Fusión selectiva por láser

La fusión selectiva por láser (SLM) o la sinterización directa por láser de metal (DMLS) es una técnica de creación rápida de prototipos, impresión 3D o fabricación de aditivos (AM) diseñada para usar un láser de alta densidad de potencia para fundir y fusionar polvos metálicos. En muchos SLM se considera una subcategoría de sinterización por láser selectivo (SLS). El proceso de SLM tiene la capacidad de fundir completamente el material metálico en una parte tridimensional sólida a diferencia de SLS.

Historia
El derretido selectivo por láser, una de las varias tecnologías de impresión 3D, comenzó en 1995 en el Fraunhofer Institute ILT en Aachen, Alemania, con un proyecto de investigación alemán, que dio como resultado la llamada patente básica ILT SLM DE 19649865. Ya en su fase pionera, el Dr. Dieter Schwarze y el Dr. Matthias Fockele de F&S Stereolithographietechnik GmbH ubicado en Paderborn colaboraron con los investigadores del ILT, el Dr. Wilhelm Meiners y el Dr. Konrad Wissenbach. A principios de la década de 2000, F&S formó una sociedad comercial con MCP HEK GmbH (más tarde denominada MTT Technology GmbH y luego SLM Solutions GmbH) ubicada en Luebeck, en el norte de Alemania. Recientemente, el Dr. Dieter Schwarze trabaja en SLM Solutions GmbH y el Dr. Matthias Fockele fundó Realizer GmbH.

El comité de normas F2 de ASTM International ha agrupado la fusión selectiva por láser en la categoría de «sinterización por láser», aunque esto es un nombre erróneo reconocido porque el proceso funde completamente el metal en una masa homogénea sólida, a diferencia de la sinterización por láser selectiva (SLS), que es una verdadera Proceso de sinterización. Otro nombre para la fusión con láser selectivo es sinterización directa por láser con metal directo (DMLS), un nombre depositado por la marca EOS, sin embargo confunde con el proceso real porque la pieza se está fundiendo durante la producción, no sinterizada, lo que significa que la pieza es completamente densa. Este proceso es en todos los puntos muy similar a otros procesos de SLM, y a menudo se considera como un proceso de SLM.

Un proceso similar es la fusión de haz de electrones (EBM), que utiliza un haz de electrones como fuente de energía.

Procedimiento
En la fusión selectiva por láser, el material a procesar se aplica en forma de polvo en una capa delgada sobre una placa base. El material en polvo se vuelve a fundir localmente por medio de radiación láser y forma una capa sólida de material después de la solidificación. Posteriormente, la placa base se reduce por la cantidad de espesor de una capa y se aplica nuevamente el polvo. Este ciclo se repite hasta que todas las capas se hayan vuelto a fundir. El componente terminado se limpia del exceso de polvo, se procesa según sea necesario o se usa inmediatamente.

Los espesores de capa típicos para la construcción del componente están entre 15 y 500 μm para todos los materiales.

Los datos para la guía del rayo láser se generan por medio de un software de un cuerpo de CAD 3D. En el primer paso de cálculo, el componente se divide en capas individuales. En el segundo paso de cálculo, las trayectorias (vectores) generadas por el rayo láser se generan para cada capa. Para evitar la contaminación del material con oxígeno, el proceso se lleva a cabo bajo una atmósfera de gas protector con argón o nitrógeno.

Los componentes producidos por fusión selectiva por láser se caracterizan por altas densidades específicas (> 99%). Esto asegura que las propiedades mecánicas del componente producido generativamente correspondan en gran medida a las del material base.

Pero también puede dirigirse, fabricarse de acuerdo con principios biónicos o para garantizar un módulo de elasticidad parcial, un componente con densidades selectivas. En los implantes aeroespaciales y corporales ligeros, tales elasticidades selectivas a menudo se desean dentro de un componente y no pueden producirse usando métodos convencionales.

En comparación con los procesos convencionales (proceso de fundición), se caracteriza la fusión por láser del hecho de que las herramientas o los moldes se omiten (producción sin forma) y, por lo tanto, se puede reducir el tiempo de comercialización. Otra ventaja es la gran libertad de geometría, que permite la producción de formas de componentes que no se pueden producir con procesos moldeados o solo con gran esfuerzo. Además, los costos de almacenamiento pueden reducirse debido a que no es necesario almacenar componentes específicos, sino que se producen generativamente cuando se necesitan.

