Lasersintern (SLS)/ Laserschmelzen (SLM)

Selektives Lasersintern (SLS)/ Selektives Laserschmelzen (SLM)

Eine Zusammenfassung der Vorteile und Nachteile des Lasersintern

Eine Zusammenfassung der Vorteile und Nachteile des Lasersintern, Quelle: eigene Darstellung

Das Selektive Lasersintern (SLS) ähnelt vom Prinzip der Stereolithographie, allerdings bildet hier ein Pulver den Ausgangsstoff. Dieses wird von einem Wischer (Rakel) auf die Bauplattform schichtweise aufgetragen und durch einen Laser über Umlenkspiegel lokal begrenzt verschmolzen bzw. versintert. Bei Kunststoffen werden die Pulverschichten bis knapp unter den Schmelzpunkt vorgeheizt, damit der Laser nur noch den Restbetrag an Energie aufbringen muss, der zum Schmelzen des Kunststoffes nötig ist. Gleichzeitig hält man so den Materialverzug beim spontanen Abkühlen nach der Energiezufuhr gering. Anschließend wird die Plattform abgesenkt, Pulver aus dem Pulvervorratsbehälter entnommen und eine neue Schicht aufgetragen. Bei der Bestrahlung der definierten Bereiche wird nicht nur die oberste Pulverschicht gesintert, sondern auch die darunterliegende Schicht erneut aufgeschmolzen und so mit der darüber liegenden Schicht verbunden. Das noch unverschmolzene Pulver dient als Stützmaterial während des Fertigungsvorgangs und kann nach Entnahme des Bauteils wiederverwendet werden. Als Ausgangsmaterial sind alle Materialien, die sich thermoplastisch verhalten, einsetzbar. So werden Kunststoffpulver (z.B. Polyamid (PA), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK) und andere Thermoplasten), verschiedene Metalle bzw. Metalllegierungen, Formsand, Keramiken oder auch Porzellan verwendet.

Verfahrensweise des Lasersintern

Verfahrensweise des Lasersintern

Zur Wahrung der Vollständigkeit wird noch auf die Besonderheiten bei der Verarbeitung von Metallen, bekannt unter der Bezeichnung Selektives Laserschmelzen oder Selektive Laser Melting (SLM), hingewiesen. Hier wird der Bauraum in der Regel nicht erhitzt (Ausnahme: Aluminiumlegierungen), sondern mit einem Schutzgas gefüllt um die Oxidation des Metalls zu verhindern.

Ergänzend ist ebenfalls das Laser Metall Deposition (LMD) bzw. Direct Metall Deposition (DMD) zu erwähnen. Auch hier wird das Pulver durch einen Laserstrahl gezielt verschmolzen. Verzichtet wird hingegen auf das Pulverbett und das Auftragen dünner Pulverschichten über einen Wischer/ Rakel. Stattdessen wird das Pulver gezielt durch Düsen in einen Inertgas-Strom (Helium) eingespritzt und so ein Melt Pool aus Laserstrahl, Gas und Pulver erzeugt. Dieser wird schichtweise aufgetragen und so das Objekt erzeugt bzw. Material auf bestehende Objekte aufgetragen. Im Ergebnis verspricht man sich eine erhöhte Materialeffizienz, da keine (weniger) Pulverreste entstehen.