CAD 3D Tiền xử lý Tạo mẫu Hậu xử lý
2.3.3 Phương pháp thiêu kết laser chọn lọc SLS (Selective Laser Sintering).
a.Nguyên lý làm việc
29
Phương pháp SLS sử dụng tính chất của vật liệu bột là cĩ thể hĩa rắn dưới tác dụng của nhiệt (như nylon, elastomer, kim loại). Một lớp mỏng của bột nguyên liệu được trải trên bề mặt của xy lanh cơng tác bằng một trống định mức. Sau đĩ, tia laser hĩa rắn (kết tinh) phần bột nằm trong đường biên của mặt cắt (khơng thực sự làm chảy chất bột), làm cho chúng dính chặt ở những chỗ cĩ bề mặt tiếp xúc. Trong một số trường hợp, quá trình nung chảy hồn tồn hạt bột vật liệu được áp dụng. Quá trình kết tinh cĩ thểđược điều khiển tương tự như quá trình polymer hố trong phương pháp tạo hình lập thể SLA. Sau đĩ xy lanh hạ xuống một khoảng cách bằng độ dày lớp kế tiếp, bột nguyên liệu
được đưa vào và quá trình được lặp lại cho đến khi chi tiết được hồn thành.
Trong quá trình chế tạo, những phần vật liệu khơng nằm trong đường bao mặt cắt sẽđược lấy ra sau khi hồn thành chi tiết, và được xem như bộ phận phụ trợđể cho lớp mới được xây dựng. Điều này cĩ thể làm giảm thời gian chế tạo chi tiết khi dùng phương pháp này. Phương pháp SLS cĩ thể được áp dụng với nhiều loại vật liệu khác nhau: Policabonate, PVC, ABS, nylon, sáp,… Những chi tiết được chế tạo bằng phương pháp SLS tương đối nhám và cĩ những lỗ hỗng nhỏ trên bề mặt nên cần phải xử lý sau khi chế tạo (xử lý tinh).
Hình 2.12 Nguyên lý làm việc của SLS.
Vật liệu sử dụng: Polycacbonate (PC), nylon, sáp, bột kim loại (copper polyamide, rapid steel), bột gốm (ceramic), glass filled nylon, vật liệu đàn hồi (elastomer).
Quá trình tạo mẫu: Sản phẩm được chia thành các lát cắt từfile định dạng .STL tạo một lớp bằng cách trải các lớp bột, thiêu kết bằng nguồn laser CO2 theo các bước sau:
Bước 1: Một lớp vật liệu bột nĩng chảy được đặt vào buồng chứa sản phẩm
Bước 2: Lớp vật liệu bột đầu tiên được quét bằng tia laser CO2 và đơng đặc lại. Vật liệu bột khơng được xử lý sẽđược đưa trở về thùng chứa liệu.
Bước 3: Khi lớp thứ nhất đã hồn thành thì lớp vật liệu bột thứ hai được cấp vào thơng qua con lăn cơ khí chuẩn bị cho quá trình quét lớp thứ hai.
Bước 4: Bước hai và bước ba được lặp lại cho đến khi sản phẩm được hồn thành.
Sau khi quá trình kết thúc, sản phẩm được lấy ra khỏi buồng xử lý và cĩ thể qua giai đoạn hậu xử lý hoặc đánh bĩng lại như phun cát tùy từng ứng dụng của sản phẩm.
30
Sơđồ của thiết bị SLS được thể hiện trên hình 2.13. Dưới đáy của buồng xử lý được lắp hai xy lanh: một xy lanh dùng để cấp bột và một xy lanh tạo vật thể. Xy lanh cấp bột được nâng lên từ từ để cấp bột đến buồng tạo vật thể thơng qua một cơ cấu con lăn. Xy lanh tạo vật thểđược hạ xuống từ
từ đến chỗ mà phần vật thể kết tụđược tạo thành.
Thiết bị thuộc thế hệ mới nhất của DTM là hệ thống Sinterstation 2000. Đây là thế hệ máy thứ
ba mà DTM đã thương mại hố. Hệ thống Sinterstation 2000 cĩ khả năng tạo được mẫu cĩ đường kính đến 305 mm và chiều cao đến 380 mm, thích hợp với hầu hết các ứng dụng tạo mẫu. Đến cuối 1995 cĩ 89 hệ thống Sinterstation 2000 được lắp đặt trên thế giới.
Hình 2.13 Sơđồ máy SLS.
Hình 2.14 Thiết bị tạo mẫu Sinterstation 2000.
c. Ưu nhược điểm của SLS. * Ưu điểm:
- Số lượng vật liệu đưa vào quá trình cao (Hight Through-put) giúp cho quá trình tạo mẫu nhanh chĩng.
- Vật liệu đa dạng, khơng đắt tiền. - Vật liệu an tồn.
31 - Giảm sự bĩp méo do ứng suất.