Estrategia de exposición
La tendencia es que cuanto mayor sea la potencia del láser, mayor será la rugosidad del componente. La ingeniería moderna de la planta puede controlar la densidad y la calidad de la superficie de acuerdo con el «principio shell-core». La exposición segmentada tiene una influencia específica en las áreas externas del componente, voladizos y áreas de componentes de alta densidad. Una estrategia de exposición optimizada mejora el nivel de calidad y, al mismo tiempo, las velocidades de acumulación. El perfil de rendimiento de un componente se puede aumentar significativamente con la ayuda de la exposición segmentada.

Aspectos de calidad y topología
Los fabricantes de plantas utilizan diferentes enfoques de control de calidad que id R. Por un lado fuera del eje (o ex situ) o por el otro lado (o in situ).

Las inspecciones clásicas fuera del eje tienen una resolución más baja y una tasa de detección más baja. Por ejemplo, se utiliza una cámara sensible al infrarrojo, que se coloca fuera de la cámara de proceso, es decir, ex situ. La ventaja de una solución ex situ es la sencilla integración del sistema del sistema de la cámara. Un diseño fuera del eje permite declaraciones sobre el comportamiento general de fusión y enfriamiento. Sin embargo, una declaración detallada sobre el baño fundido no es derivable.

La configuración en el eje / in situ (por ejemplo, el concepto de láser de compilación) se basa en una disposición coaxial de los detectores. Los detectores utilizados son una cámara y un fotodiodo, que utilizan la misma óptica que el láser. Esta integración coaxial permite una alta resolución 3D relacionada con las coordenadas. La tasa de reconocimiento resulta de la velocidad de escaneo. Si esto es 1.000 mm / s, el resultado es 100 μm, es decir, la distancia para la que se toma una fotografía. A 2.000 mm / s, el valor es de 200 μm. Una disposición coaxial tiene la ventaja de que la Schmelzbademissionen siempre está enfocada en un punto de los detectores y el detalle de la imagen se reduce y, por lo tanto, se puede aumentar la frecuencia de muestreo. Un análisis detallado de las características de la piscina de fusión (área de la piscina de fusión y la intensidad de la piscina de fusión) es posible.

Proceso
DMLS utiliza una variedad de aleaciones, lo que permite que los prototipos sean hardware funcional hecho del mismo material que los componentes de producción. Dado que los componentes se construyen capa por capa, es posible diseñar geometrías orgánicas, características internas y pasajes desafiantes que no podrían ser moldeados o maquinados. DMLS produce piezas metálicas fuertes y duraderas que funcionan bien como prototipos funcionales o piezas de producción de uso final.

El proceso comienza dividiendo los datos del archivo CAD 3D en capas, generalmente de 20 a 100 micrómetros de espesor, creando una imagen 2D de cada capa; este formato de archivo es el archivo standard.stl de la industria utilizado en la mayoría de las tecnologías de impresión 3D o estereolitografía basadas en capas. Este archivo luego se carga en un paquete de software de preparación de archivos que asigna parámetros, valores y soportes físicos que permiten que el archivo sea interpretado y construido por diferentes tipos de máquinas de fabricación aditiva.

Con la fusión selectiva por láser, las capas delgadas de polvo fino de metal atomizado se distribuyen uniformemente utilizando un mecanismo de recubrimiento sobre una placa de sustrato, generalmente de metal, que se sujeta a una tabla de indexación que se mueve en el eje vertical (Z). Esto tiene lugar dentro de una cámara que contiene una atmósfera estrechamente controlada de gas inerte, ya sea argón o nitrógeno a niveles de oxígeno por debajo de 500 partes por millón. Una vez que se ha distribuido cada capa, cada corte 2D de la geometría de la pieza se fusiona mediante la fusión selectiva del polvo. Esto se logra con un rayo láser de alta potencia, generalmente un láser de fibra de iterbio con cientos de vatios. El rayo láser se dirige en las direcciones X e Y con dos espejos de exploración de alta frecuencia. La energía del láser es lo suficientemente intensa como para permitir la fusión total (soldadura) de las partículas para formar un metal sólido. El proceso se repite capa tras capa hasta que se completa la pieza.

