3D DRUCK VERFAHREN
Selektives Lasersintern (SLS)
Selektives Lasersintern ist das flexibelste 3D Druck Verfahren zur Herstellung hochwertiger und preiswerter Prototypen, Funktionsteile und Kleinserien.
Übersicht
Selektives Lasersintern, meist mit “SLS” abgekürzt, ist der Allrounder unter den additiven Fertigungsverfahren. Mit dieser 3D Druck Technologie produzieren wir stabile und hochwertige Funktionsteile, Prototypen sowie Kleinserien aus Kunststoff. Die weißen Bauteile, bspw. aus dem Material PA12, bieten eine hervorragende Basis für vielfältige Veredelungsmethoden wie bspw. eine Färbung in Ihrer Wunschfarbe.
- Max. Bauraum: 340 x 340 x 600 mm
- Genauigkeit: +-0,2mm (mind. +-0,3%)
- Produktionszeit: 3-4 Werktage
- Qualität: Sehr hoch
Anwendungen
Prototypen
Selektives Lasersintern bietet sich hervorragend für jede Art der Prototypenherstellung an. Sehr oft wird es dazu verwendet, spätere Spritzgussbauteile vor der Werkzeugherstellung auf die Passform hin zu überprüfen.
- Einbaumuster
- Funktionsprototyp
- Anschauungsmodelle
Funktionsteile
Die ausgewogene mechanischen Eigenschaften unserer Materialen erlauben es, langlebige und robuste Bauteile für viele Einsatzbereiche herzustellen. Die neutral weiße Basis eines SLS Bauteils eignet sich hervorragend für die Veredelung im Falle von Sichtbauteilen.
- Fertigungshilfen, Lehren usw.
- Technische Sonderbauteile
- Orthesen und Prothesen
Kleinserien
Selektives Lasersintern eignet sich perfekt für kleine Bauteile, die in niedrigen bis mittleren Stückzahlen (1 - 10.000 Stk.) benötigt werden. Dabei muss man gegenüber herkömmlichen Fertigungsverfahren keine qualitativen Abstriche befürchten.
- Anbauteile im Maschinenbau
- Abdeckungen und Gehäuse
- Konsumgüter
Materialien
Unsere, für das selektive Lasersintern, ausgewählten Materialien, bieten Ihnen ein breites Anwendungsspektrum. Dabei stehen Ihnen eine Auswahl an Polyamiden, Polymeren und Elastomeren zur Verfügung. Diese Kunststoffmaterialien decken einen großen Bereich an Anforderungen wie bspw. Festigkeit, Flexibilität oder chemischer Beständigkeit ab.
PA12
Die hervorragenden mechanischen Eigenschaften, gepaart mit einer sehr guten Maßhaltigkeit, machen dieses Material zu einem echten Allrounder in der additiven Fertigung.
Stabilität
Steifigkeit
UV-/Chemiebeständigkeit
Temperaturbeständigkeit
PP
Dieser Kunststoff zeichnet sich durch seine extrem hohe Widerstandsfähigkeit aus. Er ist lebensmittelecht und zudem die beste Wahl für chemisch resistente Bauteile.
Stabilität
Steifigkeit
UV-/Chemiebeständigkeit
Temperaturbeständigkeit
TPU
Mit diesem thermoplastischen Elastomer der Shorehärte 90A lassen sich flexible Bauteile herstellen, die eine gute Haptik sowie eine hohe Verschleißfestigkeit besitzen.
Stabilität
Steifigkeit
UV-/Chemiebeständigkeit
Temperaturbeständigkeit
Veredelungsmöglichkeiten
Selektives Lasersintern als Basis für erstklassige Kunststoffbauteile.
Das selektive Lasersintern produziert Bauteile in einer sehr guten Qualität, die sich für weitere Veredelungsschritte hervorragend eignen. In der folgenden Übersicht sind zahlreiche Möglichkeiten dargestellt, die unseren Kunden zur Verfügung stehen.
Eine Kombination zwischen einer schwarzen Färbung und dem Keramikstrahlen ist die bei uns am häufigsten eingesetzte Veredelung. Dabei sind wir keineswegs nur auf schwarz begrenzt. Für Ihre SLS-Bauteile steht eine breite Farbpalette zur Verfügung.
Die Bauteile kommen je nach Material, meist in einem weißen Farbton aus dem 3D Drucker. Dabei ist die Oberfläche leicht rau und porig. Unbehandelte Teile nehmen aufgrund dieser Beschaffenheit leicht Schmutz und im Hautkontakt auch Hautfett auf, was die Teile nach einiger Zeit speckig erscheinen lässt. Ohne Finish empfehlen wir unbehandelte Bauteile vor allem für Prototypen und Funktionsteile, die keinem zu starken Hautkontakt ausgesetzt sind.
SLS Bauteile lassen sich unkompliziert in Ihre Wunschfarbe einfärben. Dazu nutzt man unbedenkliche Textilfarbe, welche im Färbeprozess oberflächig in das Bauteil eindringt. Der Färbeprozess ist dabei denkbar einfach: In einem erhitzten Wasserbad werden die notwendigen Farbpigmente aufgelöst und anschließend die weißen SLS Bauteile hinzugegeben. Nach einer gewissen Zeit haben die Bauteile die Farbe aufgenommen und können wieder herausgenommen werden. Es folgt eine kurze Trockenphase und schon sind die Bauteile für den nächsten Veredelungsschritt oder für den Einsatz bereit.
