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Selektives Lasersintern

Selektives Lasersintern (SLS) ist ein generatives Fertigungsverfahren, das mit Hilfe eines Lasers Kunststoff- oder Metallpulver zu einem fertigen Bauteil zusammenschweißt.

Durch eine Software werden die 3D CAD-Daten geslicet. D.h., es wird üblicherweise ein STL-Format durch das Slicen Schicht für Schicht berechnet. Diese Schichten werden auf den 3D-Drucker übertragen und dort gefertigt.

Folgende Lasertypen werden eingesetzt:

  • CO2 Laser
  • Nd: YAG Laser (Festkörperlaser)
  • Faserlaser
Lasersintern/ Laserschmelzen - Prinzipdarstellung
Lasersintern/ Laserschmelzen – Prinzipdarstellung (Copyright by Netzkonstrukteur)

Fertigungsschritte beim selektiven Lasersintern

Mit Hilfe einer Rakel oder einer Walze wird Pulver vollflächig auf eine Grundplatte aufgebracht. Der eingesetzte Laser sintert oder schmilzt das Pulver, indem dieses seine Energie absorbiert.

Anschließend wird eine neue Schicht Pulver aufgetragen. Dieses befindet sich entweder in einer Pulverplattform oder als Vorrat in der Rakel. Es sind Schichtdicken von 0,001 – 0,2 mm möglich.

Die Pulverkörner werden dabei nur partiell aufgeschmolzen. Man nennt dies deshalb Flüssigphasensinterprozess. Beim selektiven Laserschmelzen (SLM) hingegen, wird das Pulver vollständig aufgeschmolzen.

Das überschüssige Pulver kann nach dem Sinterprozess aufgrund der thermischen Kontamination zu etwa 50% wieder verwendet werden.

Im Video über Lasersintern von EOS Tooling wird der Fertigungsprozess ausführlich erklärt.

Vorteile

  • Formlose Fertigung
  • Materialersparnis
  • Geometriefreiheit
  • Hinterschnitte möglich
  • Kostenersparnis

Nachteile

  • nur 50% des überflüssigen Pulvers wieder verwendbar
  • hoher Energieeinsatz

Lasermikrosintern

Das Lasermikrosintern ist eine spezielle Form des Lasersinterns. Dabei werden Mikrostrukturen mit einem Nanopulver erzeugt. Der Laser erzeugt kurze Pulse. Der Prozess findet in einer Vakuumkammer statt. Durch den Einsatz einer Ringrakel sind extrem dünne Pulverschichten möglich (feiner als 30µm).

Neuerdings können auch keramische Pulver in hoher Qualität gesintert werden.

Selektives Lasersintern im Vergleich zu anderen Verfahren

  • selektives Lasersintern (SLS)
    • Material: Kunststoffpulver, metallische oder keramische Pulver
    • Auflösung: 1 – 200 µm
    • Umgebung: beim Lasermikrosintern Vakuum

Andere generative Fertigungsverfahren/ 3D Druckverfahren:

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