La máquina DMLS utiliza un láser óptico de fibra Yb de alta potencia de 200 vatios. Dentro del área de la cámara de construcción, hay una plataforma de distribución de material y una plataforma de construcción junto con una cuchilla de recuperación que se usa para mover el polvo nuevo sobre la plataforma de construcción. La tecnología fusiona el polvo metálico en una parte sólida al fundirlo localmente utilizando el rayo láser enfocado. Las piezas se construyen aditivamente capa por capa, generalmente utilizando capas de 20 micrómetros de espesor.

Sinterización selectiva por calor.
La sinterización por calor selectivo (SHS) es un tipo de proceso de fabricación aditivo. Funciona usando un cabezal de impresión térmico para aplicar calor a las capas de termoplástico en polvo. Cuando se termina una capa, el lecho de polvo se mueve hacia abajo, y un rodillo automatizado agrega una nueva capa de material que se sinteriza para formar la siguiente sección transversal del modelo. SHS es el mejor para la fabricación de prototipos de bajo costo para la evaluación de conceptos, ajuste / forma y pruebas funcionales. SHS es una técnica de fabricación de aditivos para plásticos similar a la sinterización selectiva por láser (SLS). La principal diferencia es que SHS emplea un cabezal de impresión térmico menos intenso en lugar de un láser, lo que la convierte en una solución más económica y puede reducirse a tamaños de escritorio.

Características de fusión selectiva del láser

Libertad geométrica
La libertad de geometría permite la producción de estructuras complejas que no pueden realizarse técnica o económicamente con métodos convencionales. Estos incluyen cortes, ya que pueden ocurrir en joyería o componentes técnicos.

Construcción ligera y biónica.
También es posible producir estructuras porosas abiertas, por lo que se pueden producir componentes ligeros mientras se mantiene la resistencia. El potencial de construcción ligera se considera una ventaja muy importante del proceso. Una plantilla biónica de la naturaleza es la estructura porosa de los huesos. En general, los enfoques biónicos desempeñan un papel cada vez más importante en el aspecto constructivo.

Rediseño y enfoque One Shot.
En comparación con las piezas fundidas o fresadas clásicas, que a menudo se ensamblan para formar un ensamblaje, es posible construir un ensamblaje completo o al menos muchas piezas individuales en una sola toma (técnica de una sola toma). El número de componentes en un conjunto tiende a disminuir. Se habla entonces de un rediseño de la construcción anterior. El componente generador se puede instalar más fácilmente y, por lo tanto, el esfuerzo de montaje se reduce generalmente.

Construcción mixta / construcción híbrida
Bajo la construcción mixta / construcción híbrida en proceso de SLM se refiere a la producción de un componente fabricado parcialmente generativamente. Aquí, sobre una superficie plana de una primera área de componentes fabricada convencionalmente en el proceso subsiguiente de SLM, se construye una segunda área de componentes fabricada generativamente. La ventaja de la construcción híbrida es que el volumen de construcción que se producirá mediante el proceso SLM se puede reducir considerablemente y las geometrías simples se pueden construir de manera convencional, con áreas geométricamente más exigentes a través del proceso SLM. Por lo tanto, el tiempo de construcción y los costos para el material de polvo metálico se reducen debido al menor volumen para el área de componentes de proceso fabricado por SLM.

Prototipos y artículos únicos.
Los procesos moldeados requieren cierto tamaño de lote para transferir el costo de los moldes al costo unitario. El proceso de SLM elimina estas limitaciones: es posible producir muestras o prototipos de manera oportuna. Además, pueden surgir piezas muy individuales como únicas, ya que se requieren para dentaduras postizas, implantes, elementos de reloj o joyas. Una característica especial es la producción simultánea de artículos únicos en un espacio (por ejemplo, implantes dentales, implantes de cadera o elementos de soporte de columna vertebral). Se hace posible diseñar y fabricar componentes individualizados especialmente para el paciente.

