1, Матеріальні обмеження
В даний час це переважно підходить для металевих матеріалів, таких як нержавіюча сталь, титанові сплави, алюмінієві сплави тощо, можливі типи матеріалів для технології SLM дещо обмежені. Технологія SLM в даний час має великі обмеження щодо використання неметалевих матеріалів. Здебільшого це пов’язано з унікальними якостями технології формування SLM, завдяки якій деякі матеріали схильні до розтріскування, деформації та інших проблем під час обробки, що обмежує діапазон матеріалів, які можна використовувати. Крім того, висока чистота сировини необхідна для формування SLM, щоб зменшити вплив забруднень на процес формування. Матеріали високої чистоти мають дещо високі витрати на придбання, що ще більше підвищує витрати на виробництво.
Для деяких матеріалів з унікальними якостями або архітектурою, таких як композитні матеріали, наноматеріали тощо, технологія формування SLM має досить значні труднощі обробки. Для досягнення ефективного формування ці унікальні матеріали іноді потребують обробки за певних умов процесу. Отже, модифікації процесів і технічні досягнення, засновані на властивостях цих унікальних матеріалів, стали основним напрямком розвитку технології SLM.
2, Недостатні механічні характеристики
Незважаючи на те, що технологія SLM виробляє металеві деталі з високою щільністю та кращими показниками механічних характеристик, такими як міцність на розрив, ніж виливки, і навіть може досягати рівня поковок, їх механічні якості все ще мають недоліки. Особливості процесу формування SLM можуть спричинити коливання щільності деталей у кількох напрямках, що призведе до неоднакових механічних властивостей. Певні частини заготовки можуть містити пори та нерозплавлений порошок протягом усього процесу виробництва через особливості порошку та розподіл енергії лазерного променя, що може впливати на щільність і механічні властивості.
Крім того, термічна деформація, викликана швидким плавленням і охолодженням під час формування SLM, може спричинити деформацію або руйнування частини. Крім того, на механічні характеристики компонента може впливати залишкова напруга всередині нього, тим самим знижуючи стійкість до корозії та втомну міцність. Механічні властивості деталей можуть відрізнятися залежно від таких елементів, як параметри процесу формування SLM, порошкові матеріали та додаткова обробка; прикладами таких змін є твердість, міцність на розтяг і міцність на стиск. Коливання цієї механічної характеристики можуть обмежити використання технології SLM у деяких високоточних або високонадійних програмах.
3, Проблеми з точністю обробки
Оскільки технологія SLM має досить низьку точність розмірів, досягти мікрометричного рівня є складним завданням. Це здебільшого пов’язано з труднощами в точному управлінні плавленням, затвердінням і усадкою металевого порошку під час процесу формування, що призводить до нестабільності розмірів формованих деталей. Зазвичай для підвищення точності розмірів формованих деталей необхідна додаткова обробка, наприклад шліфування, полірування тощо. Тим часом ці технології обробки можуть впливати на механічні якості та якість поверхні формованих деталей.
Крім того, вирішальним для точності обробки процесу формування SLM є досить висока шорсткість поверхні. Контроль шорсткості поверхні на низькому рівні є складним для металевого порошку через його складні процеси плавлення, течії та затвердіння протягом усього процесу формування. У наступному використанні формованих деталей погана шорсткість поверхні може спричинити концентрацію напруги, корозію та інші проблеми. Таким чином, головною проблемою, що постає перед розвитком технології SLM, є те, як зменшити шорсткість поверхні та підвищити якість поверхні формованих деталей шляхом оптимізації параметрів процесу та процедур постобробки в процесі формування SLM.
4, Низька ефективність виробництва
Довший час формування та гірша ефективність виробництва випливають із укладання матеріалу шар за шаром, необхідного методом формування SLM. Методи формування SLM мають меншу ефективність виробництва, більше виробничих циклів і більші витрати, ніж звичайні субтрактивні методи виробництва. Крім того, складним за структурою та дорогим у обслуговуванні є обладнання для формування SLM. Поломка обладнання може призвести до тривалого простою, що вплине на хід виробництва, підвищить витрати на технічне обслуговування та створить виробничі ризики.
Крім того, обмежують ефективність виробництва технології SLM доступні формувальні матеріали. різні матеріали мають різні параметри обробки та критерії ефективності, які вимагають оптимізації та налаштування для кожного матеріалу, отже, збільшуючи час виробництва та вартість. Таким чином, однією з головних проблем, які необхідно вирішити в еволюції технології SLM, є те, як підвищити ефективність виробництва технології SLM і знизити витрати на виробництво.
5, Висока вартість
Три ключові відображення високої вартості технології SLM пов’язані з вартістю придбання обладнання, вартістю сировини та вартістю обслуговування. Виробнича вартість обладнання є дещо значною в операціях формування SLM, оскільки там використовуються високоточні лазери та системи сканування. Водночас, процес формування SLM не дає ефекту масштабу та потребує досить невеликої кількості обладнання, що ще більше підвищує ціни на придбання обладнання.
Формування SLM, як правило, складається з порошкових металів, використовує сировину з дещо значними витратами на підготовку та обробку. Низький рівень використання сировини робить неможливим переробку залишків порошку, що збільшує витрати на сировину. Крім того, часте технічне обслуговування та технічне обслуговування технологічного обладнання для формування SLM гарантує його нормальну роботу та термін служби. Велика складність технології призводить до того, що витрати на технічне обслуговування та утримання є дещо дорогими.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-process.html