Inverted Laser Sintering - новый метод многоматериальной SLS 3D печати

Традиционная SLS-технология предполагает использование направленных вниз лазеров для спекания частиц порошка, который слой за слоем подается в строительную камеру. При этом неиспользованный порошок поддерживает строящуюся деталь во время печати и устраняет необходимость в специальных опорных конструкциях, но кроме того, он также затрудняет и мониторинг процесса, так как отпечаток скрыт внутри порошкового пирога. Также большинство современных SLS-технологий позволяют спекать только один материал за раз, что ограничивает возможности по изготовлению мультиматериальных полимерных деталей.

Для преодоления этих ограничений исследователи из Колумбийского университета разработали новую технику 3D-печати, которую они назвали "Инвертированное лазерное спекание" (Inverted Laser Sintering - ILS). Суть метода заключается в том, что лазер принтера направляется вертикально вверх и спекает частицы порошка, который тонким слоем располагается на боросиликатном стекле.

Общая схема процесса выглядит следующим образом. Сначала контролируемое количество полимерного порошка распределяется по стеклу. Затем подложка прижимается к свежему слою материала и порошок обрабатывается лазером. После завершения процесса подложка поднимается, добавляется слой свежего порошка и процедура повторяется. Использование нескольких боросиликатных пластин, на которые наносятся разные материалы, позволяет с помощью этого метода создавать мультиматериальные объекты.

Для испытания своей ILS технологии команда создала образец из 50 слоев термопластичного полиуретана толщиной 2,18 мм со средней высотой слоя 43,6 мкм и мультиматериальный отпечаток из нейлона и ТПУ со средней высотой слоя 71 мкм. Полученные детали продемонстрировали как осуществимость разработанного процесса, так и возможность производства более прочных и плотных материалов за счет прижимания пластины к подложке во время спекания.