1, Περιορισμοί υλικού
Επί του παρόντος είναι κυρίως κατάλληλα για μεταλλικά υλικά όπως ανοξείδωτο χάλυβα, κράματα τιτανίου, κράματα αλουμινίου κ.λπ., τα πιθανά είδη υλικών για την τεχνολογία SLM είναι κάπως περιορισμένα. Η τεχνολογία SLM έχει σήμερα μεγάλους περιορισμούς για τη χρήση μη μεταλλικών υλικών. Αυτό σχετίζεται κυρίως με τις μοναδικές ιδιότητες της τεχνολογίας χύτευσης SLM, όπου ορισμένα υλικά είναι επιρρεπή σε ρωγμές, στρέβλωση και άλλα προβλήματα κατά την επεξεργασία, περιορίζοντας έτσι το εύρος των υλικών που μπορούν να χειριστούν. Επιπλέον, η υψηλή καθαρότητα των πρώτων υλών είναι απαραίτητη για τη χύτευση SLM προκειμένου να μειωθεί η επίδραση των ρύπων στη διαδικασία χύτευσης. Τα υλικά υψηλής καθαρότητας έχουν κάπως υψηλό κόστος απόκτησης, γεγονός που αυξάνει το κόστος κατασκευής.
Για ορισμένα υλικά με μοναδικές ιδιότητες ή αρχιτεκτονικές, όπως σύνθετα υλικά, νανοϋλικά κ.λπ., η τεχνολογία χύτευσης SLM έχει αρκετά σημαντικές δυσκολίες επεξεργασίας. Για να επιτευχθεί αποτελεσματική χύτευση, αυτά τα μοναδικά υλικά χρειάζονται μερικές φορές επεξεργασία υπό ορισμένες συνθήκες διεργασίας. Κατά συνέπεια, οι τροποποιήσεις της διαδικασίας και οι τεχνικές πρόοδοι που βασίζονται στις ιδιότητες αυτών των μοναδικών υλικών έχουν γίνει κύριος στόχος για την πρόοδο της τεχνολογίας SLM.
2, Ανεπαρκής μηχανική απόδοση
Παρόλο που η τεχνολογία SLM παράγει μεταλλικά μέρη με υψηλή πυκνότητα και ανώτερους δείκτες μηχανικής απόδοσης, τέτοια αντοχή σε εφελκυσμό από τα χυτά, και μπορεί να φτάσει ακόμη και το επίπεδο σφυρηλάτησης, οι μηχανικές τους ιδιότητες εξακολουθούν να έχουν ελαττώματα. Τα χαρακτηριστικά της διαδικασίας καλουπώματος SLM θα μπορούσαν να προκαλέσουν διακυμάνσεις στην πυκνότητα των εξαρτημάτων σε διάφορες κατευθύνσεις, προκαλώντας επομένως ανομοιόμορφες μηχανικές ιδιότητες. Ορισμένα μέρη του κατεργαζόμενου τεμαχίου ενδέχεται να περιέχουν πόρους και μη λιωμένη σκόνη σε όλη τη διαδικασία κατασκευής λόγω των χαρακτηριστικών της σκόνης και της κατανομής ενέργειας της δέσμης λέιζερ, η οποία μπορεί να επηρεάσει την πυκνότητα και τις μηχανικές ιδιότητες.
Επιπλέον, η θερμική καταπόνηση που παράγεται από τη γρήγορη τήξη και ψύξη κατά τη χύτευση SLM θα μπορούσε να προκαλέσει παραμόρφωση εξαρτήματος ή θραύση. Επιπλέον, επηρεάζοντας τα μηχανικά χαρακτηριστικά του εξαρτήματος θα μπορούσε να είναι η υπολειπόμενη τάση στο εσωτερικό του, μειώνοντας έτσι την αντοχή στη διάβρωση και την αντοχή σε κόπωση. Οι μηχανικές ιδιότητες των εξαρτημάτων μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με στοιχεία όπως οι παράμετροι της διαδικασίας χύτευσης SLM, τα υλικά σε σκόνη και η μετεπεξεργασία. Παραδείγματα τέτοιων παραλλαγών είναι η σκληρότητα, η αντοχή σε εφελκυσμό και η αντοχή σε θλίψη. Οι διακυμάνσεις σε αυτή τη μηχανική απόδοση θα μπορούσαν να περιορίσουν τη χρήση της τεχνολογίας SLM σε ορισμένες εφαρμογές υψηλής ακρίβειας ή υψηλής αξιοπιστίας.
3, Ζητήματα ακρίβειας επεξεργασίας
Δεδομένου ότι η τεχνολογία SLM έχει αρκετά χαμηλή ακρίβεια διαστάσεων, η επίτευξη του επιπέδου μικρομέτρου είναι πρόκληση. Αυτό προέρχεται κυρίως από τις δυσκολίες στην ακριβή διαχείριση της τήξης, της στερεοποίησης και της συρρίκνωσης της μεταλλικής σκόνης κατά τη διαδικασία χύτευσης, δημιουργώντας έτσι ασταθείς διαστάσεις των χυτευμένων τεμαχίων. Συνήθως, η μετα-επεξεργασία όπως λείανση, στίλβωση κ.λπ. είναι απαραίτητη για να αυξηθεί η ακρίβεια διαστάσεων των χυτευμένων εξαρτημάτων. Αυτές οι τεχνικές επεξεργασίας, εν τω μεταξύ, ενδέχεται να επηρεάσουν τις μηχανικές ιδιότητες και την ποιότητα της επιφάνειας των χυτευμένων εξαρτημάτων.
