Домашняя революция в 3D-печати металлами: использование SLM и оптоволоконных граверов / Хабр

Слм

Схема технологии SLM:

Домашняя революция в 3D-печати металлами: использование SLM и оптоволоконных граверов

В последнее время мир 3D-печати переживает настоящую революцию благодаря появлению доступных технологий печати металлом. Одно из самых примечательных нововведений — использование технологии Selective Laser Melting (SLM) в сочетании с обычными оптоволоконными настольными граверами, что позволяет осуществлять печать металлом прямо дома.

Автор — Alexey Bykovskiy

Технология SLM в домашних условиях Selective Laser Melting (SLM) — это процесс, при котором металлический порошок плавится лазером для создания твердых объектов по слоям. Традиционно это было прерогативой промышленных установок, но мы попробовали добиться результата в домашних условиях. Суть инновации заключается в применении стандартных оптоволоконных настольных граверов, которые модифицированы для работы с Алюминий-магниевым порошком. Нужен был бункер для точного дискретного перемещения плоскости для печати.

Одной из уникальных особенностей системы является «бункер» для металлического порошка, напечатанный на обычном 3D-принтере из пластика. Основная задача была сделать дешево, так как это эксперимент. Напечатал «шахту бункера» внутри плотно перемещается вверх вниз кубик из пластика, кубик плотно подогнан по стенкам. В качестве механизма дискретного перемещения на заданное расстояние служит стопка нарезанной бумаги. Толщина листов задает и толщину будущего слоя. Алюминиевый порошок подается в бункер просто засыпается прям сверху и равняется ракелем. Уникальность конструкции в том, что опускание площадки для печати выполняется вручную. Пользователь вынимает тонкие листы из под кубика, благодаря чему площадка опускается на заданное расстояние и позволяет лазеру обрабатывать новый слой порошка.

Для разбиения STL файла на слои мне пришлось написать плагин для программы EzCAD2. Данный плагин способен загружать модель и затем разбивать ее на слои заданной толщины. Бывают случаи, когда модель нужно напечатать, а бывают случаи, когда модель должна быть в негативе, и печатать нужно все вокруг, а сама модель как бы вычитается из болванки. Есть и такая функция. Так что с разбиением модели проблем не возникало.

Так как после «печати» каждого слоя программа должна была стоять и ждать команды пока оператор вынимал бумажки, равнял порошок, нажимал педаль для печати следующего слоя, необходимо было прописать на некоторые пины ту самую педаль и научить программу ждать команды. Но в принципе, это не было сложно.

Итак следующим этапом пробуем что то напечатать. А точнее кольцо (скачено бесплатно)

Как видно, без инертного газа, порошок просто сгорает, но было трудно держать телефон в мешке. Мешок буквально это полиэтиленовый мешок который был призван создать герметичную камеру.

так был подключен баллон с Аргоном, кстати алюминиевый сплав был выбран так как у него низкая относительно порошка из нержавейки температура плавления. Для лазерных источников Raycus 50W QB хорошо подходит.

Итак вернемся, для съемки даже короткого ролика приходилось открывать мешок и аккуратно опускать камеру, пока атмосферный воздух и Аргон не слишком перемешались, удалось записать короткое видео.

Весь газ в результате улетучивался и приходилось наполнять мешок заново, не думаю что в таких дозах дышать Аргоном вредно. Газ инертный, но главное что улетучивался газ и в процессе печати. приходилось , каждый слой я печатал в надутом мешке потом приспускал его чтобы ракелем нанести новый слой и затем надувал мешок снова. Занятие «такое себе»

итак после 8 часов эксперимента, вот что получилось:

как видно было несколько попыток, две или три я не стал фотографировать так как там нечто было смотреть. Вывод, технология пригодна для «Печати в домашних условиях» но требует сноровки.

Порошок: Алюминий-магниевый сплав

программное обеспечение: EzCAD2

Методология проведения эксперимента:

