¿Qué tipo de láser se utiliza en la sinterización selectiva por láser?

En el proceso de sinterización selectiva por láser, un láser dinámico utiliza partículas de polvo de polímero, vidrio o cerámica para crear un modelo tridimensional. A medida que su empresa aprovecha esta asombrosa tecnología, es posible que se pregunte si el tipo de láser es importante.

Al convertir diseños digitales en modelos 3D, la sinterización selectiva por láser utiliza un láser de CO2. El láser de CO2 funciona mejor con el polvo de polímero ya que el polvo absorbe el láser en lugar de rebotar en el polvo. Otro tipo de láser refleja o rebota en el polvo y pierde potencia.

La clave para el éxito continuo de la sinterización selectiva por láser es garantizar que el láser proporcione la cantidad adecuada de energía en el momento justo. Este artículo abordará la importancia del láser de CO2 para la sinterización selectiva por láser.

Cómo funciona la sinterización selectiva por láser

Usada durante mucho tiempo en aplicaciones de ingeniería y fabricación, la sinterización selectiva por láser (SLS) se ha expandido a innumerables usos en medicina, fabricación personalizada, prototipos y otros campos. Comprender el proceso ayuda a ver dónde este uso del modelado 3D ayudará a su empresa a lograr más.

Las impresoras de sinterización láser selectiva utilizan los componentes anteriores. Donde una impresora difiera será en el tamaño de la construcción, el control de temperatura, la deposición de capas, la dosificación de polvo y la complejidad del modelo.

El impresor debe mantener un estrecho control del proceso para evitar tensiones, deformaciones y distorsiones producidas por el calor.

El nailon es el material más utilizado en la sinterización selectiva por láser, ya que produce un conjunto complejo rígido y duradero que resiste bien la prueba del tiempo.

Aquí hay un video para ayudarlo a visualizar la operación de modelado 3D:

Cada parte comienza como un diseño digital. La computadora le dice al láser qué imprimir, y el láser realiza la tarea usando pulsos de alta potencia.

La impresión SLS es la tecnología de fabricación aditiva más acelerada para crear prototipos y piezas de uso final duraderos y efectivos.

Impresión

Estos son los pasos en el proceso de impresión:

  • Polvo dentro de la máquina: El polvo específico se asienta sobre una superficie plana dentro de la máquina de impresión dentro de la máquina de impresión. La superficie calienta el polvo justo por debajo del punto de fusión.
  • Escaneo láser: el láser escanea una parte del modelo 3D. Al calentar más las partículas, el láser combina las partículas en un todo que refleja el modelo.
  • Cámara de construcción: una vez que se completa una parte, la plataforma baja para permitir que la siguiente plataforma se posicione en el proceso de construcción. Esto sucede una y otra vez hasta que la impresora termina todo el modelo.
  • Enfriamiento

    El modelo debe permanecer en la cámara de construcción hasta que se enfríe. Una vez que el modelo aparece fuera de la máquina, debe enfriarse más hasta que no haya peligro de que se deforme o se doble.

    Postprocesamiento

    Una vez que estén fuera de la cámara de construcción y enfriados, debe limpiar las piezas finales. El polvo adicional puede volver a la máquina para su reutilización.

    Por qué el láser de CO2 es superior

    Muchos fabricantes y empresas prefieren que el láser de CO2 esté en sus impresoras de alta resolución por varias razones. Estos son:

    • La impresora de CO2 es menos costosa que otras impresoras como Ex Fibers.
    • La impresora de CO2 funciona mejor con polvos de polímero.
    • El patrón pulsante de este láser permite que el polvo absorba el láser.
    • El láser no rebota en el polvo, hay una ligera pérdida de potencia.
    • El láser de CO2 funciona al 100 % de potencia, lo que reduce el tiempo de producción.
    • Puede cambiar el diámetro del rayo láser en el proceso de producción.
    • La máquina de impresión láser CO2 es ideal para crear una pequeña cantidad de prototipos.

    ¿Se pueden utilizar otros láseres para la sinterización selectiva por láser?

    Puede utilizar otro tipo de láser que no sea CO2. El proceso de sinterización selectiva por láser llevará más tiempo, pero aun así produce un modelo satisfactorio.

    • Nd: YAG, que significa granate de itrio y aluminio dopado con neodimio: este láser utiliza una corriente eléctrica en forma de diodo láser. Los encontrarás en centros de oncología para eliminar el cáncer de piel, oftalmología para la eliminación de cataratas, podología para tratar hongos y para muchas aplicaciones en dermatología.
    • Sinterización directa de metal por láser: la sinterización directa de metal por láser también se conoce como sinterización selectiva por láser. La sinterización directa de metal por láser tiene muchas aplicaciones en la industria automotriz y otras industrias manufactureras donde se necesita la producción en masa de piezas metálicas. Una ventaja es que este tipo de láser permite mezclar metal y plástico con éxito.
    • Er: YAG utiliza el medio láser granate de itrio y aluminio dopado con erbio. El Er:YAG descarga luz de alta energía para matar las células enfermas. Este láser es a menudo parte de una práctica dermatológica.

    Aplicaciones de la sinterización selectiva por láser

    prótesis

    Históricamente, al formar una prótesis, el fabricante usaba cera o arcilla. La sinterización selectiva por láser no solo acelera el proceso, sino que produce un prototipo muy preciso.

    Medicamentos Personalizados

    La FDA ha aprobado un medicamento llamado Spritam para su uso en humanos. Producida íntegramente con SLS, la medicina personalizada no contiene disolventes, tiene un posprocesamiento mínimo y utiliza polímeros aprobados para tal uso.

    filtros

    SLS tiene el potencial de uso en vidrio de borosilicato para producir filtros para aplicaciones comerciales. Este proceso puede variar la porosidad y la densidad mucho más rápidamente que los métodos tradicionales.

    Huesos

    SLS produce huesos con precisión anatómicamente sólida. Esta aplicación específica fue para un hueso temporal humano, pero existe la extensión para modelar otros huesos con precisión.

    Ingeniería de tejidos

    La ingeniería de tejidos utiliza SLS para crear andamios tridimensionales temporales que guían el crecimiento celular. SLS ofrece una ventaja sobre los métodos tradicionales, ya que pueden crear micro y macroestructuras complicadas rápidamente.

    Desventajas de la sinterización selectiva por láser

    Las desventajas de la sinterización selectiva por láser son las máquinas costosas, el enfriamiento a veces lleva tanto tiempo como la impresión y, en ocasiones, las piezas tienen superficies granulosas.

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    Conclusión

    Si bien la sinterización selectiva por láser se ha utilizado tradicionalmente en contextos de fabricación a gran escala, la llegada de impresoras más pequeñas que ofrecen capacidades SLS ha ampliado el campo. SLS ofrece alta productividad, amplias oportunidades de diseño y productos finales probados.

    La externalización de este proceso a otras empresas suele dar lugar a plazos de entrega lentos y a un coste considerable. Aunque una impresora SLS es una inversión significativa, la velocidad y la precisión con la que produce productos finales pueden hacer que el proceso de sinterización selectiva por láser valga la pena.

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