Сравнение технологий 3D печати: SLA, SLS и SLM
3D-печать стала неотъемлемой частью современного производства, предлагая решения для самых сложных задач. Среди лазерных методов аддитивного производства выделяются три ключевые технологии: SLA, SLS и SLM. У каждой из них свои особенности, материалы и сферы применения. Давайте углубимся в детали, чтобы понять, как они работают и чем отличаются друг от друга.
1. SLA (Stereolithography) — мастер детализации
Как работает?
SLA — одна из старейших технологий 3D-печати, основанная на фотополимеризации. Жидкая смола в ванне избирательно отверждается ультрафиолетовым лазером, который перемещается по заданной траектории с помощью гальванометрических зеркал. Каждый слой имеет толщину от 25 до 100 микрон, что обеспечивает исключительную точность. После завершения печати деталь промывают в изопропиловом спирте для удаления излишков смолы, а затем подвергают финальному УФ-отверждению в специальной камере.
Процесс печати методом SLS
Материалы:
Стандартные смолы — для прототипов и визуальных моделей.
Инженерные смолы — термостойкие (выдерживают до 200°C), гибкие (аналоги резины) или ударопрочные.
Специализированные смолы — биосовместимые (для стоматологии), литьевые (для создания форм) и прозрачные (оптические компоненты).
Преимущества:
Гладкая поверхность — почти не требует шлифовки.
Миниатюрные детали — идеально подходит для ювелирных изделий, микромеханики и стоматологических моделей.
Высокая скорость для небольших объектов — слой затвердевает за секунды.
Недостатки:
Хрупкость — большинство смол не подходят для функциональных нагрузок.
Деградация под УФ-светом — детали могут желтеть и терять прочность со временем.
Ограниченный размер — максимальная площадь печати редко превышает 50×50 см.
Где применяется?
Медицина: хирургические шаблоны, анатомические модели.
Дизайн: интерьерные объекты, светильники, фигурки с высокой детализацией.
Литье: мастер-модели для силиконовых форм.
2. SLS (Selective Laser Sintering) — свобода инженерных решений
Как работает?
В SLS лазер (чаще CO₂) спекает частицы порошка, нагретые до
Температуры чуть ниже точки плавления. Порошковый материал наносится тонким слоем (80–150 микрон), после чего лазер избирательно спекает участки, соответствующие модели. Неиспользованный порошок остается в камере, поддерживая сложные структуры, что устраняет необходимость в опорах. После печати детали охлаждаются в камере, затем их очищают от порошка и подвергают пескоструйной обработке.
Процесс печати методом SLS
Материалы:
Нейлон (PA12, PA11) — высокая прочность, химическая стойкость.
TPU — гибкий и износостойкий, подходит для амортизаторов.
Композитные порошки — например, нейлон с алюминием или стекловолокном для повышенной жесткости.
Преимущества:
Функциональность — детали выдерживают механические нагрузки и вибрацию.
Экономия материала — неиспользованный порошок перерабатывается (до 70% повторного использования).
Сложная геометрия — можно создавать замкнутые полости, шарниры и подвижные элементы в одной сборке.
Недостатки:
Шероховатость — поверхность напоминает наждачную бумагу, требуется постобработка.
Длительный процесс — охлаждение камеры может занимать до 12 часов.
Токсичность — работа с мелкодисперсным порошком требует систем вентиляции.
Где применяется?
Аэрокосмос: кронштейны, корпуса датчиков.
Автомобили: воздуховоды, прототипы интерьера.
Робототехника: легкие и прочные шестерни, корпуса.
3. SLM (Selective Laser Melting) — революция в металлообработке
Как работает?
SLM использует мощный оптоволоконный лазер (до 1 кВт), который полностью расплавляет металлический порошок, создавая плотные слои. Процесс происходит в камере с инертной атмосферой (азот или аргон), чтобы избежать окисления. Каждый слой (20–50 микрон) наносится ракелем, после чего лазер плавит порошок согласно CAD-модели. После печати детали извлекают, удаляют остатки порошка и проводят термообработку для снятия внутренних напряжений.
Процесс печати методом SLM
Материалы:
Титан (Ti6Al4V) — для аэрокосмоса и медицинских имплантатов.
Алюминий (AlSi10Mg) — легкий и прочный, используется в автоиндустрии.
Нержавеющая сталь (316L) — коррозионная стойкость, подходит для пищевой промышленности.
Преимущества:
Плотность 99,9% — сравнима с литыми деталями.
Сверхсложные структуры — например, соты или каналы для жидкостей, недоступные для традиционной обработки.
Кастомизация — индивидуальные имплантаты с пористой поверхностью для лучшей остеоинтеграции.
Недостатки:
Высокая стоимость — цена оборудования стартует от $500 000, а металлические порошки в 5–10 раз дороже пластиков.
Ограниченная скорость — печать крупной детали может занимать дни.
Требования к безопасности — работа с металлической пылью требует защиты от взрывов.
Где применяется?
Энергетика: лопатки турбин, теплообменники.
Медицина: зубные протезы, индивидуальные суставы.
Оборонная промышленность: облегченные компоненты для военной техники.
Как выбрать технологию? Сравнительная таблица
Заключение
Выбор между SLA, SLS и SLM зависит от ваших целей:
SLA — эталон для визуальных моделей и миниатюр.
SLS — золотая середина для функциональных пластиковых деталей.
SLM — выбор для критичных металлических компонентов, где важна надежность.
С развитием гибридных материалов (например, керамика в SLA) и снижением стоимости оборудования эти технологии становятся доступнее. Однако каждая из них остается уникальной, открывая двери в мир аддитивного производства — от искусства до космоса. Используйте их потенциал, чтобы превратить смелые идеи в реальность!
