ذوب لیزری انتخابی

ذوب لیزری انتخابی ( به انگلیسی: SLM ) ، که همچنین به اسم ذوب لیزر مستقیم فلز ( DMLM ) یا همجوشی بستر پودر لیزر ( LPBF ) شناخته می شود یک روش نمونه سازی سریع، چاپ سه بعدی و ساخت مواد افزودنی است که برای استفاده از لیزر توان بالا برای ذوب کردن پودرهای فلزی با یکدیگر طراحی شده است. [ ۱] [ ۲]
از نظر بسیاری از افراد سیستم ذوب لیزر انتخابی ( SLM ) زیر مجموعه سیستم پخت لیزر انتخابی ( SLS ) در نظر گرفته می شود. البته ذوب لیزری انتخابی قابلیت ذوب کردن کامل مواد فلزی را به یک قطعه سه بعدی جامد را بر خلاف پخت لیزر انتخابی دارا می باشد.
ذوب لیزری انتخابی یکی از چند فناوری چاپ سه بعدی است که در سال ۱۹۹۵ در مؤسسه ILT در اخن آلمان به همراه یک تحقیق شروع شد و منجر به ثبت طرح ILT SLM شد. این فرایند در تمام نقاط بسیار شبیه به سایر فرایندهای پخت لیزری انتخابی است و اغلب به عنوان یک فرایند SLM نیز در نظر گرفته می شود.
فرایند مشابه آن فرایند ذوب پرتو الکترونی ( EBM ) است که از پرتو الکترون به عنوان منبع انرژی استفاده می کند. [ ۳]
این تکنولوژی از آلیاژهای گوناگونی استفاده می کند. از آنجایی که اجزا به صورت لایه به لایه ساخته می شوند، می توان هندسه های آلی، ویژگی های داخلی و راه هایی ایجاد کرد که تولید آن ها با استفاده از روش ریخته گری یا تراش کاری ممکن نیست. این تکنولوژی فلزهایی با دوام و محکمی ایجاد می کند که محصول نهایی به اندازه مواد اولیه عملکرد دارند. [ ۴]
این فرایند با برش دادن داده های فایل سه بعدی CAD به لایه هایی شروع می شود که معمولاً از ۲۰ تا ۱۰۰ میکرومتر ضخامت دارند و از هر لایه یک تصویر دو بعدی ایجاد می کند. این فرایند با استفاده از STL که یک نوع فایل استاندارد صنعتی است که در اکثر فناوری های چاپ سه بعدی یا استریولیتوگرافی مبتنی بر لایه استفاده می شود، در یک بسته نرم افزاری آماده سازی فایل بارگذاری می شود که پارامترها و مقادیر مورد نیاز را تعیین می کند و اجازه می دهد تا فایل توسط انواع مختلف ماشین آلات تولید مواد، تفسیر و ساخته شود.
با استفاده از ذوب لیزر انتخابی لایه ای نازک از پودر فلزی با استفاده از یک مکانیسم پوشش روی صفحه ای که معمولاً فلزی است، به طور مساوی توزیع می شوند و با حرکت در جهت محور Z این امر برای لایه های دیگر نیز انجام می شود. این عملیات در داخل محفظه ای انجام می شود که حاوی جوی است که توسط گازهای بی اثر آرگون یا نیتروژن کاملاً کنترل شده است در حالی که سطح اکسیژن زیر ۵۰۰ قسمت در میلیون است. پس از توزیع هر لایه، هر برش دو بعدی با انتخاب پودر، ذوب می شود. این امر با پرتوی لیزر پرتوان که معمولاً لیزر فیبر ایتربیم است با صدها وات انجام می شود. پرتوی لیزر با استفاده از دو آینه که با فرکانس بالا در جهت های X و Y حرکت می کنند هدایت می شود. انرژی لیزر به اندازه کافی شدید است که اجازه می دهد ذوب کامل ذرات به شکل فلز جامد درآید. این روند لایه به لایه تکرار می شود تا قطعه کامل شود.