Die zehn wichtigsten Antworten zum Selektiven Laserschmelzen

1. Was ist Selektives Laserschmelzen?

Selektives Laserschmelzen (SLM) ist eine Technologie für den 3D-Druck. Es gilt als eine der vielseitigsten 3D-Druckverfahren und stellt eine echte Alternative zu geschweißten, gefrästen oder gegossenem Material dar. Häufig werden Kunststoffe für den industriellen 3D Druck verwendet. Doch gerade der 3D Metalldruck bietet vielfältige Vorteile und setzt sich in der Branche entsprechend immer weiter durch.

 

2. Wie funktioniert SLM?

Bei der laserbasierten Technik finden die zu verarbeitenden Materialien wie Kunststoff oder Metall in Pulverform Anwendung. Ein per Computer gesteuerter Laserstrahl erhöht dabei die Temperatur des Pulvers soweit, dass benachbarte Pulverpartikel selektiv miteinander verbunden werden. Das Bauteil entsteht, indem das Pulver Schicht für Schicht in der entsprechenden Form aufgebracht wird. Dabei ist das Bauteil bereits während dem Entstehungsprozess weitgehend selbsttragend. Eventuell notwendige Stützstrukturen werden zeitgleich mit aufgebaut und unter die zu stützenden Flächen platziert (Anker- oder Stützstruktur). Im Anschluss des Schmelzprozesses muss lediglich noch das überschüssige Pulver entfernt werden. Danach ist das Bauteil bereit für die Endbearbeitung.

 

3. Wo liegt der Vorteil des Selektiven Laserschmelzen?

Ganz klar in der Konstruktionsfreiheit. Da das Bauteil Schicht für Schicht direkt in der gewünschten Form aufgebaut wird, können sogar schwer zerspanbare Materialien Verwendung finden. Selbst hochkomplexe Geometrien sowie bewegliche Teile lassen sich mittels diesem Verfahren der additiven Fertigung realisieren. Gleichzeitig ist die werkzeuglose Fertigung dabei äußerst schnell und verlässlich. Insbesondere im Metalldruck lässt sich durch geringste Abfallmengen die Wirtschaftlichkeit weiter erhöhen. Dabei ermöglichst der industrielle 3D Druck heute eine Bauteilgenauigkeit von rund 0,1 mm. So werden Bauteile dieses generativen Fertigungsverfahrens selbst höchsten Ansprüchen gerecht.

 

4. Welchen Branchen können von der additiven Fertigung besonders profitieren?

Das Innovationspotenzial des Laserschmelzen ist sehr hoch. Die Zeitspanne von Produktentwicklung bis Markteinführung ermöglicht ganz neue Wege. Denn die Fertigung begrenzt nicht länger die Konstruktionsmöglichkeiten. Bauteile, die mit konventionellen Fertigungsverfahren nur sehr kostenintensiv oder möglicherweise gar nicht herzustellen waren, sind plötzlich realisierbar. Und das auch bei kleinsten Stückzahlen besonders kosteneffizient.

Davon profitieren nicht nur die klassischen Abnehmer von Hightech-Bauteilen wie Luft- und Raumfahrt oder die Automobilindustrie. Auch in Branchen wie dem Maschinenbau, Werkzeugbau, der Industrie oder in der Medizintechnik profitiert man heute bereits verstärkt von den Vorteilen des 3D Metalldruck.

 

5. Für welche Anwendungsbereiche empfiehlt sich Laserschmelzen?

Zum einen findet das Selektive Laserschmelzen häufig Anwendung im Rapid Prototyping. Insbesondere bei Prototypen mit mechanischen Eigenschaften kommen die Vorteile des Laserschmelzen voll zum Einsatz. Aber auch für die Herstellung von Kleinserien ist das 3D Druckverfahren eine echte Alternative zu den herkömmlichen Schweiß-, Fräs- oder Gussverfahren. Auch bei Bauteilen, denen eine sehr komplexe oder leichte Konstruktion zugrunde liegt, kommt das Verfahren immer häufiger zum Einsatz. Das meiste Potenzial befindet sich jedoch in der Entwicklungen neuer Bauteile mit Funktionsintegrationen und im Bereich Kühlung und Erwärmung.

 

6. Welche Metallwerkstoffe sind für die Additive Fertigung geeignet?

Die Auswahl an Pulverwerkstoffen für das direkte Metall-Laserschmelzen ist heute sehr umfangreich. Für die Produktion metallischer Bauteile kann je nach den individuellen Kundenbedürfnissen mit Aluminium, diversen Stahlarten, Edelstahl, Titan aber auch Nickel und Kobalt-Chrom Legierungen gearbeitet werden. Eine individuelle und ausführliche Beratung bei der Materialauswahl wird empfohlen, um die vorgesehenen Eigenschaften des Bauteils mit dem passenden Metall optimal zu unterstützen.

 

7. Gibt es eine Bedingung für den Einsatz von Laserschmelzen?

Ja, Grundvoraussetzung für die additive Fertigung ist, dass die Geometrie des Bauteils, welches mittels DML produziert werden soll dreidimensional als Schichtdaten vorliegt. Professionelle 3D Druck Dienstleister wie LIGHTWAY bieten Konstruktion und Entwicklung von Bauteilen gleich mit an. Neben der individuellen Materialauswahl stehen hier insbesondere Topologie-Optimierungen des Bauteils im Fokus.

 

8. Gibt es einen Unterschied zwischen Lasersintern und Laserschmelzen?

Ja, definitiv. Beim Laserschmelzen wird das Metallpulver vollständig geschmolzen, so dass es sich mit dem umliegenden Material verbindet. Beim selektiven Laserschmelzen (Lasersintern) wird das Metallpulver nur partiell erhitzt und selektiv Schicht für Schicht aufgetragen. Dadurch ist das so hergestellte Bauteil sofort vollständig. Es weist von Beginn an alle mechanisch-technologischen Vorzüge auf. Weder Gussformen noch stabilisierende Stützstrukturen sind in der Regel bei der Herstellung vonnöten.

 

9. Ist die Gestaltung von Bauteilen damit völlig frei von Gestaltungsrichtlinien?

Der industrielle Metalldruck eröffnet in der Tat eine mit herkömmlichen Verfahren für unmöglich gehaltene Design-Freiheit. Viele bisher gängige Einschränkungen gelten nicht mehr. Doch natürlich müssen auch hier allgemeine Gestaltungsrichtlinien eingehalten werden, um Wirtschaftlichkeit, Qualität und Funktionalität von Bauteilen sicherzustellen. Lassen Sie sich von einem spezialisierten Metalldruck Dienstleister wie LIGHTWAY beraten. Mit einer passgenauen Einweisung kann selbst der erfahrenste Konstrukteur erheblich von den neuen Möglichkeiten des 3D Metalldruck profitieren.

 

10. Kann es sein, dass für das Selektive Laserschmelzen noch weitere Begriffe existieren?

Richtig, die additive Herstellung von Bauteilen aus Metallpulver wird in der Fachwelt häufig auch als SLM (Selective Laser Melting) oder DMLS (Direct Metal Laser Sintering) bezeichnet. Auch Bezeichnungen wie LaserCUSING, LMF (Laser Metal Fusion) oder Additiv Layer Manufacturing kursieren für ein und dasselbe form- und werkzeuglose Verfahren. Im allgemeinen Sprachgebrauch ist das Fertigungsverfahren zweckdienlich als 3D Metalldruck bekannt.