Was ist lasersintern?

Lasersintern (Laser Sintering)

Lasersintern, auch bekannt als selektives Lasersintern (SLS), ist ein 3D-Druckverfahren, das Pulvermaterialien verwendet, um dreidimensionale Objekte Schicht für Schicht aufzubauen. Es gehört zu den Pulverbettverfahren.

Prozessablauf:

1. Pulverbettpräparation: Eine dünne Schicht des Pulvermaterials wird gleichmäßig auf einer Bauplattform verteilt.
2. Lasersintern: Ein Laserstrahl (meist CO2-Laser) scannt die Querschnittsgeometrie des zu erstellenden Objekts auf der Pulverschicht. Die Energie des Lasers schmilzt oder sintert die Pulverpartikel an den bestrahlten Stellen zusammen.
3. Schichtauftrag: Nach dem Sinterprozess wird die Bauplattform abgesenkt und eine neue Schicht Pulver wird aufgetragen.
4. Wiederholung: Die Schritte 2 und 3 werden wiederholt, bis das gesamte Objekt aufgebaut ist.
5. Entpulvern: Nach dem Abschluss des Druckprozesses wird das Bauteil aus dem Pulverbett entnommen und von überschüssigem Pulver befreit.
6. Nachbearbeitung (optional): Je nach Material und Anforderung können zusätzliche Nachbearbeitungsschritte wie Entspannungsglühen, Oberflächenbehandlung oder Beschichtung erforderlich sein.

Materialien:

Lasersintern kann mit einer Vielzahl von Materialien durchgeführt werden, darunter:

• Polymere (z.B. Polyamid (PA), Polystyrol (PS), Polypropylen (PP))
• Metalle (z.B. Aluminium, Stahl, Titan) (als Direktes Metall-Lasersintern (DMLS) oder Selektives Laserschmelzen (SLM))
• Keramiken
• Komposite

Vorteile:

• Geometrische Freiheit: Ermöglicht die Herstellung komplexer Geometrien und filigraner Strukturen.
• Keine Stützstrukturen (in den meisten Fällen): Das umgebende Pulver dient als Stützmaterial.
• Materialvielfalt: Kompatibel mit einer breiten Palette von Materialien.
• Hohe Festigkeit und Haltbarkeit: Bauteile weisen in der Regel gute mechanische Eigenschaften auf.
• Funktionale Prototypen und Kleinserien: Ideal für die Herstellung von funktionalen Prototypen und Kleinserien.

Nachteile:

• Oberflächenrauigkeit: Die Bauteile haben in der Regel eine höhere Oberflächenrauigkeit als bei anderen Verfahren.
• Thermischer Verzug: Kann bei bestimmten Materialien und Geometrien auftreten.
• Materialkosten: Pulvermaterialien können teuer sein.
• Prozesszeit: Kann relativ lange dauern.

Anwendungen:

• Prototypenbau: Schnelle Herstellung von Prototypen zur Designvalidierung.
• Werkzeugbau: Herstellung von Werkzeugeinsätzen und Formen.
• Medizintechnik: Herstellung von Implantaten und medizinischen Geräten.
• Luft- und Raumfahrt: Herstellung von leichten und hochfesten Bauteilen.
• Automobilindustrie: Herstellung von individualisierten Bauteilen und Kleinserien.

Varianten:

• Selektives Laserschmelzen (SLM): Vollständiges Aufschmelzen des Pulvers (hauptsächlich bei Metallen).
• Direktes Metall-Lasersintern (DMLS): Ähnlich wie SLM, verwendet jedoch oft eine niedrigere Laserleistung und sintert das Metallpulver nur an.