Erklärung zum selektiven Lasersintern (SLS-3D-Druck)

Was ist SLS-3D-Druck?

Beim 3D-Druck mittels selektivem Lasersintern (SLS) werden Objekte durch das schichtweise Verschmelzen von Pulvermaterial mit einem Laser hergestellt. Der Begriff „selektiv“ bezieht sich auf die Präzision, mit der der Laser das Pulver gezielt sintert und es auf Basis einer digitalen Blaupause in feste Strukturen umwandelt.

So funktioniert SLS

1. Vorbereitung: Eine dünne Schicht thermoplastisches Polymerpulver wird auf der Bauplattform verteilt.

2. Sintern: Ein leistungsstarker CO2-Laser verschmilzt die Pulverpartikel selektiv und zeichnet den Querschnitt des Objekts nach.

3. Schichtung: Nach dem Sintern jeder Schicht senkt sich die Bauplattform ab und eine neue Pulverschicht wird aufgetragen.

4. Wiederholung: Der Vorgang wird wiederholt, bis das Objekt vollständig geformt ist.

Der SLS-3D-Druck zeichnet sich durch die Möglichkeit aus, Teile mit komplexen Geometrien und inneren Merkmalen herzustellen, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nur schwer oder gar nicht realisierbar wären. Besonders geschätzt wird er wegen der Designfreiheit, der Festigkeit und der Langlebigkeit der gedruckten Teile.

In den folgenden Abschnitten gehen wir näher auf die Vor- und Nachteile, die verwendeten Materialien, die Leistung und Anwendungsmöglichkeiten der Teile sowie den Online-SLS-3D-Druckdienst ein.

Vor- und Nachteile des SLS-3D-Drucks

Der 3D-Druck mittels selektivem Lasersintern (SLS) verändert die additive Fertigung grundlegend und bietet eine einzigartige Kombination aus Vorteilen und Herausforderungen.

Vorteile

Komplexe Designs ohne Stützstrukturen: Einer der größten Vorteile von SLS ist die Möglichkeit, komplexe Geometrien ohne Stützstrukturen zu erstellen. Das Pulverbett selbst stützt das Teil während des Drucks und ermöglicht so komplexe Designs mit Überhängen und internen Merkmalen.

Robuste, funktionale Teile: SLS-gedruckte Teile zeichnen sich durch ihre Robustheit und Funktionalität aus. Das Lasersinterverfahren sorgt für hervorragende mechanische Eigenschaften und isotrope Festigkeit. Dadurch eignen sich SLS-gedruckte Teile für funktionale Prototypen und Endanwendungen.

Effizienter Materialeinsatz: SLS ist materialeffizient. Das ungesinterte Pulver dient als Träger und kann für zukünftige Drucke wiederverwendet werden, wodurch Abfall und Kosten reduziert werden.

Flexibilität bei der Nachbearbeitung: Es gibt zahlreiche Nachbearbeitungsmöglichkeiten für SLS-Teile. Vom Sandstrahlen bis zum Versiegeln und Lackieren können diese Prozesse die ästhetischen und funktionalen Eigenschaften der gedruckten Teile verbessern.

Nachteile

Oberflächenbeschaffenheit: SLS-Teile sind zwar robust, weisen aber aufgrund der Natur des Pulversinterns typischerweise eine leicht raue Oberflächenbeschaffenheit auf. Um eine glatte Oberfläche zu erzielen, ist eine zusätzliche Nachbearbeitung wie Schleifen oder Trommeln erforderlich.

Entfernung von Pulverresten: Nach dem Drucken müssen die Teile gereinigt werden, um überschüssiges Pulver zu entfernen. Dieser Vorgang kann zeitaufwändig sein und erfordert unter Umständen Spezialausrüstung.

Begrenzte Materialauswahl: Obwohl die SLS-Technologie ihr Materialrepertoire erweitert hat, bietet sie im Vergleich zu anderen 3D-Druckverfahren immer noch weniger Optionen. Diese Einschränkung kann den Auswahlprozess für bestimmte Anwendungen beeinträchtigen.

