nas fortes, resistentes, rígidas e duráveis. É a principal razão pela qual a impressão 3D SLS permanece famosa para construir peças finais duráveis e resistentes a impactos.

O Pó de Náilon 12 permanece um material popular de impressão 3D SLS conhecido por sua forte resistência à tração e durabilidade:

• Resistência à tração 50 MPa
• Módulo de tração 1850 MPa
• Alongamento na ruptura (X/Y) 11%
• Alongamento na ruptura (Z) 6%

Como o SLS Difere da Impressão 3D Normal?

A tecnologia de impressão 3D Sinterização Seletiva a Laser (SLS) difere da impressão 3D tradicional porque usa lasers para aquecer material de náilon em pó e criar modelos 3D.

Por outro lado, um processo normal de impressão 3D utiliza o hot end para aquecer e extrudar filamentos plásticos em uma mesa aquecida para construir modelos 3D.

Além disso, a impressão 3D SLS produz peças impressas com resolução mais alta e dimensionalmente precisas que a impressão 3D regular. Propriedades do material náilon fazem peças SLS saírem com alta resistência à tração e rigidez.

Mais importante, a sinterização seletiva a laser não precisa de estruturas de suporte, pois o leito de pó não sinterizado envolve e sustenta as peças durante a construção da impressão.

Métodos de manufatura tradicionais são conhecidos pela produção de baixo volume de peças plásticas.

Assim, o processo normal de impressão 3D melhorou significativamente a produção de múltiplos componentes e heraldou aumento nos volumes de produção.

No entanto, as máquinas SLS viram a produção de geometrias complexas. Por exemplo, SLS permite produzir peças interligadas que se movem. Em resumo, uma máquina SLS permite imprimir uma forma tridimensional desejada altamente complexa.

Quão Rápida é a Impressão SLS?

Máquinas SLS imprimem materiais aditivos com propriedades mecânicas consistentes, como o pó de Náilon 12, para criar modelos 3D. Mas quão rápida é a máquina de impressão SLS?

As impressoras SLS permitem impressão de formas geométricas complexas. Imprime na velocidade de 20 mm/h e tem espessura mínima de camada de 0,05 mm. A velocidade da impressora pode atingir máximo de 48 mm/h.

O SLS Usa Laser?

Sim! O processo de Sinterização Seletiva a Laser usa laser para produzir peças como as usadas para prototipagem funcional. Igualmente, não requer estruturas de suporte para construir características.

SLS, uma tecnologia de manufatura aditiva por camada, usa laser de alta potência, como laser de dióxido de carbono, para fundir e sinterizar pequenas partículas de pós revestidos em uma massa de forma tridimensional desejada.

Prós & Contras do SLS

A impressão 3D SLS é popular para imprimir geometrias complexas completas com componentes internos detalhados e outras juntas mecânicas que suportam o movimento da peça.

No entanto, é essencial familiarizar-se com vantagens e desvantagens da impressão 3D SLS antes de decidir usar esta tecnologia.

Prós

• Permite impressão em lote fácil
• Não requer estruturas de suporte para impressão
• Produz impressões detalhadas e complexas
• Adequado para uso em experimentos
• Oferece impressão 3D de alta velocidade
• Produz peças de reposição impressas robustas
• Fornece alta precisão dimensional

Contras

• Variedade de matéria-prima limitada
• Difícil transição de FDM/SLA para impressão 3D SLS
• Reciclagem de material não é possível
• Riscos potenciais à saúde
• Peças quebradiças
• Pós-processamento difícil

A Impressão SLS é Cara?

Tradicionalmente, a impressão 3D SLS permaneceu cara e inacessível a muitas empresas. Impressoras SLS caras respondem pelos altos custos.

As máquinas SLS são caras devido à integração de lasers de alta potência e qualidade; uma máquina SLS pré-aquece partículas em pó e a configuração complexa da máquina.

Consequentemente, o sistema de impressão SLS é caro pois requer treinamento de especialistas.

Valores de mercado de máquinas industriais SLS 3D começam em torno de $100.000, tornando-as inacessíveis a muitos.

O SLS é Mais Forte que o SLA?

Impressão SLS significa Sinterização Seletiva a Laser. Produz peças 3D impressas mais fortes que a técnica SLA (Estereolitografia) que cria impressões altamente detalhadas com acabamento de superfície liso, porém quebradiças.

Dependendo da resolução da resina, peças impressas em SLA são fortes, porém quebradiças. Como tal, SLS permanece opção mais robusta, altamente flexível e durável.

A resistência e flexibilidade das peças SLS fazem-na prontamente procurada para construir peças mecânicas. No entanto, não oferece vantagem de acabamento de superfície liso. Materiais SLS produzem peças 3D com superfície áspera.

Conclusão

A Sinterização Seletiva a Laser (SLS) é uma tecnologia popular de impressão 3D que usa laser para sinterizar e compactar materiais SLS em pó. É usada em prototipagem rápida 3D e outras aplicações industriais que precisam de peças impressas duráveis, flexíveis e sólidas.

A impressão 3D SLS usa náilon em pó em vez de poliuretano termoplástico comumente usado na impressão 3D FDM. A tecnologia SLS é uma tecnologia de manufatura aditiva, significando que você imprime as peças camada após camada até completar.