1, Материални ограничения
В момента най-вече подходящи за метални материали като неръждаема стомана, титанови сплави, алуминиеви сплави и др., възможните видове материали за SLM технологията са донякъде ограничени. SLM технологията в момента има големи ограничения за използването на неметални материали. Това е свързано най-вече с уникалните качества на технологията за формоване SLM, при която някои материали са склонни към напукване, изкривяване и други проблеми по време на обработка, което ограничава обхвата на материалите, с които може да се работи. Освен това, високата чистота на суровините е необходима за SLM формоването, за да се намали въздействието на замърсителите върху процеса на формоване. Материалите с висока чистота имат донякъде високи разходи за придобиване, което повишава още повече производствените разходи.
За някои материали с уникални качества или архитектури, като композитни материали, наноматериали и т.н., технологията за формоване SLM има доста значителни трудности при обработката. За да се постигне ефективно формоване, тези уникални материали понякога се нуждаят от обработка при определени условия на процеса. Следователно модификациите на процесите и техническият напредък, основани на свойствата на тези уникални материали, се превърнаха в основен фокус за напредъка на SLM технологията.
2, Недостатъчна механична производителност
Въпреки че технологията SLM произвежда метални части с висока плътност и превъзходни показатели за механични характеристики, такава якост на опън от отливките и дори може да достигне нивото на изковките, техните механични качества все още имат недостатъци. Характеристиките на процеса на формоване SLM могат да причинят промени в плътността на частите в няколко посоки, което води до неравномерни механични свойства. Някои части от детайла може да съдържат пори и неразтопен прах по време на производствения процес поради характеристиките на праха и разпределението на енергията на лазерния лъч, което може да повлияе на плътността и механичните качества.
Освен това термичното напрежение, получено от бързото топене и охлаждане по време на SLM формоване, може да причини деформация или счупване на частта. Освен това влияние върху механичните характеристики на компонента може да бъде остатъчното напрежение вътре в него, като по този начин се понижава устойчивостта на корозия и якостта на умора. Механичните качества на частите могат да варират в зависимост от елементи като параметри на процеса на формоване SLM, прахови материали и последваща обработка; примери за такива вариации са твърдостта, якостта на опън и якостта на натиск. Флуктуациите в тази механична производителност могат да ограничат използването на SLM технологията в някои приложения с висока точност или висока надеждност.
3, Проблеми с точността на обработката
Тъй като технологията SLM има доста ниска точност на размерите, достигането на микрометрово ниво е предизвикателство. Това се дължи най-вече на трудностите при прецизното управление на топенето, втвърдяването и свиването на металния прах по време на процеса на формоване, което води до нестабилни размери на формованите парчета. Обикновено е необходима последваща обработка като шлайфане, полиране и т.н., за да се повиши точността на размерите на формованите части. Междувременно тези техники на обработка могат да повлияят на механичните качества и качеството на повърхността на формованите части.
Освен това от решаващо значение за точността на обработка на процеса на формоване SLM е неговата доста висока грапавост на повърхността. Контролът на грапавостта на повърхността на ниско ниво е предизвикателство при металния прах поради сложните процеси на топене, изтичане и втвърдяване по време на процеса на формоване. При последваща употреба на формовани части лошата грапавост на повърхността може да причини концентрация на напрежение, корозия и други проблеми. По този начин основната трудност пред развитието на технологията SLM е как да се намали грапавостта на повърхността и да се повиши качеството на повърхността на формованите части чрез оптимизиране на параметрите на процеса и процедурите за последваща обработка в процеса на формоване SLM.
4, Ниска производствена ефективност
По-дългото време за формоване и по-лошата производствена ефективност произтичат от подреждането на материала слой по слой, изисквано от метода на формоване SLM. Техниките за формоване SLM имат по-ниска производствена ефективност, повече производствени цикли и повече разходи в сравнение с конвенционалните субтрактивни производствени техники. Освен това машината за формоване SLM е по-сложна по структура и скъпа по поддръжка. Повредата на оборудването може да причини продължителен престой, което да повлияе на напредъка на производството, да повиши разходите за поддръжка и по този начин да генерира производствени рискове.
Освен това, наличните формовъчни материали ограничават производствената ефективност на SLM технологията. отделните материали имат различни параметри на обработка и критерии за ефективност, които изискват оптимизация и настройка за всеки материал, като по този начин удължават времето за производство и разходите. По този начин, един от основните проблеми, които трябва да бъдат решени в еволюцията на технологията SLM, е как да се повиши ефективността на производството на технологията SLM и да се намалят производствените разходи.
5, Висока цена
Три ключови отражения на високата цена на технологията SLM са тези, свързани с разходите за закупуване на оборудване, разходите за суровини и разходите за поддръжка. Производствените разходи на оборудването са донякъде значителни при операциите по формоване на SLM, тъй като там се използват високопрецизни лазери и сканиращи системи. В същото време процесът на формоване на SLM няма икономии от мащаба и изисква доста малък брой оборудване, което води до още повече увеличения на цените за придобиване на оборудване.
Обикновено съставен от прахообразни метали, SLM формоването използва суровини с донякъде значителни разходи за подготовка и обработка. Ниската степен на използване на суровини го прави неспособен да рециклира остатъчния прах, което увеличава разходите за суровини. Освен това честата поддръжка и поддръжка на оборудването за процес на формоване SLM гарантира тяхната нормална работа и експлоатационен живот. Голямата сложност на технологията води до това, че разходите за поддръжка и поддръжка са донякъде скъпи.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-process.html