Nachbearbeitungszeit: Die Notwendigkeit einer Nachbearbeitung, wie etwa das Entfernen von Pulverresten und die Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit, verlängert den gesamten Produktionsprozess.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass SLS-3D-Druck komplexe, langlebige Teile ohne Stützstrukturen herstellen kann. Bei der Auswahl von SLS für ein Projekt sind jedoch Überlegungen zur Oberflächenbeschaffenheit, Nachbearbeitung und Materialbeschränkungen von entscheidender Bedeutung.

SLS-Druckmaterialien

Nylon-Varianten

PA 12 : PA 12 ist das Arbeitspferd unter den SLS-Materialien und bekannt für seine hervorragenden mechanischen Eigenschaften, hohe Detailauflösung und gute chemische Beständigkeit. Es eignet sich für ein breites Anwendungsspektrum, von komplexen Scharnieren bis hin zu hochbelastbaren Teilen.

PA 11 : PA 11 wird aus erneuerbaren Ressourcen gewonnen und bietet ähnliche Eigenschaften wie PA 12, jedoch mit verbesserter Flexibilität und Schlagfestigkeit, wodurch es sich ideal für Teile eignet, die Flexibilität und Festigkeit erfordern.

PA 6 : Dieses Material wird aufgrund seiner höheren Wärmebeständigkeit und Festigkeit ausgewählt und eignet sich für Anwendungen unter der Motorhaube von Kraftfahrzeugen oder für Teile, die höheren Temperaturen ausgesetzt sind.

Gefüllte Nylons

Glasfaserverstärktes Nylon : Durch die Zugabe von Glasperlen oder -fasern zum Nylonpulver werden die Steifigkeit und die thermischen Eigenschaften des Materials deutlich verbessert, was für Funktionsteile, die Belastungen und Hitze standhalten müssen, von entscheidender Bedeutung ist.

Mit Aluminium gefülltes Nylon : Durch die Integration von Aluminiumpulver werden die Wärmeleitfähigkeit und Steifigkeit des Materials verbessert, sodass es für Kühlkörper und andere wärmeleitende Teile geeignet ist.

Polystyrol (PS)

PS wird häufig zum Erstellen detaillierter Modelle und Prototypen verwendet und lässt sich leicht schleifen und bemalen, weshalb es sich für ästhetische Modelle und Feingussmuster empfiehlt.

Thermoplastische Elastomere (TPE)

TPEs im SLS-Druck ermöglichen die Herstellung flexibler und gummiartiger Teile und erweitern so das Spektrum möglicher Anwendungen um Dichtungen, Verschlüsse und Soft-Touch-Komponenten.

Hochleistungspolymere

Polyetherketon (PEK) und Polyaryletherketon (PAEK): Diese Hochleistungspolymere sind für ihre außergewöhnliche thermische und chemische Beständigkeit bekannt und eignen sich für anspruchsvolle Umgebungen wie die Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie.

Polycarbonat (PC)

PC wird wegen seiner hohen Festigkeit und Transparenz geschätzt und eignet sich daher für Funktionsteile, die sowohl langlebig als auch optisch klar sein müssen.

Spezialmaterialien

Flammhemmend : Bestimmte SLS-Materialien sind flammhemmend und erfüllen bestimmte Industriestandards für Sicherheit.

Leitfähig : Es sind auch leitfähige Materialien erhältlich, die die Möglichkeit eröffnen, Teile mit integrierter elektrischer Funktionalität herzustellen.

Jedes dieser Materialien verfügt über einzigartige Eigenschaften, sodass Ingenieure und Designer die perfekte Lösung für ihre spezifischen Anforderungen auswählen können.

Teilleistungen und Anwendungen

Durch selektives Lasersintern können Teile mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften hergestellt werden, was es zur bevorzugten Wahl für eine breite Palette von Anwendungen in verschiedenen Branchen macht.

