Att tänka på – vår guide till dig för en bättre förståelse kring SLS-, SLA- och FDM-teknik.

SLS (Selektive Laser Sintring)

Produkterna formas av att sammanbinda lager på lager av pulvermaterial. Detta genom att selektivt lasersintra (”nästan” smälta) material som finns med många olika egenskaper, utvecklade speciellt för denna process. Efterbearbetning i form av putsning, infärgning och lackering är möjlig.
Stora komponenter i standard PolyAmid2200 med max byggmått på 700 x 380 x 560 mm kan byggas i ett stycke. Modeller tillverkade av andra material tillverkas i maskiner med max byggmått på
300 x 300 x 600 mm, större delar kan skapas genom sammanfogning.

Tillgängliga material

PA2200             Polyamid12. Flexibelt och värmetåligt.

PA3200GF        Polyamid12 med 50% glaskulor. Styvt formstabilt.

PP-R-201          Polypropen. Flexibelt, svetsbart, utmärkt för gångjärn (”living-hinge”).

PC 101               Polystyren. Används vid metallgjutning, ”lost-wax”-metoden och gipsform.

Duraform flex Flexibel TPE (TermoPlastisk Elastomer) 65° shore A för gummiliknande detaljer.

Standardtoleranser

SLS, Mått(mm) -700 700-
Tolerans ±0,1 +0,2% Dialog

Stora SLS-modeller tillverkas i delar och sammanfogas med lim, ofta med hjälp av fixturer. Största byggvolym är 700 x 380 x580 mm. Lageradderande teknik innebär att man i värsta fall kan få en avvikelse på ± 2 lagertjocklekar i Z led. Vid stora och framförallt sammanfogade modeller är också geometrin en faktor som kan förändra toleransbilden. Ojämn godstjocklek kan påverka noggrannheten i form av olinjär krymp. I dessa fall kan en lösning vara att bygga med s.k. skin&core där man inte sintrar kärnan helt solid på de tjocka delarna av detaljen. Tjockleken och vilken typ av raster man gör i dessa fall kan styras. Skin&Core är inte lämpligt då man avser borra eller bearbeta detaljen i efterhand, går man igenom ”skinnet” så rinner löst pulver ut.

En diskussion om vilka mått som är viktiga eller önskade är alltid att föredra, samma sak gäller med orientering och vilka ytor som är viktiga. Exempelvis så kan man på plana ytor med geometri i som t.ex. hål få ränder/streck i ytan om dessa är orienterade neråt i Z. Detta orsakas av skannern och partiklar som fastnar på recoatern. Är dessa ytor viktiga måste detaljen orienteras annorlunda i bygget.

Med hjälp av SLS kan man tillverka i princip alla typer av geometrier, underskär och integrerade gångjärn är normalt sett inga problem att tillverka. Något man också måste ta hänsyn till är inneslutna volymer som blir fyllda med löst pulver, vill man inte ha pulver där på grund av t.ex. vikt så måste dräneringshål göras, dessa kan fyllas i efterhand. Gängor kan också tillverkas dock blir styrkan inte starkare än plasten i sig. Gängor mindre än M10 är inte att rekommendera direkt i plasten. Mindre gängor och för styrka så är HeliCoil gäng-insatser ett bra sätt. Dessa finns i dimensioner ner till M3. Meddela då innan vi tillverkar detaljerna så gör vi gängorna direkt i cad-modellen och monterar insatsgängorna i efterhand. Utvändiga gängor mindre än M10 är inte att rekommendera.

Vi tillverkar normalt med lagertjocklek 0.12mm i PA2200 och 0.15mm i PA3200GF och PP. Minsta väggtjocklek i Z är 0.5mm och för vertikala ytor 0.7-0.8mm. Vertikala tvärsnitt mindre än 1.5 mm2 blir svaga och bräckliga. Tunnare väggar och finare detaljer går att tillverka med HD-SLS, med denna teknik är dock byggutrymmet begränsat till 200 X 250 X 300 mm och endast PA baserade material.

Lagereffekter på detaljer

För ytor med en vinkel mindre än 20° mot X/Y planet kan distorsion på grund av lagereffekten(trappsteg) bli påtaglig. Ju brantare vinkel ju bättre ytor.

