3D DRUCK VERFAHREN
Selektives Lasersintern (SLS)
Das selektive Lasersintern eignet sich optimal zur Herstellung funktionaler Prototypen, hochwertiger Funktionsteile und Kleinserien aus Kunststoff.
- Max. Bauraum: 340 x 340 x 600 mm
- Genauigkeit: +-0,3mm (mind. +-0,3%)
- Produktionszeit: 5-6 Werktage
- Qualität: Sehr hoch
- Farben: Standard- und RAL-Farben
- Maschinen-/Anlagenbau
- Automotiv
- Consumer Goods
Für was wird Lasersintern eingesetzt?
Prototypen
Lasersintern bietet sich hervorragend im Bereich Rapid Prototyping an. Sehr oft wird es dazu verwendet, spätere Spritzgussbauteile vor der Werkzeugherstellung auf die Passform hin zu überprüfen.
- Einbaumuster
- Funktionsprototypen
- Anschauungsmodelle
Funktionsteile
Die ausgewogenen mechanischen Eigenschaften unserer Materialen erlauben es, langlebige und robuste Bauteile für viele Einsatzbereiche herzustellen. Die weißen SLS Bauteile eignen sich hervorragend für eine spätere Veredelung.
- Fertigungshilfen, Lehren usw.
- Technische Sonderbauteile
- Orthesen und Prothesen
Kleinserien
SLS Druck eignet sich perfekt für kleine Bauteile, die in niedrigen bis mittleren Stückzahlen (1 - 10.000 Stk.) benötigt werden. Durch den Einsatz industrieller 3D-Drucker ist ein hoher Durchsatz mit kurzen Lieferzeiten garantiert.
- Anbauteile im Maschinenbau
- Abdeckungen und Gehäuse
- Konsumgüter
Selektives Lasersintern - Materialien
Es stehen Ihnen bei uns eine Auswahl an Polyamiden (bspw. PA 12) und Elastomeren zur Verfügung. Diese Kunststoffe decken einen großen Bereich an Anforderungen wie bspw. Festigkeit, Flexibilität oder chemischer Beständigkeit ab.
PA12
PA12 ist ein technischer Thermoplast, welcher bei den SLS 3D-Druckern am häufigsten zum Einsatz kommt. Er bietet das beste Verhältnis aus Preis und Leistung (Eigenschaften).
TPU
Mit diesem thermoplastischen Elastomer der Shorehärte 90A lassen sich flexible Bauteile herstellen, die eine gute Haptik sowie eine hohe Verschleißfestigkeit besitzen.
3D Druck Finish für SLS Bauteile
Das selektive Lasersintern kann beliebige dreidimensionale Bauteile in einer sehr guten Qualität erzeugen. Bei diesen Bauteilen lassen sich zahlreiche Veredelungsmethoden anwenden. In der folgenden Übersicht sind zahlreiche Möglichkeiten dargestellt, die unseren Kunden zur Verfügung stehen.
Meistens kommt unser klassisches Finish zum Einsatz. Eine schwarze Färbung mit anschließendem Verdichtstrahlen. Das Ergebnis ist eine geglättete Oberfläche, die sich für verkaufsfähige Produkte eignet.
Die Bauteile kommen je nach Material, meist in einem weißen Farbton aus dem 3D Drucker. Dabei ist die Oberfläche leicht rau. Unbehandelte Teile nehmen aufgrund dieser Beschaffenheit leicht Schmutz und im Hautkontakt auch Hautfett auf. Ohne Finish empfehlen wir unbehandelte Bauteile vor allem für Prototypen und Funktionsteile, die keinem zu starkem 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. Verdichtstrahlen 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 homogenen, 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 nahekommen. 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.
Vor- und Nachteile des SLS 3D Druck Verfahrens
Das selektives Lasersintern kann nicht alles, aber sehr vieles. Es ist nicht umsonst das am meist eingesetzte 3D Druck Verfahren. Dennoch kommt es immer auf den einzelnen Anwendungsfall an. Gerne können Sie uns hierzu direkt ansprechen.
Vorteile SLS Verfahren
- Es sind keine Stützstrukturen notwendig
- Komplexe Geometrien sind problemlos möglich
- 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)
Kontaktieren Sie uns - Wir sind offen für neue Projekte!
- +49 (0)9401 5399470
- info@3dbavaria.com
Funktionsweise Lasersintern
Die Technologie ist bereits über 40 Jahre alt.
Dr. Joe Beaman und Dr. Carl Deckard von der University of Texas haben bereits in den 80er Jahren die Grundlagen für das sog. Lasersintern (eng. laser sintering) entwickelt. Die additive Fertigung bietet neben dem SLS 3D Druck Verfahren noch zwei weitere sehr ähnliche Technologien an. Diese sind jedoch wesentlich jünger. Als wichtigste Alternative sehen wir das HP Multi Jet Fusion Verfahren. Die genauen Unterschiede zum Lasersintern können Sie hier nachlesen.Wie funktioniert das Verfahren?
Bei der SLS Technologie arbeitet man mit einem feinen Kunststoffpulver das als Ausgangsmaterial dient. Bei diesem Kunststoffpulver handelt es sich meist um Nylon. Es wird zu Beginn des Druckprozesses mit einer Rakel in einer dünnen Schicht (80-150 µm) auf der Bauplattform aufgetragen. Diese Plattform lässt sich in einem sog. Bauzylinder in kleinen Abstufungen absenken.
Datenvorbereitung
Die 3D Daten für den Druck müssen zu Beginn ebenso in dünne Schichten zerlegt werden. Diese digitale Vorbereitung übernimmt eine sog. Slicing-Software. Danach werden die vorbereitet Daten auf die SLS Maschine geladen und der Druck kann beginnen.
Druckprozess
Beim Lasersintern wird, wie der Name schon vermuten lässt, ein Laserstrahl für das Verschmelzen des feinen Pulvers verwendet. Die durch die Rakel vorbereitete Pulverschichten werden nun mit den vorbereiteten Daten belichtet. Jede dünne Datenschicht wird so auf die jeweilige Pulverschicht durch den Laser projiziert. In dem oben gezeigten Video ist der beschriebene Prozess sehr gut zu erkennen. Sobald eine Schicht abgeschlossen ist, senkt sich die Bauplattform in dem Zylinder um die jeweilige Schichtstärke ab.
Abkühlen
Der Bauraum eines SLS 3D-Druckers wird während des gesamten Druckprozess beheizt. Diese thermische Energie muss nach dem Drucken wieder entweichen. Dabei kühlt der Baujob zuerst noch für ein paar Stunden in der Anlage selbst bis auf eine moderate Temperatur ab. Danach wird der Bauraum aus der Anlage herausgenommen und muss bei Raumtemperatur weiter abkühlen. Dieser Vorgang muss so schonend (langsam) wie möglich erfolgen da sonst ein Verzug an den SLS Bauteilen auftreten kann.
Entpacken
Nach der Abkühlphase können die gesinterten Bauteile aus dem Baujob herausgenommen werden. Dabei kann das meiste lose nicht gedruckte Pulver sehr einfach per Hand bzw. mit Pinseln entfernt werden. Eine dünne Schicht backt jedoch ganz leicht an den SLS Teilen an, welches dann final durch Glaskugelstrahlen entfernt werden kann.