Prvi postupak u ovome modulu koji ne radi sa smolom nego s prahom — i prvi kod kojega potpore uopće nisu potrebne, jer neizgrađeni prah sam drži dio. Iz toga slijedi sloboda oblikovanja kakvu nema nijedan drugi postupak, ali i cijela nova disciplina: rukovanje prahom, grijanje komore i strpljivo hlađenje.
Selektivno lasersko srašćivanje pripada kategoriji srašćivanja u sloju praha. Postupak je 1989. patentirao Carl Deckard na Sveučilištu u Teksasu, a načelo je jednostavno: po tanko razgrnutome sloju polimernoga praha prelazi laserska zraka i na mjestima presjeka zagrije zrna toliko da se spoje — ne rastale u potpunosti, nego srastu na dodirnim plohama.
Sve što laser nije dotaknuo ostaje prah. Taj prah okružuje dio sa svih strana i nosi ga dok raste, pa potporne strukture nisu potrebne. To je najveća razlika prema svemu obrađenom dosad i donosi tri stvari koje drugi postupci ne mogu.
| Veličina | Uobičajeno | Napomena |
|---|---|---|
| Debljina sloja | 0,06 – 0,12 mm | određena i veličinom zrna praha |
| Točnost | ±0,3 mm ili ±0,3 % mjere | slabija nego kod smolastih postupaka |
| Najtanja stijenka | oko 0,7 – 1 mm | tanje se lomi pri vađenju iz praha |
| Hrapavost | Ra 10 – 20 µm | ploha je mat i zrnata, kao fino pjeskarena |
| Zazor pomičnih spojeva | najmanje 0,4 – 0,5 mm | da se prah može istresti |
| Radni prostor | do oko 750 × 550 × 550 mm | industrijski strojevi |
| Iskoristivost obujma | 8 – 15 % | udio komore koji zauzimaju dijelovi |
Ovo je postupak za dijelove koji rade, a ne za prikaz. Dijelovi su gotovo izotropni — razlika čvrstoće po smjerovima znatno je manja nego kod istiskivanja — žilavi su i postojani, pa se koriste ondje gdje se od komada nešto očekuje.
Gdje se ne bira? Ondje gdje je potrebna glatka ploha ili fini detalj — za to su smolasti postupci — i ondje gdje serija prelazi nekoliko tisuća komada, jer tada prešanje postaje neusporedivo jeftinije.
Kolač praha izvađen iz stroja, isti kolač nakon otresanja s vidljivim dijelovima složenima u više razina, i gotov dio nakon pjeskarenja.
Izvor je laser, najčešće ugljikodioksidni, valne duljine 10,6 µm — dakle infracrveni, jer polimerni prah tu zraku dobro upija. Zraka se vodi galvanometarskim zrcalima, kao i kod stereolitografije, ali ovdje ne skrućuje tekućinu nego zagrijava zrna.
Ovo je ključ cijeloga postupka. Prah u komori grije se na temperaturu tik ispod tališta — kod poliamida PA12 na oko 170 °C, dok je talište blizu 180 °C. Laser tada mora predati samo onu malu razliku energije koja nedostaje da zrna srastu.
Razlog nije ušteda energije nego sprječavanje krivljenja. Kad bi prah bio hladan, dio bi se pri skrućivanju naglo stezao i savijao prema gore — u struci se to zove krivljenje ruba, a posljedica je da razgrtač pri sljedećem prolazu zapne o podignut rub i pomakne ili razori dio.
Raspon temperature u kojem postupak radi vrlo je uzak i zove se procesni prozor: dovoljno toplo da se dio ne krivi, dovoljno hladno da okolni prah ne sraste sam od sebe.
Povuci klizač i prati što se događa izvan procesnoga prozora.
Klikni korak da vidiš što se u njemu događa.
Kad ispis završi, komora se ne otvara. Kolač praha s dijelovima u sebi hladi se polagano i nadzirano — kod velikoga stroja i dvadesetak sati, ponekad dulje nego što je trajao sam ispis. Naglo hlađenje izazvalo bi nejednako stezanje i iskrivljene dijelove, pa je strpljenje ovdje dio tehnologije.
Klikni broj da vidiš što koji dio radi.
Uz sam stroj ide i oprema za rukovanje prahom, koja je dio postupka jednako kao i uređaj: sito za prosijavanje, posude za novi i za rabljeni prah, vaga za miješanje u propisanome omjeru, usisavač s posebnim filtrom i osobna zaštitna oprema. U pogonu se to obično smješta u zasebnu prostoriju, jer se fini prah diže u zrak i taloži po svemu.
Odaberi izvedbu.
Izbor materijala uži je nego kod istiskivanja, jer polimer mora zadovoljiti nekoliko uvjeta odjednom: imati dovoljno širok razmak između tališta i temperature kristalizacije, biti dostupan u obliku kuglastih zrna veličine oko 50 µm i podnijeti dugotrajno grijanje bez raspadanja. Zbog toga je poliamid desetljećima gotovo bez konkurencije.
Klikni vrstu praha.
Prah koji je ostao u komori bio je satima na visokoj temperaturi, pa mu se svojstva mijenjaju — molekule se produljuju, zrna gube oblik, a površina dijela izrađenog od takva praha postaje hrapava i naborana. Zato se neizgrađeni prah prosijava i miješa s novim, u omjeru koji propisuje proizvođač; uobičajeno je od trideset do pedeset posto novoga praha u svakoj šarži.
O tome se vodi evidencija. Udio osvježenoga praha jedan je od podataka koji se bilježi uz dio, jer izravno utječe na svojstva, a kod odgovornih dijelova ulazi i u dokumentaciju.
Fini polimerni prah lebdi u zraku i ulazi u dišni sustav, a u velikoj količini može i gorjeti. Radi se s maskom, rukavicama i naočalama, usisava se usisavačem s posebnim filtrom — nikada običnim — i ne raspuhuje se stlačenim zrakom po prostoriji. Kod metalnih prahova mjere su još strože.
Kod ovoga postupka posao počinje prije stroja — slaganjem dijelova u obujam komore — i završava dugo nakon njega, čišćenjem praha i obradbom plohe.
Klikni korak.
Dio izvađen iz praha je mat, zrnat i porozan. Pjeskarenjem se uklanja prionuli prah i ujednačuje izgled; bubnjanjem se plohe zaglađuju; bojanjem u kupki dobiva se ujednačena boja kroz cijelu poroznu ljusku, što je kod ovoga postupka uobičajen način bojenja. Za dijelove koji moraju biti nepropusni predviđa se brtvljenje ili impregnacija, jer je materijal sam po sebi porozan.
Srašćivanje praha daje dijelove koji rade: žilave, gotovo izotropne, bez potpora i bez ograničenja na previse, uz mogućnost da se komora napuni u sva tri smjera. Cijena je hrapava ploha, slabija točnost, obvezno rukovanje prahom i dugo hlađenje. Kad zadatak traži funkcionalan dio u maloj seriji, ovo je prvi izbor u modulu; kad traži gladak i fin prikaz, vraća se na smolaste postupke.
Odgovor se zaključava nakon prvoga klika, uz objašnjenje zašto je točan.