Επιπλέον, ζωτικής σημασίας για την ακρίβεια κατεργασίας της διαδικασίας χύτευσης SLM είναι η αρκετά υψηλή τραχύτητα της επιφάνειας. Ο έλεγχος της τραχύτητας της επιφάνειας σε χαμηλό επίπεδο είναι δύσκολος στη σκόνη μετάλλου λόγω των πολύπλοκων διαδικασιών τήξης, ροής και στερεοποίησης σε όλη τη διαδικασία διαμόρφωσης. Στην ακόλουθη χρήση χυτευμένων εξαρτημάτων, η κακή τραχύτητα της επιφάνειας θα μπορούσε να προκαλέσει συγκέντρωση τάσεων, διάβρωση και άλλα προβλήματα. Έτσι, μια σημαντική δυσκολία που αντιμετωπίζει η ανάπτυξη της τεχνολογίας SLM είναι πώς να μειωθεί η τραχύτητα της επιφάνειας και να αυξηθεί η ποιότητα της επιφάνειας των χυτευμένων εξαρτημάτων βελτιστοποιώντας τις παραμέτρους της διαδικασίας και τις διαδικασίες μετα-επεξεργασίας στη διαδικασία χύτευσης SLM.
4, Χαμηλή απόδοση παραγωγής
Μεγαλύτερος χρόνος χύτευσης και χειρότερη απόδοση παραγωγής προκύπτουν από τη στοίβαξη υλικού στρώμα προς στρώμα που απαιτείται από τη μέθοδο χύτευσης SLM. Οι τεχνικές χύτευσης SLM έχουν μικρότερη απόδοση παραγωγής, περισσότερους κύκλους παραγωγής και περισσότερα έξοδα από τις συμβατικές τεχνικές αφαιρετικής κατασκευής. Επιπλέον πολύπλοκη στη δομή και ακριβή στη συντήρηση είναι τα μηχανήματα χύτευσης SLM. Η βλάβη του εξοπλισμού θα μπορούσε να προκαλέσει παρατεταμένο χρόνο διακοπής λειτουργίας, επηρεάζοντας έτσι την πρόοδο της παραγωγής, αυξάνοντας το κόστος συντήρησης και δημιουργώντας έτσι κινδύνους παραγωγής.
Επιπλέον, περιορίζουν την παραγωγική απόδοση της τεχνολογίας SLM τα διαθέσιμα υλικά χύτευσης. Τα διαφορετικά υλικά έχουν διακριτές παραμέτρους επεξεργασίας και κριτήρια απόδοσης, τα οποία απαιτούν βελτιστοποίηση και προσαρμογή για κάθε υλικό, επεκτείνοντας έτσι τον χρόνο και το κόστος παραγωγής. Έτσι, ένα από τα κύρια προβλήματα που πρέπει να επιλυθεί στην εξέλιξη της τεχνολογίας SLM είναι πώς να αυξηθεί η παραγωγική απόδοση της τεχνολογίας SLM και να μειωθούν τα έξοδα κατασκευής.
5, Υψηλό κόστος
Τρεις βασικοί αντανακλάσεις του υψηλού κόστους της τεχνολογίας SLM είναι αυτές που σχετίζονται με το κόστος αγοράς εξοπλισμού, το κόστος των πρώτων υλών και το κόστος συντήρησης. Το κόστος κατασκευής του εξοπλισμού είναι κάπως σημαντικό στις εργασίες χύτευσης SLM, καθώς χρησιμοποιούνται λέιζερ υψηλής ακρίβειας και συστήματα σάρωσης εκεί. Ταυτόχρονα, η διαδικασία χύτευσης SLM στερείται οικονομιών κλίμακας και απαιτεί πολύ μικρό αριθμό εξοπλισμού, γεγονός που οδηγεί σε ακόμη περισσότερες αυξήσεις στις τιμές απόκτησης εξοπλισμού.
Συνήθως αποτελείται από κονιοποιημένα μέταλλα, η χύτευση SLM χρησιμοποιεί πρώτες ύλες με κάπως σημαντικά έξοδα προετοιμασίας και επεξεργασίας. Ο χαμηλός ρυθμός χρήσης των πρώτων υλών καθιστά αδύνατη την ανακύκλωση της υπολειμματικής σκόνης, αυξάνοντας έτσι το κόστος της πρώτης ύλης. Επιπλέον, η συχνή συντήρηση και συντήρηση του εξοπλισμού διαδικασίας χύτευσης SLM εγγυάται την κανονική απόδοση και τη διάρκεια ζωής του. Η μεγάλη πολυπλοκότητα της τεχνολογίας κάνει τα έξοδα συντήρησης και συντήρησης να είναι κάπως δαπανηρά.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-process.html