1, Limitaciones materiales
Actualmente son principalmente apropiados para materiales metálicos como acero inoxidable, aleaciones de titanio, aleaciones de aluminio, etc., pero los posibles tipos de materiales para la tecnología SLM son algo limitados. La tecnología SLM tiene actualmente grandes restricciones para el uso de materiales no metálicos. Esto se relaciona principalmente con las cualidades únicas de la tecnología de moldeo SLM, mediante la cual algunos materiales son propensos a agrietarse, deformarse y otros problemas durante el procesamiento, lo que restringe la variedad de materiales que pueden manipularse. Además, es necesaria una alta pureza de las materias primas para el moldeo SLM a fin de reducir el impacto de los contaminantes en el proceso de moldeo. Los materiales de alta pureza tienen unos costes de adquisición algo elevados, lo que eleva aún más los costes de fabricación.
Para algunos materiales con cualidades o arquitecturas únicas, como materiales compuestos, nanomateriales, etc., la tecnología de moldeo SLM tiene dificultades de procesamiento bastante importantes. Para lograr un moldeado eficaz, estos materiales únicos a veces necesitan procesamiento bajo ciertas condiciones de proceso. En consecuencia, las modificaciones de procesos y los avances técnicos basados en las propiedades de estos materiales únicos se han convertido en un foco importante para el avance de la tecnología SLM.
2, Rendimiento mecánico insuficiente
Aunque la tecnología SLM produce piezas metálicas con alta densidad e indicadores de rendimiento mecánico superiores, con una resistencia a la tracción superior a la de las piezas fundidas, e incluso pueden alcanzar el nivel de las forjadas, sus cualidades mecánicas aún tienen fallas. Las características del proceso de moldeo SLM podrían provocar variaciones en la densidad de las piezas en varias direcciones, produciendo por tanto propiedades mecánicas desiguales. Ciertas partes de la pieza pueden contener poros y polvo sin fundir durante todo el proceso de fabricación debido a las características del polvo y a la distribución de energía del rayo láser, que pueden influir en la densidad y las cualidades mecánicas.
Además, la tensión térmica producida por la rápida fusión y enfriamiento durante el moldeo SLM podría causar deformación o fractura de la pieza. Además, la tensión residual en su interior podría influir en las características mecánicas del componente, lo que reduciría la resistencia a la corrosión y la resistencia a la fatiga. Las cualidades mecánicas de las piezas pueden variar dependiendo de elementos como los parámetros del proceso de moldeo SLM, los materiales en polvo y el postratamiento; ejemplos de tales variaciones son la dureza, la resistencia a la tracción y la resistencia a la compresión. Las fluctuaciones en este rendimiento mecánico podrían restringir el uso de la tecnología SLM en algunas aplicaciones de alta precisión o alta confiabilidad.
3, Problemas de precisión en el procesamiento
Dado que la tecnología SLM tiene una precisión dimensional bastante baja, alcanzar el nivel micrométrico es un desafío. Esto se debe principalmente a las dificultades para gestionar con precisión la fusión, solidificación y contracción del polvo metálico durante el proceso de moldeo, lo que produce dimensiones inestables de las piezas moldeadas. Por lo general, es necesario un posprocesamiento como esmerilado, pulido, etc. para aumentar la precisión dimensional de las piezas moldeadas. Mientras tanto, estas técnicas de procesamiento podrían influir en las cualidades mecánicas y la calidad superficial de las piezas moldeadas.
Además, la rugosidad superficial bastante alta es crucial para la precisión del mecanizado del proceso de moldeo SLM. El control de la rugosidad de la superficie a un nivel bajo es un desafío en el polvo metálico debido a sus complejos procesos de fusión, flujo y solidificación durante todo el proceso de formación. En el siguiente uso de piezas moldeadas, una mala rugosidad de la superficie podría causar concentración de tensiones, corrosión y otros problemas. Por lo tanto, una dificultad importante que enfrenta el desarrollo de la tecnología SLM es cómo reducir la rugosidad de la superficie y aumentar la calidad de la superficie de las piezas moldeadas optimizando los parámetros del proceso y los procedimientos de posprocesamiento en el proceso de moldeo SLM.
4, Baja eficiencia de producción
Un tiempo de moldeo más largo y una peor eficiencia de producción se derivan del apilamiento de material capa por capa requerido por el método de moldeo SLM. Las técnicas de moldeo SLM tienen menos eficiencia de producción, más ciclos de fabricación y más gastos que las técnicas de fabricación sustractivas convencionales. Además, la maquinaria de moldeo SLM es complicada en estructura y costosa en mantenimiento. La avería del equipo podría provocar un tiempo de inactividad prolongado, lo que influiría en el progreso de la producción, aumentaría los costos de mantenimiento y, por tanto, generaría riesgos de producción.
Además, los materiales de moldeo disponibles limitan la eficiencia de producción de la tecnología SLM. Los distintos materiales tienen distintos parámetros de procesamiento y criterios de rendimiento, que exigen optimización y ajuste para cada material, lo que extiende el tiempo y el costo de producción. Por tanto, uno de los principales problemas que debe resolverse en la evolución de la tecnología SLM es cómo aumentar la eficiencia de producción de la tecnología SLM y reducir los gastos de fabricación.
5, Alto costo
Tres reflejos clave del alto costo de la tecnología SLM son los relacionados con el costo de compra de equipos, el costo de la materia prima y el costo de mantenimiento. El costo de fabricación del equipo es algo significativo en las operaciones de moldeo SLM ya que allí se utilizan láseres y sistemas de escaneo de alta precisión. Al mismo tiempo, el proceso de moldeo SLM carece de economías de escala y requiere una cantidad bastante pequeña de equipos, lo que genera aumentos aún mayores en los precios de adquisición de equipos.
Generalmente compuesto de metales en polvo, el moldeado SLM utiliza materias primas con gastos de preparación y procesamiento algo importantes. La baja tasa de uso de materias primas impide reciclar el polvo residual, lo que aumenta los costos de materia prima. Además, el mantenimiento y conservación frecuentes de los equipos de proceso de moldeo SLM garantizan su rendimiento normal y su vida útil. La gran complejidad de la tecnología hace que los gastos de mantenimiento y conservación sean algo elevados.
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