Passning

För att erhålla presspassning så gör ett gap på 0.1mm (genomsnittliga partikelstorleken X2). Denna passning blir lite slappare vid slitage (partiklar lossnar med tiden).

Leder

För att erhålla rörliga delar printade i ett stycke gör ett gap på 0.4mm i X/Y/Z. Det är också viktigt att löst pulver i gapet går att avlägsna.

Integrerade gångjärn

I Polypropylen går det enkelt att få fungerande gångjärn. Dock är det viktigt att man tar det försiktigt vid första böjningen för att få längre livslängd på gångjärnet. Det går även att göra gångjärn i PA2200 men livslängden brukar vara mer begränsad.

Kostnader

Kostnad är till stor del basserad på bygghöjd och volym. Orienteringen i byggutrymmet är till stora delar en kompromiss mellan ytfinhet, detaljrikedom, noggrannhet och pris. En dialog innan vi bygger era detaljer är viktig så fokus hamnar på rätt saker.

SLA (Stereolithography Apparatus)

Produkterna formas av att sammanbinda lager på lager av flytande, UV-härdande resin. Materialet härdas med en ultraviolett laser. Lasern ritar en kontur som sedan fylls med skanning i två riktningar. För att förhindra kollaps på överhängande geometrier måste en supportstruktur byggas samtidigt som själva detaljen. Nedåtvända ytor som bärs upp av supportstruktur blir mera diffusa och något mindre detaljerade än de ytor som vänds uppåt. Modellerna efterbearbetas ofta med putsning och blästring samt i vissa fall även med lackering. Större delar skapas genom sammanfogning.

Tillgängliga material

Accura Xtreeme                        ABS-likt, grått. Fina ytor, lämpligt för lättare funktionstest.
Max byggmått i ett stycke 750 x 650 x 550 mm.

Visijet Tough                               Samma som ovan men körs i en högre upplösning.                                                             Max byggmått i ett stycke 380 x 380 x 260 mm.

Visijet Clear                                Transparent, genomsiktligt efter klarlackering. Bäst värmetålighet av SLA-mat.
Max byggmått i ett stycke 380 x 380 x 260 mm.

Accura Clear Vue Free             Transparent material med en lila ton. Gulnar inte över tid. Måttnoggrannheten och värmetåligheten något sämre än övriga SLA-material. Max byggmått i ett stycke 508 X 508 X 400 mm.

Måttriktighet och ytfinhet/definition är SLA-teknikens stora styrka. En unik skiktalgoritm för tekniken gör att när man putsat ner trappstegseffekten så är man på ”rätt” yta. SLA lämpar sig bl.a. utmärkt för designmodeller och mastermodeller för gjutning

Alla SLA-material är blandningar av epoxy och akrylat. Materialen mjuknar vid tämligen låga temperaturer, oftast runt 50-60°C. Brottöjning och slaghållfasthet är också begränsade. Böjning kan fungera 10-15 gånger men sedan knäcker materialet plötsligt som glas. Efterbearbetning med skärande verktyg måste göras med viss försiktighet. Skarpa verktyg är att föredra så man inte ”klämmer” materialet.

A-klass vs. B-Klass

GTP erbjuder två olika klasser efterbearbetning av SLA-modeller. A-klass innebär att vi putsar ner alla trappsteg på yttre synliga ytor och levererar detaljerna glasblästrade. Vid B-klass putsas och blästras inte modellerna, endast support avlägsnas och dessa ytor lättputsas.  Verifiering, tillverkning och uppmätning sker på samma premisser för båda klasserna. Då putsning och blästring utesluts på B-klass erhålls kortare leveranstid och lägre kostnad.

Transparenta modeller

För att få bästa resultat läggs klarlack på klass A-modeller. Genomsiktliga modeller kan även erhållas genom klarlackering av klass B-modeller, då syns dock alla byggsteg och defekter.

Standardtoleranser (mm)

0-3: +/- 0,1
3-30: +/- 0,2
30-120: +/- 0,3
120-400:+/- 0,5
400-1000: +/- 0,8
1000-: Dialog

Måtten på Klass B-modeller hamnar 0.05-0.10 mm över nominellt värde p.g.a. putsmån.
Utöver toleranser ovan bör noteras att med lageradderande teknik kan man, i värsta fall, kan få en avvikelse i Z-led på ± två lagertjocklekar.