  1. Цель исследования: Адаптация технологии SLM, традиционно используемой в промышленности, для применения в домашних условиях.
  2. Используемые материалы и оборудование:
    • Материалы: Алюминий-магниевый порошок для 3D-печати.
    • Используемый газ: Аргон
    • Оборудование: Стандартные оптоволоконные настольные гравер с источником Raycus 50W QB, модифицированные для работы с металлическим порошком.
    • Бункер для порошка: Пластиковый, напечатан на 3Д принтере. с ручным разглаживанием порошка и ручным вертикальным сдвигом за счет листов определенной толщины.
  3. Модификация оборудования: Гравер был адаптированы для данного эксперимента, путем выведения дополнительной кнопки и программирование макроса, таким образом что после каждого слоя у оператора была возможность спустить вниз пластиковый бункер, разгладить новую порцию порошка и вновь закачать газ в мешок.
  4. Разработка дополнительного устройства (бункер): Создание бункера для точного и дискретного перемещения плоскости печати. размеры печатаемой области 25*25*25мм сам бункер выполнен из пластика но на дне печатной площадки приклеена металлическая пластинка 20*20мм. Подвижная часть бункера сдвигается вниз дискретно толщине используемых пластинок. Использовался картон толщиной 0.7мм
  5. Процесс печати:
    • Подготовка: Подготовка материалов, по всей плоскости бункера наносился плавкий порошок затем в полиэтиленовый пакет нагнетался газ Аргон из баллона заранее был подготовлен файл который включал 28-30 слоев на которые была разбита 3Д STL модель кольца. Калибровка лазерного маркератора проводится до начала работ и выполняется в программе, соответствующими настройками в меню Param F3.
    • Калибровка толщины слоя проводится путем измерения толщины листов материала который расположен под бункером.
    • Процесс печати: Порошок засыпается в ручную, первый слой должен припечься к металлической пластине на дне пластикового кубика. далее закачиваем газ. затем нажимаем педаль, лазер понимает нажатие как команду на старт, лазер спекает первый слой порошка. затем мешок открывается, лазер находится в режиме ожидания следующего нажатия педали. Затем вынимается один лист (в моем случае картон 0,7мм). Следом в ручную насыпается не большое произвольное количество алюминиевого порошка. Затем аккуратно ракелем порошок разглаживается. диаметр частиц примерно 50 мкм поэтому толщина слоя около 15-20 частиц. это легко спекает лазер и достаточно чтобы не создавать трение между ракелем и уже напечатанным слоем в момент разглаживания.
    • Контроль процесса: Мониторинг и регулировка параметров печати в реальном времени визуально оператором.
  6. Результаты и оценка: Шероховатость поверхности примерно 200-300 мкм, измерить геометрию возможно на других моделях, например кубиках с заранее заданными размерами высоты ширины и длины, такой замер производился на этапе калибровки и точность калибровки равнялась 200мкм.
  7. Проблемы и решения: Проблемы были с герметичностью мешка, так как его нужно было открывать и наполнять газ расходовался очень быстро. Для дальнейшего использования нужна автоматическое движение пластикового кубика внутри бункера, так можно создать герметичную комнату и не открывать ее постоянно.
  8. без Аргона алюминий-магниевый порошок просто сгорает.
  • печать металлом
  • 3д принтер
  • SLM печать металлом
  • печать металлом дома
  • 3д печать металлом diy
  • лазерный гравер 3Д принтер
  • 3D-принтеры
  • DIY или Сделай сам
  • Лазеры
  • Инженерные системы
  • Data Engineering

Лечение синдрома лестничной мышцы

Мы рассмотрели доказательства касательно эффектов любого лечения при синдроме лестничной мышцы (СЛМ — TOS).

Актуальность

СЛМ (TOS) является одним из самых спорных диагнозов в медицине. Понятие СЛМ (TOS) представляет собой три синдрома: форма, при которой сдавливается плечевое сплетение (комплекс нервов в области шеи и подмышки); форма, при которой сдавливаются большие кровеносные сосуды верхней части грудной клетки; и болезненный неспецифический или спорный СЛМ (TOS). Человек с СЛМ (TOS) может иметь такие симптомы, как боль в области плеча и шеи, которая может распространяться в руку и переднюю часть грудной клетки; слабость; изменение чувствительности; отек; и ограниченный приток крови к пораженной руке. Различные причины СЛМ (TOS) включают дополнительное ребро в области шеи, различия в форме костей позвоночника, патологический тяж ткани под кожей, и аномалии прикрепления мышц к костям в области шеи. СЛМ (TOS) часто ассоциируют с травмами в прошлом.

Из-за отсутствия общепринятых стандартов для установления диагноза СЛМ (TOS) для целей настоящего обзора мы решили положиться на диагностику СЛМ (TOS), сделанную исследователями вошедших в обзор исследований. СЛМ (TOS) часто диагностируется после исключения других причин односторонних симптомов, таких как боль, слабость, потеря чувствительности, или всех трех одновременно. Большинство людей с диагнозом СЛМ (TOS) имеют спорную форму.

Мы провели широкий поиск клинических испытаний по лечению СЛМ (TOS). Мы хотели выяснить, является ли какое-либо лечение эффективным и имеются ли вредные последствия лечения.

Характеристика исследований

Наш систематический поиск выявил два клинических испытания. В одном клиническом испытании сравнивали эффективность операции по удалению первого ребра (подмышечная резекция первого ребра) с операцией, в которой хирург освобождал нервы от окружающих тканей (нейропластика) без удаления ребра, у 55 человек со спорной формой СЛМ (TOS). Участники не ответили на нехирургические методы лечения. Средняя продолжительность наблюдения составила 37 месяцев. Второе клиническое испытание проанализировало 19 человек, которых двойным слепым методом подвергли воздействию одной инъекции ботулинического токсина (миорелаксанта) в лестничную мышцу шеи, и 18 человек из группы плацебо, которые не получали активную инъекцию, с последующим наблюдением в течение шести недель, трёх месяцев и, что особенно важно для целей настоящего обзора, шести месяцев.

