1, Materiaalirajoitukset
Tällä hetkellä enimmäkseen sopivia metallimateriaaleille, kuten ruostumaton teräs, titaaniseokset, alumiiniseokset jne., mahdolliset materiaalityypit SLM-teknologiaan ovat jonkin verran rajallisia. SLM-teknologialla on tällä hetkellä suuria rajoituksia ei-metallisten materiaalien käytölle. Tämä liittyy enimmäkseen SLM-muovaustekniikan ainutlaatuisiin ominaisuuksiin, jolloin jotkin materiaalit ovat alttiita halkeilemaan, vääntymään ja muihin ongelmiin käsittelyn aikana, mikä rajoittaa käsiteltävien materiaalien määrää. Lisäksi raaka-aineiden korkea puhtaus on välttämätöntä SLM-muovauksessa, jotta voidaan vähentää epäpuhtauksien vaikutusta muovausprosessiin. Erittäin puhtailla materiaaleilla on jonkin verran korkeat hankintakustannukset, mikä nostaa valmistuskustannuksia entisestään.
Joillekin materiaaleille, joilla on ainutlaatuiset ominaisuudet tai arkkitehtuuri, kuten komposiittimateriaalit, nanomateriaalit jne., SLM-muovausteknologialla on melko merkittäviä käsittelyvaikeuksia. Tehokkaan muovauksen saavuttamiseksi nämä ainutlaatuiset materiaalit tarvitsevat joskus käsittelyä tietyissä prosessiolosuhteissa. Tämän seurauksena näiden ainutlaatuisten materiaalien ominaisuuksiin perustuvat prosessimuutokset ja tekniset edistysaskeleet ovat kasvaneet SLM-teknologian kehityksen pääpainopisteeksi.
2, Riittämätön mekaaninen suorituskyky
Vaikka SLM-teknologia tuottaa metalliosia, joilla on korkea tiheys ja ylivoimaiset mekaaniset suorituskykyindikaattorit, kuten valujen vetolujuus, ja ne voivat jopa saavuttaa taon tason, niiden mekaanisissa ominaisuuksissa on edelleen puutteita. SLM-muovausprosessin ominaisuudet voivat aiheuttaa vaihteluita osien tiheydessä useisiin suuntiin, jolloin syntyy epätasaisia mekaanisia ominaisuuksia. Tietyt työkappaleen osat voivat sisältää huokosia ja sulamatonta jauhetta koko valmistusprosessin ajan jauheen ominaisuuksista ja lasersäteen energian jakautumisesta johtuen, mikä voi vaikuttaa tiheyteen ja mekaanisiin ominaisuuksiin.
Lisäksi nopean sulamisen ja jäähtymisen SLM-muovauksen aikana syntyvä lämpöjännitys voi aiheuttaa osan muodonmuutoksia tai murtumia. Lisäksi komponentin mekaanisiin ominaisuuksiin voi vaikuttaa sen sisällä oleva jäännösjännitys, mikä alentaa korroosionkestävyyttä ja väsymislujuutta. Osien mekaaniset ominaisuudet voivat vaihdella riippuen elementeistä, kuten SLM-muovausprosessin parametreista, jauhemateriaaleista ja jälkikäsittelystä; esimerkkejä tällaisista vaihteluista ovat kovuus, vetolujuus ja puristuslujuus. Tämän mekaanisen suorituskyvyn vaihtelut voivat rajoittaa SLM-teknologian käyttöä joissakin erittäin tarkoissa tai erittäin luotettavissa sovelluksissa.
3, Käsittelyn tarkkuusongelmat
Koska SLM-teknologialla on melko alhainen mittatarkkuus, mikrometritason saavuttaminen on haastavaa. Tämä johtuu enimmäkseen vaikeuksista hallita tarkasti metallijauheen sulamista, jähmettymistä ja kutistumista muovausprosessin aikana, jolloin muodostuu epävakaita muotoiltuja kappaleita. Yleensä jälkikäsittely, kuten hionta, kiillotus jne., on tarpeen muovattujen osien mittatarkkuuden parantamiseksi. Nämä prosessointitekniikat voivat sillä välin vaikuttaa muovattujen osien mekaanisiin ominaisuuksiin ja pinnan laatuun.
Lisäksi SLM-muovausprosessin työstötarkkuuden kannalta ratkaisevaa on sen melko korkea pinnan karheus. Pinnan karheuden hallinta alhaisella tasolla on haastavaa metallijauheessa niiden monimutkaisten sulamis-, virtaus- ja jähmettymisprosessien vuoksi koko muovausprosessin ajan. Seuraavassa muovattujen osien käytössä huono pinnan karheus voi aiheuttaa jännityksen keskittymistä, korroosiota ja muita ongelmia. Näin ollen suuri vaikeus SLM-teknologian kehityksessä on kuinka alentaa pinnan karheutta ja parantaa valettujen osien pinnan laatua optimoimalla prosessiparametreja ja jälkikäsittelymenettelyjä SLM-muovausprosessissa.
4, Alhainen tuotannon tehokkuus
Pidempi muottiaika ja huonompi tuotantotehokkuus seuraa SLM-muovausmenetelmän vaatimasta kerros kerrokselta materiaalin pinoamisesta. SLM-muovaustekniikoilla on vähemmän tuotantotehokkuutta, enemmän valmistussyklejä ja enemmän kustannuksia kuin tavanomaisilla vähennysmenetelmillä. Lisäksi rakenteeltaan monimutkainen ja huolto kallis on SLM-muovauskone. Laitteiden rikkoutuminen voi aiheuttaa pitkiä seisokkeja, mikä vaikuttaa tuotannon etenemiseen, nostaa ylläpitokustannuksia ja synnyttää tuotantoriskejä.
Lisäksi saatavilla olevat valumateriaalit rajoittavat SLM-teknologian tuotantotehokkuutta. eri materiaaleilla on erilliset käsittelyparametrit ja suorituskykykriteerit, jotka vaativat optimointia ja säätöä jokaiselle materiaalille, mikä pidentää tuotantoaikaa ja kustannuksia. Siten yksi tärkeimmistä ongelmista, jotka on ratkaistava SLM-teknologian kehityksessä, on se, kuinka SLM-teknologian tuotantotehokkuutta voidaan parantaa ja valmistuskustannuksia alentaa.
5, Korkea hinta
Kolme keskeistä heijastusta SLM-teknologian korkeista kustannuksista ovat laitteiden hankintakustannukset, raaka-ainekustannukset ja ylläpitokustannukset. Laitteen valmistuskustannukset ovat jonkin verran merkittävät SLM-muovaustoiminnassa, koska niissä käytetään erittäin tarkkoja lasereita ja skannausjärjestelmiä. Samanaikaisesti SLM-muovausprosessissa ei ole mittakaavaetuja ja se vaatii melko pientä määrää laitteita, mikä lisää laitteiden hankintahintojen nousua.
Yleensä metallijauheista koostuva SLM-muovaus käyttää raaka-aineita melko merkittävillä valmistelu- ja käsittelykustannuksilla. Raaka-aineiden alhainen käyttöaste tekee siitä mahdottomaksi kierrättää jäännösjauhetta, mikä lisää raaka-ainekustannuksia. Lisäksi SLM-valuprosessilaitteiden säännöllinen huolto ja ylläpito takaavat niiden normaalin suorituskyvyn ja käyttöiän. Teknologian monimutkaisuus tekee ylläpito- ja ylläpitokustannuksista jonkin verran kalliita.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-process.html