1, מגבלות חומריות
כיום מתאים בעיקר לחומרי מתכת כגון נירוסטה, סגסוגות טיטניום, סגסוגות אלומיניום וכו', סוגי החומרים האפשריים לטכנולוגיית SLM מוגבלים במקצת. לטכנולוגיית SLM יש כיום הגבלות גדולות לשימוש בחומרים לא מתכתיים. זה קשור בעיקר לאיכויות הייחודיות של טכנולוגיית דפוס SLM, לפיה חומרים מסוימים נוטים להיסדק, להתעוות ולבעיות אחרות במהלך העיבוד, ולכן מגבילים את מגוון החומרים שניתן לטפל בהם. יתר על כן, טוהר גבוה של חומרי גלם נחוץ עבור דפוס SLM על מנת להפחית את ההשפעה של מזהמים על תהליך הדפוס. לחומרים בטוהר גבוה יש עלויות רכישה גבוהות במקצת, מה שמניע את עלויות הייצור אפילו יותר.
עבור חומרים מסוימים בעלי איכויות או ארכיטקטורות ייחודיות, כגון חומרים מרוכבים, ננו-חומרים וכו', לטכנולוגיית דפוס SLM יש קשיי עיבוד משמעותיים למדי. כדי להשיג יציקה יעילה, חומרים ייחודיים אלה זקוקים לפעמים לעיבוד בתנאי תהליך מסוימים. כתוצאה מכך, שינויים בתהליך והתקדמות טכנית המבוססת על תכונות החומרים הייחודיים הללו הפכו למוקד מרכזי לקידום טכנולוגיית SLM.
2, ביצועים מכניים לא מספיקים
למרות שטכנולוגיית SLM מייצרת חלקי מתכת בעלי צפיפות גבוהה ומדדי ביצועים מכניים מעולים, חוזק מתיחה כזה מאשר יציקות, ואף יכולה להגיע לרמת פרזול, לאיכויות המכניות שלהם עדיין יש פגמים. התכונות של תהליך דפוס SLM עלולות לגרום לשינויים בצפיפות החלקים בכמה כיוונים, ולכן מייצרות תכונות מכניות לא אחידות. חלקים מסוימים של חומר העבודה עשויים להכיל נקבוביות ואבקה לא מומסת לאורך תהליך הייצור בשל תכונות האבקה וחלוקת האנרגיה של קרן הלייזר, מה שיכול להשפיע על הצפיפות והאיכויות המכניות.
יתר על כן, המתח התרמי שנוצר על ידי התכה וקירור מהירים במהלך יציקת SLM עלול לגרום לעיוות חלק או שבר. יתר על כן, השפעה על המאפיינים המכניים של הרכיב יכולה להיות המתח השיורי בתוכו, ובכך להפחית את עמידות בפני קורוזיה וחוזק עייפות. האיכויות המכניות של החלקים עשויות להשתנות בהתאם לאלמנטים כמו פרמטרים של תהליך דפוס SLM, חומרי אבקה וטיפול לאחר; דוגמאות לווריאציות כאלה הן קשיות, חוזק מתיחה וחוזק לחיצה. התנודות בביצועים מכניים אלו עלולות להגביל את השימוש בטכנולוגיית SLM ביישומים מסוימים בעלי דיוק גבוה או מהימנות גבוהה.
3, בעיות דיוק בעיבוד
מכיוון שלטכנולוגיית SLM יש דיוק מימדי נמוך למדי, להגיע לרמת המיקרומטר היא מאתגרת. זה נובע בעיקר מהקשיים בניהול מדויק של ההיתוך, ההתמצקות וההתכווצות של אבקת מתכת בתהליך היציקה, ולכן מייצרים ממדים לא יציבים של החלקים המעוצבים. בדרך כלל, לאחר עיבוד כמו השחזה, ליטוש וכו' יש צורך להעלות את דיוק הממדים של חלקים יצוקים. טכניקות עיבוד אלו, בינתיים, עשויות להשפיע על האיכויות המכניות ואיכות פני השטח של החלקים המעוצבים.
יתר על כן, חיוני לדיוק העיבוד של תהליך דפוס SLM הוא חספוס פני השטח הגבוה למדי שלו. שליטה בחספוס פני השטח ברמה נמוכה היא מאתגרת באבקת מתכת בשל תהליכי ההתכה, הזרימה וההתמצקות המורכבים שלהן לאורך תהליך היווצרות. בשימוש הבא בחלקים יצוקים, חספוס משטח לקוי עלול לגרום לריכוז מתח, קורוזיה ובעיות אחרות. לפיכך, קושי מרכזי העומד בפני פיתוח טכנולוגיית SLM הוא כיצד להוריד את חספוס פני השטח ולהגביר את איכות פני השטח של חלקים יצוקים על ידי אופטימיזציה של פרמטרי תהליך והליכי עיבוד שלאחר בתהליך יציקת SLM.
4, יעילות ייצור נמוכה
זמן יציקה ארוך יותר ויעילות ייצור גרועה יותר נובעים משכבה אחר שכבה של ערימת חומר הנדרשת בשיטת דפוס SLM. לטכניקות יציקת SLM יש פחות יעילות ייצור, יותר מחזורי ייצור ויותר הוצאות מאשר טכניקות ייצור חיסור קונבנציונליות. בנוסף, מסובך במבנה ויקר בתחזוקה הוא מכונות דפוס SLM. תקלה בציוד עלולה לגרום לזמן השבתה ממושך, וכך להשפיע על התקדמות הייצור, להעלות את עלויות התחזוקה, וכך ליצור סיכוני ייצור.
יתר על כן, הגבלת יעילות הייצור של טכנולוגיית SLM הם חומרי הדפוס הזמינים. לחומרים שונים יש פרמטרי עיבוד וקריטריוני ביצוע מובהקים, הדורשים אופטימיזציה והתאמה לכל חומר, ולכן מאריכים את זמן הייצור והעלות. לפיכך, אחת הבעיות העיקריות שיש לפתור באבולוציה של טכנולוגיית SLM היא כיצד להעלות את יעילות הייצור של טכנולוגיית SLM ולהפחית את הוצאות הייצור.
5, עלות גבוהה
שלוש השתקפויות מרכזיות של העלות הגבוהה של טכנולוגיית SLM הם אלו הקשורים לעלות רכישת ציוד, עלות חומרי גלם ועלות תחזוקה. עלות הייצור של הציוד היא משמעותית במידה מסוימת בפעולות יציקת SLM מכיוון שמשתמשים שם בלייזרים ובמערכות סריקה בעלות דיוק גבוה. במקביל, תהליך יציקת SLM חסר יתרונות קנה מידה ומצריך מספר קטן למדי של ציוד, מה שמוביל לעלייה עוד יותר במחירי רכישת הציוד.
בדרך כלל מורכבת ממתכות אבקות, דפוס SLM משתמש בחומרי גלם עם הוצאות הכנה ועיבוד משמעותיות במידה מסוימת. שיעור השימוש הנמוך של חומרי הגלם גורם לכך שהוא אינו מסוגל למחזר את שאריות האבקה, ולכן מוסיף לעלויות חומרי הגלם. יתר על כן, תחזוקה ותחזוקה תכופה של ציוד תהליך הדפוס SLM מבטיחים את הביצועים הרגילים ואת משך חיי השירות שלהם. המורכבות הרבה של הטכנולוגיה גורמת להוצאות התחזוקה והתחזוקה להיות מעט יקרות.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/slm-3d-printing-process.html