Изготовление деталей Селективным лазерным спеканием с использованием связующего

Классическая технология «Селективное лазерное спекание» (SLS) подразумевает послойное спекание сравнительно легкоплавких порошков - порошка пластика (термопласта). Подробнее о ней – здесь.

Небольшая картинка, чтобы напомнить об этой технологии:

Схема технологии "селективное лезерное спекание"

Но возможен и вариант спекания сравнительно тугоплавких порошков при помощи легкоплавкого/лекгоспекаемого материала (биндера). Вариантов тут два:

 использование порошка, плакированного легкоплавким биндером

 использование смеси порошков, один из которых – более легкоплавкий и используется в качестве связующего.

Спекание плакированного порошка в основном используется для прямой печати литейных форм из плакированного песка (краткое описание – здесь) или для печати заготовок из керамики для последующего спекания в готовую деталь.

В случае прямой печати литейных форм используется специальный «формовочный» песок (обычно кварцевый), плакированный фенол-формальдегидными смолами (обычно пульвобакелитом). Используется плакированный песок, аналогичный песку, используемому при изготовлении оболочковых форм «традиционным» способом.
Небольшая галерея на эту тему:

Рекламное фото фирмы EOS - SLS-машина для спекания плакированного песка, прмиер напечатанных литейных форм и примеры отливо, сделанных по этим формам

В случае керамического производства возможные варианты:

 смесь окиси алюминия с борной кислотой.
Спекание происходит за счет расплавления борной кислоты, при последующем обжиге борная кислота разлагается на воду и оксид бора. Оксид бора спекается с окисью алюминия в единую керамическую деталь. В качестве варианта возможна смесь порошков стекла, окиси алюминия и борной кислоты.

 смесь керамического порошка (Al2O3, ZrB2, ZrO2, TiC) с восковыми порошками (стеариновая кислота, карнаубский воск, синтетические воски).
При спекании воск расплавляется и склеивает порошок в «зеленую» заготовку, при обжиге в печи происходит выгорание связующего, а керамический порошок спекается в единую деталь.

 смесь керамического порошка (ZrO2, SiO2, Al2O3) с термореактивными смолами (фенольными или эпоксидными).
При спекании смолы склеивают керамический порошок в единую «зеленую» деталь, при обжиге происходит выгорание связующего.

 смесь керамического порошка (Al2O3, ZrO2, TiC) с порошком термопластичной пластмассы (нейлоны, полипропилен, полистирол, PMMA).
При спекании термопластичный порошок склеивает керамический порошок в единую «зеленую» деталь, при обжиге связующее выгорает. Естественно, необходимо использовать порошки термопластов без пигментов.
В качестве варианта этой технологии используется порошок графита с порошком воска или нейлона (PA11), полученная заготовка так же спекается в единую графитовую деталь.

Пример детали, напечатанной по этой технологии (после окончательного спекания в печи):

Пример детали, полученной из порошка оксида алюминия со связующим.

Есть и более «экзотические» варианты этой технологии:

 Смесь диоксида кремния с глиной.
При лазерном спекании глина спекается с диоксидом кремния. Деталь получается достаточно прочной, но все равно требует окончательного обжига в печи.

 Древесный порошок с термопластичным связующим (например, PLA).
При выборочном нагреве лазерным лучом связующее расплавляется и соединяет древесный порошок в единую деталь:

Деталь, полученная селективным дазерным спеканием древесного порошка с термопластичным наполнителем

Вводная статья про группу технологий "синтез на подложке"