SLS (parte I)

SLS = Selective Laser Sintering (Sinterizzazione Laser Selettiva) è un processo di fabbricazione a strati successivi che permette di generare oggetti in 3 dimensioni costruendoli mediante successivi strati di materiale in polvere che vengono deposti uno sopra all'altro.
Il legame del materiale (binding) avviene avviene fornendo energia termica attraverso un raggio laser focalizzato.
La tecnologia SLS viene utilizzate in diversi ambiti:

• Prototpazione rapida (Rapid Prototyping RP) : viene realizzato un prototipo utilizzato per studiare le caratteristiche dimensionali dell'oggetto finale.
• Fabbricazione rapida (Rapid Manufacturing RM) : viene realizzato direttamente l'oggetto finale
• Fabbricazione rapida di intermedi (Rapid Tooling RT) : viene realizzato il tool intermedio (esempio stampo per estrusioni in plastica) necessario a produrre gli oggetti finali.

La classificazione dei processi RT e RM può essere fatta in base a diverse categorie.

1. Tipo di materiale utilizzato (plastica, metallo, ceramica o compositi)
2. Tipo di meccanismo di legame realizzato

La figura seguente mostra i diversi meccanismi di legame che possono essere coinvolti nella tecniche di SLS

(tratto da http://utwired.engr.utexas.edu/lff/symposium/proceedingsArchive/pubs/Manuscripts/2004/2004-06-Kruth.pdf)


Il tipo di legame realizzato dipende dal tipo di materiale utilizzato. In particolare:

• SSS = Sinterizzazione allo Stato Solido: detta TF la temperatura di fusione del materiale, il processo SSS avviene a temperatura comprese tra TF/2 e TF. Tali temperature non sono in grado di portare il materiale in fusione, ma danno avvio ad una serue di reazioni chimiche e fisiche (di cui la più importante è la diffusione) che portano alla creazione di ponti di collegamento tra i vari granuli di materiale.
• Legame indotto chimicamente: in questo caso l'impulso laser fornisce energia bastante a ditruggere i legami chimici dei composti. Gli elementi liberati si ricombinano chimicamente a formare nuovi legami che tengono insieme i granuli.
• LPS = Liquid Phase Sintering (Sinerizzazione in fase liquida - fusione parziale): in questo caso si utilizzano dei composti che sono una miscela di meteriale strutturale e materiale legante. L'energia fornita dal raggio laser è sufficiente a fondere il legante ( o parte di esso) che in tal modo tiene assieme i granuli di materiale strutturale.
• Fusione completa : in questo caso il materiale viene completamente fuso e, raffreddandosi, forma nuovi legami che solidifucano la forma. Questo tipo di legame permette di avere materiali più densi (con poche microcavità interne) e con caratteristiche fisiche e meccaniche comparabili con quelle ottenute con altri tipi di lavorazioni meccaniche (fusione + lavorazioni meccaniche sottrattive)