Densidades selectivas
En una pieza convencional de fresado o torneado, la densidad de la pieza siempre se distribuye de manera uniforme. Con una parte fundida por láser se puede variar. Ciertas áreas de un componente pueden ser rígidas y otras pueden aplicarse elásticamente, por ejemplo, con una estructura de panal (principios biónicos), los requisitos de los componentes pueden ser mucho más creativos en comparación con las técnicas convencionales.

integración de funciones
Cuanto mayor es la complejidad, mejor entra en juego un proceso generativo. Las funciones pueden integrarse (por ejemplo, con canales de control de temperatura o inyectores de aire o la parte que recibe una función de bisagra o instrumentos sensoriales integrados en el componente). Los componentes de valor así incrementado son más eficientes que los componentes fabricados convencionalmente.

«Tecnología verde»
Los aspectos ambientales, como el bajo consumo de energía en la operación de una planta y la conservación de los recursos (se utiliza exactamente el material utilizado / sin desperdicios) son características elementales de la fusión por láser. Tampoco hay emisiones de aceite o refrigerante, como todavía se encuentra a menudo en la tecnología de las máquinas hoy en día. Incluso el calor residual puede ser utilizado. Un láser de 1.000 W emite aprox. 4 kW de calor, que pueden ser utilizados por los servicios del edificio en un circuito de refrigeración por agua. Las técnicas convencionales se están considerando cada vez más con sus desventajas en términos de sostenibilidad. La fusión con láser también significa una contribución a la reducción de las emisiones de CO₂ en los cuatro aspectos especiales de construcción ligera, producción sin herramientas, producción descentralizada y «bajo demanda». Es la combinación de conservación de recursos combinada con altos estándares de eficiencia y calidad. La fabricación generativa puede servir a estas tendencias.

Producción bajo demanda
Un aspecto esencial de la fusión con láser es la producción temporal y local, según sea necesario. Esto puede cambiar mucho los conceptos de logística (por ejemplo, en los fabricantes de aviones), ya que las piezas de repuesto ya no necesitan ser almacenadas, pero se pueden imprimir si es necesario. Además, se puede reducir los tiempos de inspección de las aeronaves en una producción bajo demanda.

uso reducido de material
Especialmente en comparación con el fresado de una parte completa del menor uso del material es sorprendente. Se supone que, en promedio, se consume el peso del componente puro y aproximadamente el 10% del material para las estructuras de soporte (estas son las estructuras de soporte necesarias para la construcción).

Materiales
Muchas máquinas de fusión por láser selectivo (SLM) funcionan con un espacio de trabajo de hasta 400 mm (15.748 pulg.) En X e Y y pueden alcanzar hasta 400 mm (15.748 pulg.) Z. Algunos de los materiales que se utilizan en este proceso pueden incluir Cobre, aluminio, acero inoxidable, acero para herramientas, cromo cobalto, titanio y tungsteno. Para que el material se utilice en el proceso, debe existir en forma atomizada (en forma de polvo). Las aleaciones actualmente disponibles que se utilizan en el proceso incluyen acero inoxidable 17-4 y 15-5, acero de marcado, cromo cobalto, inconel 625 y 718, aluminio AlSi10Mg y titanio Ti6Al4V.

Los materiales utilizados para la fusión selectiva por láser suelen ser materiales estándar que no contienen aglutinantes. Los fabricantes de máquinas y sus socios de materiales certifican los materiales de la serie para los usuarios (por ejemplo, para tecnología dental o aplicaciones médicas de acuerdo con las directivas de la UE y la Ley de responsabilidad del producto).

Los materiales de la serie se convierten por atomización en forma de polvo. Esto crea partículas esféricas. El diámetro mínimo y máximo de las partículas utilizadas se selecciona en función del espesor de la capa utilizada y la calidad del componente que se desea alcanzar. Todos los materiales en polvo son 100% reutilizables para procesos de construcción posteriores. No es necesario refrescarse con material no utilizado.

El consumo de material es id. R. calculado de la siguiente manera: peso del componente + 10% (la sobrecarga del 10% es causada por la estructura de soporte, que debe separarse del componente después del proceso de fabricación).

