Обзор SLS-принтеров

SLS (selective laser sintering) — выборочное лазерное спекание, это совершенно новая технология на рынке компактного 3D-фарбинга, поскольку раньше она применялась только в промышленных масштабах.

Суть технологии – в нагреве лучом лазера материала, который наносится послойно в виде порошка. Частицы порошка спекаются под действием высокой температуры и образуют единое целое.

SLS 3D-принтеры выгодно отличаются от 3D-принтеров применяющих другие технологии объёмной печати. В частности, SLS превосходит самые распространённые FDM 3D-принтеры в скорости печати и разрешении, которое у SLS ограничено только диаметром лазерного луча и размером частиц порошка, тогда как у FDM прочно привязано к размеру сопла экструдера.

Почему это интересно?

Изделия, которые создаются с помощью SLS, обладают большей детализацией, повышенной прочностью, требуют намного меньшей пост-обработки или не требуют таковой вовсе, в зависимости от их назначения. При создании трёхмерных объектов доступны различные материалы, множество которых представлено на рынке в виде подходящего для этих целей порошка.

Ещё одно преимущество этой технологии – более удобное проектирование, во время которого не нужно предусматривать лишних деталей для поддержки модели во время построения и есть возможность создавать сложные объекты: не связанные друг с другом элементы, например – движущиеся детали, одна внутри другой, и функционирующие механизмы.

Где всё это было раньше?

Раньше эта технология применялась только в профессиональной сфере, потому, что требовалось сложное в установке и настройке оборудование, которое и размеров было немаленьких, и стоило соответственно, и мощностей электросети требовало далеко не бытовых, и не могло функционировать без постоянного квалифицированного обслуживания.

Теперь появились серийные модели, адаптированные для применения, в том числе, и непрофессионалами. Да и стоят они уже не таких баснословных денег, во-первых, за счёт минимизации размеров, во-вторых – потому, что патентные ограничения на применение многих технологий наконец закончились.

Так, например: молодой изобретатель Лукас Хоппе из немецкого города Бремен, начавший собирать свой You-SLS более года назад и создавший проект по этому аппарату на IndieGoGo, утверждает, что разработанный им 3D-принтер будет стоить всего около двух тысяч евро, обладая при этом всеми основными функциями и особенностями промышленного SLS-принтера.

Добивается этого Лукас проверенным способом – использованием максимального количества общедоступных типовых компонентов и свободного ПО. Так, управление агрегатом осуществляют очень распространённые и популярные в среде любителей электроники платы Arduino и Ramps, а дорогостоящие промышленные лазеры заменены парой двухваттных, с длиной волны 445 нанометров, типа тех, что используются в Blu-Ray проигрывателях. Этого удалось достичь благодаря тому, что объектная камера аппарата имеет собственный подогрев, и лазерам надо добрать лишь 10 градусов разницы до температуры плавления рабочего материала.

Эта же система подогрева решает и другую проблему, с которой сталкивались разработчики таких принтеров – она предотвращает деформацию изделия в процессе печати.

Высокие температуры могли бы стать проблемой для работы лазеров и электроники, но эта сложность была изящно решена тем, что горячая и холодная части принтера находятся в двух отдельных корпусах, закреплённых один на другом.

Внешние размеры You-SLS – 90 х 50 х 55 см, а размеры печатаемого объекта достигают 20х15х10 см.

Компания Sinterit, основанная выходцами из Google Paul Szczurekis и Konrad Głowackiis в сотрудничестве с молодым инженером Mike Grzymała Moszczyński, представила публике доступный и компактный SLS 3D-принтер Sinterit Lisa, выполненный в лучших традициях промышленного дизайна, стоимостью от $8000.

Печатающая головка Sinterit Lisa оснащена лазером мощностью 5 Вт, запекающей слои от 0,06 до 0,15 мм, неразличимые невооруженным глазом. Размер создаваемых изделий – до 13x17x13 сантиметров, скорость печати – 15 мм/час. Надо иметь в виду, что это вертикальная скорость, при которой в рабочей области может создаваться несколько объектов – на сколько хватит места.

Размеры самого аппарата — 65 х 55 х 40 см, что совсем немного, по сравнению с промышленными образцами.

Похожие, хоть и не совсем такие же, характеристики у швейцарского Sintratec Kit стоимостью 4999 евро.

Как и его «коллеги по цеху», Sintratec стартовал на краудфандинговых платформах, и сейчас уже вышел в серийное производство. Как и предыдущий экземпляр, этот аппарат позиционируется как настольный, имеет соответствующий дизайн и размеры. Он даже немного компактнее представленного выше Sinterit: всего 55 х 53 х 36 сантиметров, против 65 х 55 х 40 у того.

Конструкция включает в себя 500-ваттные оптические нагреватели, тепловую катушку на 1200 Вт и лазерную головку мощностью 2300 микроватт, работающую со скоростью от 70 мм/сек.

Размер напечатанных объектов – до 11 х 11 х 11 см.

Также Sintratec выпускает модель S1. Данная модель имеет область печати 150 x 150 x 200 мм и производит детали высокого разрешения, прочности и термоустойчивости. 3D принтер является достаточно компактным и готов к эскплуатации сразу после покупки. Запуск в серию ожидается в первой половине 2016 года.

Перспективы

Перспективы применения SLS широчайшие, чему способствуют впечатляющие технические характеристики самих принтеров и, соответственно, того, что они делают.
Для бизнеса это просто золотая жила:

прототипирование, например – для дизайнеров и производителей аксессуаров;
создание сувениров любой формы – брелоки, фоторамки, фигурки, 3D-портреты, что угодно;
конечные функциональные объекты;
мастер-модели для литья пластмасс в силикон

В личном использовании SLS 3D принтер открывает почти безграничные возможности для творчества, всего и не опишешь в такой короткой статье. Особенно понравится такой чудо-аппарат инженерам и изобретателям, которые получат возможность увидеть, потрогать руками и испробовать в действии любую свою идею.

Появление серийно производимых и компактных SLS 3D-принтеров в свободной продаже – большой шаг навстречу свободе самовыражения.