Större modeller

Stora SLA-modeller tillverkas i delar och sammanfogas med lim eller SLA-material. Största byggvolym är 750 x 650 x 550 mm. Vid stora och framförallt sammanfogade modeller är också geometrin en faktor som kan förändra toleransbilden.

Teknikfenomen

Materialens krymp är förhållandevis liten, skevning är normalt sett inte ett problem med SLA-teknik. Ett fenomen som däremot kan uppstå är s.k. ”skiftande krymp”. Stora, horisontella ytor krymper mer än vertikala ytor.

Liksom med andra tekniker är en diskussion om vilka mått och ytor som är viktiga, eller önskade, alltid att föredra.

Geometribegränsningar

Något man också måste ta hänsyn till är inneslutna volymer eller svåråtkomliga geometrier, dessa blir fyllda med ohärdat resin och support. För att komma åt att tvätta, ta bort support och tömma på ohärdat material infogas s.k. dräneringshål, dessa fylls i efterhand med pluggar. Smala långa kanaler kan också vara problem att tvätta rent, ohärdat material intill färdig modell blir lite geléaktigt.

Gängor

Gängor kan tillverkas, styrkan blir dock inte högre än plasten i sig. Gängor mindre än M10 rekommenderas inte direkt i plasten. För styrka, och vid mindre gängor, är HeliCoil gäng-insatser ett bra val. HeliCoil finns i dimensioner ner till M3. Ev. önskemål om gängor får gärna meddelas före tillverkningen påbörjas. Utvändiga gängor direkt i plasten mindre än M10 rekommenderas ej.

Gods

´Normalt sett tillverkas modellerna med en lagertjocklek på 0.10 mm. Minsta väggtjocklek i Z är 0.40 mm och för vertikala ytor 0.10 mm. Vertikala tvärsnitt mindre än 1 mm2 blir svaga och bräckliga. Tunnare väggar och finare detaljer går att tillverka med SLA XHD. Lagertjockleken är då 0.05mm och tidsåtgången i maskinen är avsevärt högre.

Lagereffekter på detaljer

För ytor med en vinkel mindre än 20° mot X/Y planet kan distorsion på grund
av lagereffekten (trappsteg) bli påtaglig. Ju brantare vinkel ju bättre ytor.

Passning

Vid önskemål om presspassning föreslås ett gap i 3D-modellen på 0.05 mm. Friktionen är relativt hög i alla SLA-materialen. Vaselin är bra att smörja med för att få bättre glidegenskaper, silikonolja kan ibland få motsatt effekt.

Kostnader

Kostnad är till stor del basserad på bygghöjd och volym. Orienteringen i byggutrymmet är till stor del en kompromiss mellan ytfinhet, detaljrikedom, noggrannhet och pris. Viktigt kan också vara hur supportgeometrin blir placerad. En dialog innan vi bygger era detaljer är viktig så fokus hamnar på rätt saker.

FDM (Fused Deposition Modeling)

Genom att smälta och extrudera olika termoplaster i lager på lager skapas detaljer med FDM-teknik. Maskinen lägger först ut en eller flera konturer, dessa fylls sedan med ett raster som alterneras 90° på vartannat lager. Värt att notera är att det blir s k voids (små hål) där rastret vänder mot konturen, detaljerna är därför inte vattentäta. Det finns många olika termoplaster att välja mellan, vilket också är en av teknikens styrkor. Exempel är ABS- (standard och ESD-klassad), PC/ABS-, PC-, ASA- och PEI (Ultem, FDA-godkänd & V0-klassad). Till de flesta av materialen används vattenlöslig support, support för komplicerade geometrier kan då således tvättas bort. För detaljer av Ultem måste dock support avlägsnas mekanisk vilket innebär vissa begränsning kring hur komplexa detaljer som kan printas med dessa material.

