SLS 3D-Druck Metall

Der dreidimensionale (3D) Metalldruck mittels selektivem Lasersintern (SLS) ist ein Verfahren zur Herstellung von Objekten aus technischen Konstruktionsdateien durch Sintern, d. h. die Laserverschmelzung von Schichten aus pulverförmigem Material zur Herstellung eines Objekts. SLS wurde erstmals Mitte der 1980er Jahre entwickelt und ist bei Ingenieuren und Herstellern aufgrund seiner Erschwinglichkeit, Geschwindigkeit, Genauigkeit und Festigkeit als bevorzugte Methode für die Herstellung von Prototypen beliebt.

Dieser Artikel befasst sich mit dem SLS-3D-Druck von Metall, seinen Vorteilen, typischen Anwendungen und Vorteilen.

SLS ist das heute am häufigsten verwendete 3D-Pulverbettdrucksystem.  Es handelt sich um eine additive Fertigungstechnologie (AM), bei der ein Objekt durch schichtweises Konstruieren (Drucken) hergestellt wird. Ein Hochleistungslaser baut das Teil in einem Bett aus vorgewärmtem Pulver Schicht für Schicht nach einer dreidimensionalen Computerzeichnung auf.

Der Laser verschmilzt die Pulverpartikel, und das Pulverbett stützt das Produkt während des Aufbaus; dadurch entfällt die Notwendigkeit einer internen strukturellen Unterstützung des Produkts. Das Pulverbett ist mit einem Walzensystem ausgestattet, das vor dem Sinterprozess dünne Pulverschichten aufträgt. Das fertige Produkt muss abkühlen, und loses Pulver muss in einem Reinigungsverfahren nach dem Druckvorgang entfernt werden. Das verbleibende ungesinterte Pulver kann für den nächsten Produktionslauf verwendet werden, was SLS zu einer Null-Abfall-Technologie macht.

SLS ist ideal für die schnelle Herstellung von Prototypen, Kleinserien und Sonderanfertigungen. Das Druckverfahren eignet sich perfekt für komplexe Geometrien, einschließlich dünner Wände, Hinterschneidungen, umgekehrter Abmessungen, Verjüngungen und anderer komplizierter Designmerkmale.

Der SLS-3D-Druck von Metall ist ein weit verbreitetes additives Fertigungsverfahren mit außergewöhnlicher Genauigkeit, der Fähigkeit, komplexe Geometrien zu drucken, und mechanischen Eigenschaften, die denen von Spritzgussteilen ähneln. Das Verfahren ist ideal für die Herstellung von Funktionsprototypen und Kleinserien.

Für SLS-gedruckte Teile werden Nylonmaterialien, Polymere, Keramiken und Metalle verwendet. Sie sind so stabil wie herkömmliche Metallteile, aber leichter. SLS-Drucksysteme werden häufig mit kunststoffbasierten Materialien in Verbindung gebracht, z. B. mit Kohlenstofffaser-Nylon und Aluminium-Nylon, die ebenfalls leichte und leistungsstarke Materialien sind. Diese Werkstoffe bieten eine noch höhere Festigkeit mit dem Aussehen von Metallen bei gleichzeitig geringerem Gewicht.  

Nylonmaterialien mit Kohlenstofffasern und Aluminium werden als Alternative zu Metallteilen verwendet. Sie werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, die normalerweise Metallen vorbehalten sind. Dazu gehören Vorrichtungen, Werkzeuge und Funktionsprototypen.

Die SLS-Drucker können auch Aluminium- und Edelstahllegierungen durch ein abgeleitetes Verfahren namens Direktes Metall-Laser-Sintern (DMLS) drucken. Dieses Verfahren wird auch als selektives Laserschmelzen (SLM) bezeichnet. Der Druckprozess ist derselbe, nur mit anderen Materialien.   

Der SLS-ABS-Druck hat viele Vorteile und ersetzt nicht nur viele viel schwerere Metallprodukte. Er gehört zu den schnellsten 3D-Drucktechnologien für die Herstellung hochdetaillierter, langlebiger und funktionaler Produkte. Die starken, leichten und erschwinglichen Produkte machen SLS-gedruckte Metalle zur bevorzugten Wahl für schnelles Prototyping und Produktion.

Der Stapeldruck ist schnell und einfach, und es können mehrere Teile gleichzeitig gedruckt werden, wenn sie eng angeordnet sind. Die gedruckten Produkte benötigen keine Stützstrukturen und können komplexe Geometrien aufweisen, einschließlich Hinterschneidungen, ineinandergreifende Segmente, lebende Scharniere und dünne Wände.

SLS-gedruckte Materialien werden für Vorrichtungen, Werkzeuge, Modelle für Gussteile und kommerziell genutzte Endprodukte verwendet. Die Werkstoffe eignen sich für zahlreiche Nachbearbeitungsschritte, darunter Vibrationstaumeln, Galvanisieren, Keramikbeschichten, Lackieren, Pulverbeschichten, Färben und Flüssigpolymerbeschichten.

Technologische Fortschritte, Maschinen, Materialien und Software haben den SLS-Druck zugänglicher gemacht. Werkzeuge, die früher nur großen Hightech-Industrien vorbehalten waren, sind heute flexible und preisgünstige Alternativen zu den herkömmlichen Metallherstellungsmethoden.