SLS-Teile zeichnen sich durch gute, isotrope mechanische Eigenschaften aus, d. h. sie weisen in alle Richtungen eine gleichmäßige Festigkeit auf. Dies ist auf den schichtweisen Sinterprozess zurückzuführen, bei dem die Pulverpartikel zu einer festen, zusammenhängenden Struktur verschmelzen. Die verwendeten Materialien, wie Nylon und seine Verbundwerkstoffe, tragen zur Langlebigkeit der Teile bei und machen sie für funktionale Prototypen und Endverbrauchskomponenten geeignet.

Die Robustheit von SLS-Teilen macht die Technologie ideal für eine Vielzahl von Anwendungen. Sie wird häufig für funktionale Proof-of-Concept-Modelle, Designbewertungsmodelle (Form und Passform), die Verifizierung von Konstruktionsdesigns sowie Produktleistung und -tests eingesetzt. SLS eignet sich auch ideal für Rapid Prototyping, da es Teile mit komplexen Geometrien und komplizierten Details produzieren kann, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nur schwer zu erreichen sind.

SLS-Prototypen und -Endteile werden in zahlreichen Branchen eingesetzt, darunter in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungsbereich zur Herstellung leichter und komplexer Teile für Raumfahrzeuge, Satelliten und militärische Ausrüstung. Die Automobilindustrie nutzt SLS zur Herstellung kundenspezifischer Teile und Prototypen für Fahrzeuge. Im medizinischen Bereich wird SLS zur Herstellung maßgeschneiderter Prothesen, Zahnimplantate und anderer medizinischer Geräte eingesetzt.

SLS-Druckservice

Wenn es darum geht, Ihre Designs zum Leben zu erwecken, sind SLS-Druckdienste (Selective Laser Sintering) ein Eckpfeiler des Rapid Prototyping und der Produktion. 3DSPRO bietet umfassende Online-SLS-3D-Druckdienste .

Der Weg vom Entwurf zum physischen Teil wird durch die Online-Plattform von 3DSPRO optimiert. Sie können Ihre 3D-Modelldateien hochladen und erhalten sofort ein Angebot. Das macht den Prozess effizient und transparent.

Über den Druck hinaus sinddie 3D Plus™-Lösungen von 3DSPRO darauf ausgelegt, die Qualität und Funktionalität Ihrer Teile zu verbessern. Wie zum Beispiel:

Dampfglättung : Die Dampfglättung ist eine Nachbearbeitungstechnik, die eine versiegelte und ästhetisch ansprechende Oberfläche für Teile erzeugt, die eine glattere Oberfläche benötigen. Sie ist besonders vorteilhaft für Teile, die für den Verbrauchergebrauch oder kundenspezifische medizinische Geräte bestimmt sind.

Färben : 3DSPRO bietet Färbeservices an, um Ihren Teilen leuchtende Farben zu verleihen. Der Farbstoff dringt in die poröse Oberfläche der SLS-gedruckten Teile ein und sorgt für eine einheitliche Farbe, die ihre Optik verbessert, ohne die mechanischen Eigenschaften zu beeinträchtigen.

Gewindeschneiden und Gewindeschneiden : Um sicherzustellen, dass Ihre Teile montagebereit sind, bietet 33DSPRO 3D+ Solutions das Gewindeschneiden und Gewindeschneiden für Ihre Teile an. Dies ermöglicht die Integration von Schraubengewinden und macht die Teile mit Standard-Hardwarekomponenten kompatibel.

Wir bieten ein umfassendes Leistungsspektrum, das auf die Bedürfnisse von Innovatoren und Entwicklern zugeschnitten ist und jeden Aspekt des 3D-Druckprozesses mit Präzision und Sorgfalt abdeckt. Ob Sie einen Prototyp einer neuen Idee erstellen oder Teile in großem Maßstab produzieren möchten – der SLS-Service von 3DSPRO unterstützt Ihr Projekt von Anfang bis Ende.