Результаты и качество доказательств

Существует очень низкое качество доказательств того, что удаление ребра уменьшает боль при «спорном» СЛМ (TOS) более, чем процедура нейропластики. Мы определили проблемы дизайна исследования, которые могли повлиять на исход клинического испытания. Не было каких-либо неблагоприятных эффектов в обеих группах. Не было исследований, сравнивающих хирургическое лечение с отсутствием лечения. Клиническое испытание, сравнивавшее вмешательство — инъекции ботулотоксина — с плацебо, предоставляет умеренные доказательства того, что эта процедура значимо не уменьшает боль или показатели нетрудоспособности в долгосрочной перспективе, хотя не было каких-либо неблагоприятных явлений, связанных с этой процедурой, по сравнению с плацебо.

Этот систематический обзор показал, что не существует достаточных доказательств того, что принятые меры помощи при СЛМ (TOS) являются полезными в облегчении боли. Пока не будут выполнены рандомизированные клинические испытания высокого качества, сравнивающие различные вмешательства при СЛМ (TOS), решение о лечении и выбор соответствующего лечения будет основан на индивидуальных предпочтениях человека и лечащего врача.

Доказательства актуальны по июнь 2014 года.

Если вы нашли эти доказательства полезными, рассмотрите возможность пожертвования в Кокрейн. Мы — благотворительная организация, которая предоставляет доступные доказательства , чтобы помочь людям принимать решения о здоровье и помощи.

Заметки по переводу:

Перевод: Хазиахметова Вероника Николаевна. Редактирование: Зиганшина Лилия Евгеньевна. Координация проекта по переводу на русский язык: Казанский федеральный университет. По вопросам, связанным с этим переводом, пожалуйста, свяжитесь с нами по адресу: [email protected]

Минусы

  • Подготовка. Важно проектировать деталь таким образом, чтобы вероятность возникновения искажений и отрыва модели была минимальна, предусмотреть поддержки и продумать размещение детали на платформе. Отсюда и следующий минус.
  • Кадры. Для работы с SLM-принтером нужен опытный и квалифицированный персонал, рабочее время которого стоит дорого. И это часть следующего минуса.
  • Стоимость. Помимо затрат на персонал, SLM-3D-принтеры требуют серьезных расходов на материалы для печати и эксплуатацию, да и на покупку тоже, ведь это дорогостоящее промышленное оборудование, а также на подходящее помещение.

Металлические аддитивные технологии производства, такие как SLM и DMLS, особенно полезны для создания уникальных металлических деталей не производимых серийно, которые полностью функциональны и получены в кратчайшие сроки. Некоторые из них не могут быть изготовлены традиционными методами, в силу их технологических ограничений.

Сплавы, используемые в SLM, выдерживают высокое давление газа и высокую температуру, что также позволяет использовать детали, изготовленные с помощью данной технологии, в различных областях машиностроения и химической промышленности.

Если вас интересует применение SLM на вашем производстве, свяжитесь со специалистами Top 3D Shop для подбора оптимального оборудования, соответствующего вашим целям и задачам.

Источники:

https://addtechno.ru/slm&rut=b5fd6b961614d3f0a6b1c76d9b8fa4669ff88109a45be7ea972dbd541f9f1b88
https://www.youtube.com/watch?v=2QVHet5GgoU&rut=b5a71283c16bd39f95f0bc318bcd9f64544ed2cde6f79a7730a504d9f69dfe9d
https://habr.com/ru/articles/785394/&rut=a23376294fc26afe308e070197e28c431401e805812d3e7078e80491b65937c0
https://vektorus.ru/blog/slm-pechat.html&rut=f08687153207f2e1dbc2a32abe8bd293b7bf6767e84f6be95e3cdf90e620cb3f
https://3dtoday.ru/wiki/SLM_print&rut=e5173afbdc85f19589b51eab6341ce022707eaab65fc3fcea438bd1e7031b7aa
https://www.jsadditive.com/ru/news/whats-the-slm-process-in-3d-printing/&rut=202a75dc26ef06fdcebd9c728d02d2ede7277b8f8d4c4e4e56ad8e8092bbbc8d
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1-%D0%9B-%D0%9C&rut=18e051ff8536eb18d846b37e1b10035d6c564e892d583e990384f6e3214e72d0
https://www.cochrane.org/ru/CD007218/NEUROMUSC_lechenie-sindroma-lestnichnoy-myshcy&rut=3738fb57d496972d08242dd4791cae9c834ae95959da0226af2df0dcbda8a45d
https://top3dshop.ru/blog/slm-3d-metal-printing-guide.html&rut=30ee3f0dd2fa3973ec06cc7a5bd176d0a454e7916f1accd8b9b09490f22908d3