1, Limitações materiais
Atualmente mais apropriado para materiais metálicos, como aço inoxidável, ligas de titânio, ligas de alumínio, etc., os possíveis tipos de materiais para a tecnologia SLM são um tanto limitados. A tecnologia SLM atualmente possui grandes restrições para o uso de materiais não metálicos. Isto está principalmente relacionado às qualidades únicas da tecnologia de moldagem SLM, em que alguns materiais são propensos a rachaduras, empenamentos e outros problemas durante o processamento, restringindo assim a gama de materiais que podem ser manuseados. Além disso, a alta pureza das matérias-primas é necessária para a moldagem SLM, a fim de diminuir o impacto dos contaminantes no processo de moldagem. Materiais de alta pureza têm custos de aquisição um tanto elevados, o que aumenta ainda mais os custos de fabricação.
Para alguns materiais com qualidades ou arquiteturas únicas, como materiais compósitos, nanomateriais, etc., a tecnologia de moldagem SLM apresenta dificuldades de processamento bastante significativas. Para obter uma moldagem eficaz, esses materiais exclusivos às vezes precisam de processamento sob certas condições de processo. Consequentemente, modificações de processos e avanços técnicos baseados nas propriedades desses materiais únicos tornaram-se um foco importante para o avanço da tecnologia SLM.
2, Desempenho mecânico insuficiente
Embora a tecnologia SLM produza peças metálicas com alta densidade e indicadores de desempenho mecânico superiores, com resistência à tração tão grande quanto a das peças fundidas, podendo até atingir o nível das forjadas, suas qualidades mecânicas ainda apresentam falhas. As características do processo de moldagem SLM podem causar variações na densidade das peças em diversas direções, produzindo assim propriedades mecânicas irregulares. Certas partes da peça podem conter poros e pó não derretido durante todo o processo de fabricação devido às características do pó e à distribuição de energia do feixe de laser, o que pode influenciar a densidade e as qualidades mecânicas.
Além disso, a tensão térmica produzida pela rápida fusão e resfriamento durante a moldagem SLM pode causar deformação ou fratura da peça. Além disso, influenciando as características mecânicas do componente poderia estar a tensão residual dentro dele, diminuindo assim a resistência à corrosão e a resistência à fadiga. As qualidades mecânicas das peças podem variar dependendo de elementos como parâmetros do processo de moldagem SLM, materiais em pó e pós-tratamento; exemplos de tais variações são dureza, resistência à tração e resistência à compressão. As flutuações neste desempenho mecânico podem restringir o uso da tecnologia SLM em algumas aplicações de alta precisão ou alta confiabilidade.
3, Problemas de precisão de processamento
Como a tecnologia SLM tem uma precisão dimensional bastante baixa, atingir o nível micrométrico é um desafio. Isto decorre principalmente das dificuldades em gerenciar com precisão a fusão, solidificação e encolhimento do pó metálico durante o processo de moldagem, produzindo, portanto, dimensões instáveis das peças moldadas. Normalmente, o pós-processamento como retificação, polimento, etc. é necessário para aumentar a precisão dimensional das peças moldadas. Estas técnicas de processamento, entretanto, podem influenciar as qualidades mecânicas e a qualidade superficial das peças moldadas.
Além disso, crucial para a precisão da usinagem do processo de moldagem SLM é sua rugosidade superficial bastante elevada. O controle da rugosidade da superfície em um nível baixo é um desafio no pó metálico devido aos seus complexos processos de fusão, fluxo e solidificação durante todo o processo de conformação. No uso seguinte de peças moldadas, a baixa rugosidade da superfície pode causar concentração de tensão, corrosão e outros problemas. Assim, uma grande dificuldade enfrentada pelo desenvolvimento da tecnologia SLM é como diminuir a rugosidade superficial e aumentar a qualidade superficial das peças moldadas, otimizando os parâmetros do processo e os procedimentos de pós-processamento no processo de moldagem SLM.
4, Baixa eficiência de produção
Maior tempo de moldagem e pior eficiência de produção decorrem do empilhamento de material camada por camada exigido pelo método de moldagem SLM. As técnicas de moldagem SLM têm menos eficiência de produção, mais ciclos de fabricação e mais despesas do que as técnicas convencionais de fabricação subtrativa. Além disso, complicadas em estrutura e caras em manutenção são as máquinas de moldagem SLM. A quebra do equipamento pode causar tempos de inatividade prolongados, influenciando assim o progresso da produção, aumentando os custos de manutenção e gerando riscos de produção.
Além disso, os materiais de moldagem disponíveis restringem a eficiência de produção da tecnologia SLM. materiais distintos possuem parâmetros de processamento e critérios de desempenho distintos, que exigem otimização e ajuste para cada material, ampliando assim o tempo e o custo de produção. Assim, um dos principais problemas que devem ser resolvidos na evolução da tecnologia SLM é como aumentar a eficiência da produção da tecnologia SLM e reduzir as despesas de fabricação.
5, Alto custo
Três reflexos principais do alto custo da tecnologia SLM são aqueles relacionados ao custo de aquisição de equipamentos, custo de matéria-prima e custo de manutenção. O custo de fabricação do equipamento é um tanto significativo nas operações de moldagem SLM, uma vez que ali são utilizados lasers de alta precisão e sistemas de digitalização. Ao mesmo tempo, o processo de moldagem SLM carece de economias de escala e exige um número bastante pequeno de equipamentos, o que impulsiona ainda mais aumentos nos preços de aquisição de equipamentos.
Geralmente composta de metais em pó, a moldagem SLM utiliza matérias-primas com despesas significativas de preparação e processamento. A baixa taxa de utilização de matérias-primas impossibilita a reciclagem do pó residual, aumentando assim os custos da matéria-prima. Além disso, a manutenção frequente dos equipamentos do processo de moldagem SLM garante seu desempenho normal e vida útil. A grande complexidade da tecnologia faz com que as despesas de manutenção e conservação sejam um tanto onerosas.
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