FDM-teknik ger god måttnoggrannhet samt något sämre upplösning än konkurerande tekniker. Lagertjocklekar som vi använder är 0.17 eller 0.25 mm. Vissa material kan bara printas med 0.25 mm. Tidsåtgången för tillverkning med FDM-teknik är annorlunda mot andra tekniker, synergieffekterna med att bygga många detaljer samtidigt är t ex inte så uppenbara som med SLS-teknik.

Byggkammarens mått är 406 x 355 x 406 mm.

Tillgängliga material

ABS M30          Vårt standardmaterial, nu med bättre vidhäftning mellan skikten och förbättrad styrka jämfört med tidigare utgåvor av ABS-plast.

ABS ESD7         Antistat-behandlad ABS-plast, svart.

ASA                    Enkelt beskrivit så är detta en UV-stabil ABS-plast, lämpar sig t ex för utomhusapplikationer. Jämfört med ABS M30 så har ASA-detaljer jämnare och slätare ytor men en något reducerad styrka.

PC/ABS             En blandning mellan PC- & ABS-plast.

PC                      Ren Polykarbonat. Hög formstabilitet, starkt och värmetåligt. Detaljer med jämna och släta sidoytor.

Ultem 9085      PEI-plast (PolyEterImid). Hög värmetålighet, självslocknande och vridstyvt.

Ultem 1010      FDA-godkänd kvalitet för kontakt med livsmedel. (Än så länge endast i USA).

Standardtoleranser (mm)

0-3: +/- 0,1
3-30: +/- 0,2
30-120: +/- 0,3
120-400: +/- 0,5
400-: Dialog

All lageradderande teknik innebär att man i värsta fall kan få en avvikelse på ± 2 lagertjocklekar i
Z- led. En diskussion om vilka mått och ytor som är viktiga är alltid att föredra då det kan påverka hur detaljerna orienteras. Sammanbindningen och styrkan i detaljen är sämre i Z-led än i X & Y. Därför försöker man alltid undvika små tvärsnitsytor parallella med horisontalplanet, t ex för snäppen och stift. Om små tvärsnitt i horisontalplanet inte kan undvikas ska man vara medveten om att risken är stor för brott även vid mindre utböjning.

Minsta teoretiska väggtjocklek är 0.6 mm, i praktiken är 1 mm ett mer realistiskt riktmärke. Önskar man invändiga gängor så fungerar Helicoil gänginsatser eller traditionella mässingsinsatser bäst.
Att göra gängorna direkt i plasten fungerar, då ska det vara M10 och uppåt samt inga fingängor.

Lagereffekt på detaljer

För ytor med en vinkel mindre än 20° mot X/Y-planet kan distorsion på grund
av lagereffekten (trappsteg) bli påtaglig. Ju brantare vinkel desto bättre ytor.
Detta blir extra uppenbart med FDM-teknik på grund av lite tjockare lager.

Passning

För passning av detaljer med FDM-teknik så är det ytorna på detaljerna som kan ställa till det mer än rena måttavvikelser. Den termiska krymp som kan vara ett problem med SLS-teknik är t ex inte lika påtaglig med FDM-teknik. Där konturerna börjar och slutar kan s k ”sömmar” noteras, denna ansamling av material måste tas bort manuellt. Olika material ger olika ytfinhet, t ex så har ASA en tämligen slät, utmjukad yta medan PC ger en mer distinkt och randig yta. Byggriktningen är i dessa fall avgörande hur bra passningen blir på detaljerna, meddela oss därför om önskade passningar så att vi kan välja en optimal byggriktning.

Leder

För att erhålla rörliga delar printade i ett stycke görs en spalt på minst 0.5 mm i X/Y/Z. Spalten behövs även för att tvättmedel vid borttagning av support ska kunna komma åt inne i leden. Observera att med Ultem-materialen så är integrerade leder inte möjliga.

Kostnader

Kostnaden är till stor del baserad på detaljens volym. Som tidigare har nämnts så är t ex vinsten man har med SLS-teknik, vid tillverkning av många detaljer på en och samma gång, inte lika uppenbar med FDM-teknik. Orienteringen i byggutrymmet är till stor del en kompromiss mellan ytfinhet, detaljrikedom, noggrannhet och pris. En dialog innan vi bygger era detaljer är viktig, allt för bästa möjliga slutresultat.