Los materiales utilizados son por ejemplo:
Acero inoxidable
Herramienta de acero
Aluminio y aleaciones de aluminio.
Titanio y aleaciones de titanio.
Aleaciones de cromo-cobalto-molibdeno
Aleaciones de bronce
Aleaciones de metales preciosos
Aleaciones a base de níquel.
Aleaciones de cobre
Cerámica

Aplicaciones
Los tipos de aplicaciones más adecuados para el proceso de fusión por láser selectivo son geometrías y estructuras complejas con paredes delgadas y huecos o canales ocultos, por una parte, o tamaños de lotes bajos, por otra. Se puede obtener ventaja cuando se producen formas híbridas donde se pueden producir juntas geometrías sólidas y parcialmente formadas o de tipo reticular para crear un solo objeto, como un vástago de la cadera o una copa acetabular u otro implante ortopédico en el que la geometría de la superficie mejora la oseointegración. Gran parte del trabajo pionero con tecnologías de fusión por láser selectivas se realiza en piezas ligeras para la industria aeroespacial en las que las restricciones de fabricación tradicionales, como las herramientas y el acceso físico a las superficies para el mecanizado, restringen el diseño de los componentes. El SLM permite que las piezas se construyan de forma aditiva para formar componentes de forma neta en lugar de eliminar el material de desecho.

El proceso puede ser utilizado en muchas industrias. Éstas incluyen:

Aeroespacial
Ingeniería automotriz
Tecnología dental (prótesis dentales, implantes).
Tecnología médica (dispositivos médicos, endoscopia, implantes u ortopedia)
Ingeniería mecánica
Construcción de máquinas-herramienta (ej. Taladros de precisión y precisión)
Construcción de la herramienta (por ejemplo, inserciones para el control de la temperatura cerca del contorno)
Productos de estilo de vida, como joyas, moda, zapatos o relojes.
Construcción de prototipos, tales como: prototipado rápido
Componentes ligeros de diseño biónico (componentes técnicos que imitan la estructura ósea, por ejemplo)
Pequeñas series para carreras (automovilismo y moto deportiva).
Componentes técnicos de metal.

Las técnicas de fabricación tradicionales tienen un costo de instalación relativamente alto (por ejemplo, para crear un molde). Si bien el SLM tiene un alto costo por pieza (principalmente porque requiere mucho tiempo), es aconsejable que solo se produzcan muy pocas piezas. Este es el caso, por ejemplo, para piezas de repuesto de máquinas antiguas (como automóviles antiguos) o productos individuales como implantes.

Las pruebas realizadas por el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA, que está experimentando con la técnica para fabricar algunas partes difíciles de fabricar a partir de aleaciones de níquel para los motores de cohetes J-2X y RS-25, muestran que las partes difíciles de fabricar con esta técnica son algo Más débil que las piezas forjadas y fresadas, pero a menudo evita la necesidad de soldaduras que son puntos débiles.

Esta tecnología se utiliza para fabricar piezas directas para una variedad de industrias, incluyendo la industria aeroespacial, dental, médica y otras industrias que tienen piezas de tamaño pequeño a mediano, altamente complejas y la industria de herramientas para hacer insertos de herramientas directas. DMLS es una tecnología muy rentable y rentable. La tecnología se utiliza tanto para la creación rápida de prototipos, ya que reduce el tiempo de desarrollo de nuevos productos, y la fabricación de producción como un método de ahorro de costos para simplificar los ensamblajes y las geometrías complejas. Con una envoltura de construcción típica (por ejemplo, para EOSINT M280 de EOS) de 250 x 250 x 325 mm, y la capacidad de «crecer» varias partes a la vez,

La Universidad Politécnica del Noroeste de China está utilizando un sistema similar para construir piezas estructurales de titanio para aviones. Un estudio de EADS muestra que el uso del proceso reduciría los materiales y los desperdicios en aplicaciones aeroespaciales.

