Применение DMLS/SLM-печати

Когда металл обретает новую форму

Технологии Direct Metal Laser Sintering (DMLS) и Selective Laser Melting (SLM) представляют собой вершину аддитивного производства, позволяя создавать полнофункциональные металлические детали с плотностью до 99.9%. В отличие от литья или фрезерования (CNC), где конструктор ограничен возможностями формы или инструмента, лазерное плавление порошка снимает эти барьеры.​

Сегодня DMLS/SLM — это не просто прототипирование, а полноценный метод серийного производства в самых требовательных отраслях.​

1. Аэрокосмическая отрасль (Aerospace)

Авиация стала пионером внедрения металлической 3D-печати благодаря возможности кардинально снизить вес летательных аппаратов.

Ключевые применения:

  • Топологически оптимизированные кронштейны: Силовые элементы проектируются алгоритмами (генеративный дизайн), удаляя весь лишний материал. Напечатанная деталь весит на 40–60% меньше традиционной фрезерованной, сохраняя ту же прочность.​
  • Объединение сборок (Part consolidation): Вместо узла из 20 деталей, соединенных болтами и сваркой, печатается один монолитный компонент. Пример: топливная форсунка GE Aviation, где 20 деталей заменили одной напечатанной, увеличив ресурс в 5 раз.
  • Детали двигателей: Камеры сгорания, лопатки турбин со сложными внутренними каналами охлаждения, которые невозможно отлить.​

Материалы: Жаропрочные суперсплавы (Inconel 718, Inconel 625), титан (Ti6Al4V), алюминий (AlSi10Mg).

2. Медицина и имплантология

Вторая по объему отрасль, где DMLS/SLM спасает жизни и улучшает их качество.​

Ключевые применения:

  • Индивидуальные импланты: Титановые пластины для черепно-лицевой хирургии, протезы тазобедренных суставов и позвоночные кейджи, напечатанные точно по КТ-снимкам пациента.​
  • Трабекулярные структуры: Поверхность импланта печатается не гладкой, а пористой (имитация костной ткани), что способствует быстрому врастанию живой кости (остеоинтеграция) и надежной фиксации протеза.
  • Стоматология: Серийное производство мостовидных протезов и коронок из кобальт-хрома (CoCr) — за один цикл печатаются сотни уникальных единиц.

3. Инструментальное производство и пресс-формы

Здесь технология решает задачу повышения производительности литья пластиков.​

Ключевое применение: Конформное охлаждение
Традиционные пресс-формы имеют прямые высверленные каналы охлаждения. DMLS позволяет печатать каналы любой формы, которые огибают сложный контур отливки, находясь на одинаковом расстоянии от поверхности.

Пресс форма. 3Д печать SLM
Пресс форма. 3Д печать SLM

Результат:

  • Сокращение цикла литья на 20–40% (быстрее остывает).
  • Уменьшение брака (равномерное охлаждение предотвращает коробление пластиковой детали).

Материалы: Инструментальные стали (Maraging Steel 1.2709, H13).

4. Автомобилестроение и автоспорт

От Формулы-1 до серийных гиперкаров.

Применение DMLS/SLM 3D-печати
Применение DMLS/SLM 3D-печати
Применение DMLS/SLM 3D-печати
Применение DMLS/SLM 3D-печати

Ключевые применения:

  • Теплообменники: Сверхкомпактные радиаторы с огромной площадью внутренней поверхности и минимальным весом.
  • Коллекторы выхлопных систем: Сложные тонкостенные трубы из инконеля или титана для спортивных болидов.
  • Прототипы двигателей: Функциональные прототипы блоков цилиндров, помп и кронштейнов для стендовых испытаний перед запуском литейной линии.​

5. Энергетика и нефтегаз

Ключевые применения:

  • Импеллеры и роторы: Рабочие колеса насосов сложной гидродинамической формы.
  • Клапаны и форсунки: Детали, работающие под высоким давлением в агрессивных средах.
  • Запчасти по требованию: Печать редких деталей на удаленных объектах (например, на буровых платформах) вместо хранения огромного склада запчастей.​

DMLS vs SLM: есть ли разница в применении?

Хотя термины часто используют как синонимы, технически:

  • SLM (Melting) — полное расплавление порошка. Дает монолитный металл плотностью >99.5%. Идеально для нагруженных деталей (авиация, медицина).​

  • DMLS (Sintering) — частичное спекание (изначально). Сейчас современные DMLS-машины (например, EOS) также обеспечивают полное плавление, поэтому на практике разница стерлась, и обе технологии подходят для ответственных задач.​

Заключение

Применение DMLS/SLM 3D-печати оправдано там, где традиционные методы достигают своего предела. Если деталь слишком сложная для фрезеровки, требует снижения веса без потери прочности или нужна в единственном экземпляре из титана “уже завтра” — 3D-печать металлом становится безальтернативным решением.

Другие статьи по теме:

Применение FFF-печати
Применение SLA/DLP-печати
Применение SLS-печати
Применение печати методом струйного нанесения материала
Применение печати методом струйного нанесения связующего вещества Binder Jetting (BJ) 
Применение DMLS/SLM-печати