Durch das sog. Keramikstrahlen wird die Oberfläche der fertig gedruckten Bauteile noch einmal verdichtet. Dadurch erhält die Oberfläche eine leicht samtige und geglättete Struktur, welche im Gegensatz zu nicht behandelten Oberflächen weniger kratzempfindlich und rau ist.
Beim Gleitschleifen – auch Trowalisieren genannt – werden die gefertigten Bauteile nach dem Entpulvern zusammen mit verschieden geformten Schleifsteinen in einen Vibrationstrog gegeben. Die darin erzeugten Schwingungen lassen eine Durchlaufbewegung von Steinen und Bauteilen entstehen. Dadurch wird ein gleichmäßiger Abrieb am Bauteil erzeugt, was zu einer homogen, glatten Oberfläche führt. Für Bauteile, die scharfe Kanten benötigen, ist dieses Veredelungsverfahren jedoch nicht zu empfehlen, da diese im Prozess gebrochen und leicht abgerundet werden.
Auch durch Lackieren lassen sich SLS Bauteile farblich gestalten. Nach gründlicher Entfernung der ggf. sichtbaren Baustufen und anschließender Grundierung ist eine Lackierung mit zwei bis drei Deckschichten umsetzbar. Hochwertige Sichtflächen an Funktionsbauteile sind somit kein Problem.
Mit Dichtol infliltriert können SLS Bauteile druckdicht gemacht werden. Dabei wird das Bauteil in ein mit Dichtol gefülltes Bad getaucht. Die Imprägnierung dringt in die offenen Poren des Bauteils ein und verschließt diese zuverlässig.
Mittels des sog. chemischen Glättens können Oberflächen auf 3D gedruckten Bauteilen so veredelt werden, dass sie den Oberflächen von Spritzgussbauteilen nahe kommen. Das Bauteil wird hierzu in eine geschlossene Apparatur gehängt, in der Lösemittel verdampft wird. Dieser feine Lösemitteldampf greift die raue Oberflächenstruktur des Bauteils an, wodurch sie geglättet wird und ein gleichmäßiges Oberflächenfinish entsteht.
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Funktionsweise
Wie funktioniert das selektive Lasersintern (SLS)?
Das selektive Lasersintern zählt wie das HP Multi Jet Fusion Verfahren (HP MJF) zu den pulverbettbasierten Verfahren. Wie diese Bezeichnung schon verrät, arbeitet man bei diesen 3D Druck Technologien mit einem feinen Kunststoffpulver das als Ausgangsmaterial dient. Bei pulverbettbasierten Verfahren besteht der große Vorteil darin, dass Bauteile komplett ohne Stützmaterial produziert werden können, da das umliegende Pulver die Teile im Druckprozess stabilisiert.
Das feine Pulver wird zu Beginn mit einem automatischen Rakel in einer dünnen Schicht (80-150 µm) auf der Bauplattform aufgetragen. Diese lässt sich dann in einem Bauzylinder in der jeweiligen Schichtstärke absenken sodass die Schichten nach und nach aufgetragen werden können.
Ein zu druckendes Bauteil wird digital in einem sog. Slicer ebenfalls in Schichten zerlegt. Diese einzelnen “Bauteilscheiben” werden nun mit einem Laserstrahl auf die zuvor abgelegte Pulverschicht projiziert. Die Energie des Laserstrahls lässt dabei das Kunststoffpulver an den Bauteilscheiben schmelzen, was im Fachjargon auch als “sintern” bezeichnet wird. In dem gezeigten Video ist der beschriebene Prozess sehr gut zu erkennen. Sobald der Sinterprozess einer Schicht abgeschlossen ist, senkt sich die Bauplattform in dem Zylinder um die jeweilige Schichtstärke ab, die Rakel bringt anschließend neues Pulver auf und der Sintervorgang einer neuen Bauteilschicht kann beginnen. Dieser iterative Prozess wird so oft wiederholt, bis alle Bauteilschichten gedruckt und die volle Bauhöhe des Druckjobs erreicht wurde.
Der komplette Bauraum wird während des Bauprozesses geheizt. Daher muss nach dem eigentlichen Druckprozess der fertige Baujob – manchmal auch Kuchen genannt – erst noch über mehrere Stunden abkühlen, bevor die Teile aus diesem entnommen werden können. Kühlt der Baujob zu schnell ab, kann das zu verzogenen Bauteilen sowie Spannungsrissen führen.
Vor- und Nachteile
Das selektives Lasersintern kann nicht alles aber sehr vieles. Es ist nicht umsonst das am meist eingesetzte 3D Druck Verfahren. Diese Technologie schafft den Spagat zwischen Kosten und Bauteilqualität (mechanisch und optisch) mit Abstand am Besten. Dennoch kommt es auf den einzelnen Anwendungsfall an. Gerne können Sie uns hierzu direkt ansprechen.
Vorteile SLS Verfahren
- Es sind keine Stützstrukturen notwendig
- Sehr breites Anwendungsfeld
- Maßhaltige Bauteile
- Hohe Temperaturbeständigkeit
- Dicke Wandstärken möglich
- Materialien z.T. für den Lebensmittelkontakt (FDA)
- Bauteile können in jede Farbe eingefärbt werden
- Zahlreiche Veredlungsmöglichkeiten
- Große Bauteile sind gut umzusetzen
Nachteile SLS Verfahren
- Unbehandelte Oberfläche leicht rau
- Bauteile können nicht durchgefärbt werden
- Dünne Wandstärken sind nicht dicht (Kann aber nachträglich mit Dichtol druckdicht gemacht werden)
- Nicht vollständig isotrope Eigenschaften (x-y stärker als z)