El 5 de septiembre de 2013, Elon Musk tuiteó una imagen de la cámara del motor de cohete SuperDraco con refrigeración regenerativa de SpaceX emergiendo de una impresora de metal EOS 3D, observando que estaba compuesta de la superaleación Inconel. En una jugada sorpresa, SpaceX anunció en mayo de 2014 que la versión de SuperDraco con calificación de vuelo está totalmente impresa y es el primer motor de cohete completamente impreso. Usando Inconel, una aleación de níquel y hierro, fabricada adicionalmente mediante sinterización láser de metal directo, el motor opera a una presión de la cámara de 6,900 kilopascales (1,000 psi) a una temperatura muy alta. Los motores están contenidos en una góndola protectora impresa, también impresa en DMLS, para evitar la propagación de fallas en caso de una falla del motor. El motor completó una prueba de calificación completa en mayo de 2014, y está programado para realizar su primer vuelo espacial orbital en abril de 2018.

La capacidad de imprimir en 3D las partes complejas fue clave para lograr el objetivo de baja masa del motor. Según Elon Musk, «es un motor muy complejo y fue muy difícil configurar todos los canales de enfriamiento, el cabezal del inyector y el mecanismo de estrangulamiento. Poder imprimir aleaciones avanzadas de muy alta resistencia … fue crucial para poder para crear el motor SuperDraco como es «. El proceso de impresión 3D para el motor SuperDraco reduce drásticamente el tiempo de espera en comparación con las piezas fundidas tradicionales, y «tiene una resistencia, ductilidad y resistencia a la fractura superiores, con una menor variabilidad en las propiedades de los materiales».

Aplicaciones industriales
Aeroespacial: conductos de aire, accesorios o montajes que contienen instrumentos aeronáuticos específicos, el sinterizado por láser satisface las necesidades de la industria aeroespacial comercial y militar.
Fabricación: la sinterización por láser puede servir a nichos de mercado con bajos volúmenes a costos competitivos. La sinterización por láser es independiente de las economías de escala, esto lo libera de centrarse en la optimización del tamaño de lote.
Médico – Los dispositivos médicos son productos complejos de alto valor. Tienen que cumplir exactamente los requisitos del cliente. Estos requisitos no solo se derivan de las preferencias personales del operador: los requisitos legales o las normas que difieren ampliamente entre regiones también deben cumplirse. Esto conduce a una multitud de variedades y por lo tanto pequeños volúmenes de las variantes ofrecidas.
Creación de prototipos: la sinterización por láser puede ayudar al hacer que el diseño y los prototipos funcionales estén disponibles. Como resultado, las pruebas funcionales se pueden iniciar de forma rápida y flexible. Al mismo tiempo, estos prototipos se pueden utilizar para evaluar la aceptación potencial del cliente.
Herramientas: el proceso directo elimina la generación de trayectorias de herramientas y múltiples procesos de mecanizado, como el EDM. Los insertos para herramientas se construyen durante la noche o incluso en pocas horas. También se puede utilizar la libertad de diseño para optimizar el rendimiento de la herramienta, por ejemplo, integrando canales de enfriamiento conformes en la herramienta.

Otras aplicaciones
Piezas con cavidades, socavaduras, ángulos de tiro.
Modelos de ajuste, forma y función.
Herramientas, accesorios y plantillas
Canales de enfriamiento conformes.
Rotores e impulsores
Bracketing complejo

Potencial
La fusión selectiva por láser o la fabricación aditiva, a veces conocida como fabricación rápida o creación rápida de prototipos, está en su infancia con relativamente pocos usuarios en comparación con los métodos convencionales, como el mecanizado, la fundición o la forja de metales, aunque aquellos que utilizan la tecnología son altamente competentes. . Como cualquier proceso o método, la fusión por láser selectiva debe ser adecuada para la tarea en cuestión. Mercados como la ortopedia médica o aeroespacial han estado evaluando la tecnología como un proceso de fabricación. Las barreras de aceptación son altas y los problemas de cumplimiento resultan en largos períodos de certificación y calificación. Esto se demuestra por la falta de estándares internacionales completamente formados para medir el rendimiento de los sistemas de la competencia. El estándar en cuestión es la terminología estándar ASTM F2792-10 para tecnologías de fabricación aditiva.

Diferencia con la sinterización selectiva por láser (SLS)
El uso de SLS se refiere al proceso que se aplica a una variedad de materiales como plásticos, vidrio y cerámica, así como a metales. Lo que diferencia a SLS de otros procesos de impresión 3D es la falta de capacidad para fundir completamente el polvo, en lugar de calentarlo hasta un punto específico donde los granos de polvo pueden fusionarse, lo que permite controlar la porosidad del material. Por otro lado, SLM puede ir un paso más allá de SLS, al usar el láser para fundir completamente el metal, lo que significa que el polvo no se está fusionando, sino que se licúa lo suficiente como para fundir los granos en una parte homogénea. Por lo tanto, el SLM puede producir piezas más fuertes debido a la reducción de la porosidad y al mayor control sobre la estructura cristalina, lo que ayuda a prevenir el fallo de la pieza. Sin embargo, SLM solo es factible cuando se utiliza un solo polvo metálico.

Beneficios
DMLS tiene muchos beneficios sobre las técnicas de fabricación tradicionales. La capacidad de producir rápidamente una pieza única es la más obvia porque no se requieren herramientas especiales y las piezas se pueden construir en cuestión de horas. Además, DMLS permite realizar pruebas más rigurosas de prototipos. Dado que DMLS puede usar la mayoría de las aleaciones, los prototipos ahora pueden ser hardware funcional hecho del mismo material que los componentes de producción.

DMLS es también una de las pocas tecnologías de fabricación aditiva utilizadas en la producción. Dado que los componentes se construyen capa por capa, es posible diseñar características internas y pasajes que no podrían ser moldeados o mecanizados de otra manera. Las geometrías complejas y los ensamblajes con múltiples componentes se pueden simplificar a menos piezas con un ensamblaje más económico. DMLS no requiere herramientas especiales como piezas de fundición, por lo que es conveniente para ejecuciones cortas de producción.

Restricciones
Los aspectos de tamaño, detalles de las características y acabado de la superficie, así como el error de impresión en el eje Z pueden ser factores que deben considerarse antes del uso de la tecnología. Sin embargo, al planificar la construcción en la máquina donde la mayoría de las funciones están integradas en los ejes x e y según se establece el material, las tolerancias de las funciones se pueden administrar bien. Las superficies generalmente tienen que ser pulidas para lograr espejos o acabados extremadamente suaves.

Para herramientas de producción, la densidad del material de una pieza terminada o inserto debe abordarse antes de su uso. Por ejemplo, en las inserciones de moldeo por inyección, cualquier imperfección de la superficie causará imperfecciones en la pieza de plástico, y las inserciones deberán coincidir con la base del molde con la temperatura y las superficies para evitar problemas.

Independientemente del sistema de material utilizado, el proceso DMLS deja un acabado de superficie granulada debido al «tamaño de partícula del polvo, la secuencia de construcción por capas y [la dispersión del polvo metálico antes de la sinterización por el mecanismo de distribución del polvo».

La eliminación de la estructura de soporte metálico y el procesamiento posterior de la pieza generada pueden llevar mucho tiempo y requieren el uso de máquinas de mecanizado, EDM y / o rectificadoras que tengan el mismo nivel de precisión que la máquina RP.

El pulido con láser por medio de la fusión superficial superficial de las piezas producidas por DMLS puede reducir la rugosidad de la superficie mediante el uso de un rayo láser de movimiento rápido que proporciona «suficiente energía calorífica para causar la fusión de los picos de la superficie. La masa fundida fluye hacia la superficie Valles por tensión superficial, gravedad y presión láser, disminuyendo así la rugosidad «.

Al usar máquinas de creación rápida de prototipos, los archivos .stl, que no incluyen nada más que datos de malla sin procesar en binarios (generados desde Solid Works, CATIA u otros programas CAD importantes) necesitan una conversión adicional a los archivos.cli & .sli (el formato requerido para máquinas no estereolitográficas). El software converts.stl file to.sli files, al igual que con el resto del proceso, puede haber costos asociados con este paso.

Componentes de la máquina
Los componentes típicos de una máquina DMLS incluyen: un láser, rodillo, pistón de sinterización, placa de construcción extraíble, polvo de suministro, pistón de suministro y óptica y espejos.