Laser-Sinter-Verfahren - Bauteile aus Pulver geschmolzen

Beeindruckende Silhouetten

Das Laser-Sinter-Verfahren ist ein additives Fertigungsverfahren, bei dem aus Kunststoffpulver das Werkstück Schicht für Schicht aufgebaut wird. Über eine hin  und herfahrende Klinge, dem Beschichter, wird das Kunststoffpulver Schicht für Schicht auf eine Bauplattform aufgetragen und in jeder Schicht an ausgewählten Punkten (selektiv) mit einem Laser geschmolzen. Das lose Pulver ist dabei schon bis knapp unterhalb der Schmelztemperatur vorgewärmt und wird vom Laserstrahl nur noch soweit erhitzt, dass es schmilz und sich mit der darunter befindlichen Schicht verbindet. Dies sorgt auch dafür, dass die Bauteile während des Schmelzprozesses stabil bleiben und sich nicht verziehen. Nach diesem Vorgang wird die Bauplattform um eine Schicht abgesenkt und es wird eine neue Schicht aufgetragen. Nach dem Bauprozess kühlen alle Bauteile im Pulverkuchen gleichmäßig ab.

Nach diesem Prinzip können beim Lasersintern beliebige dreidimensionale Geometrien erzeugt werden. Hiermit ist es insbesondere möglich, auch Geometrien mit Hinterschneidungen zu erzeugen. Es lassen sich zudem auch besonders komplexe und gleichzeitig filigrane Strukturen realisieren. So werden Werkstücke, die bisher mit konventionellen Fertigungsverfahren nicht umsetzbar waren, vergleichsweise einfach realisiert. Das Lasersintern eröffnet in der Gestaltung von Konstruktionen somit ganz neue Möglichkeiten.

Lasersintern ist ein modellbasiertes Fertigungsverfahren. Eine Grundvoraussetzung dafür ist, dass die Geometrie des Werkstücks als 3D-Modell vorliegt. In der Regel wird es mittels eines CAD- Programms erstellt oder es wird mit Hilfe eines Scanners aus einem vorhandenen Bauteil erzeugt.

Bei der traditionellen Herstellung von Gussteilen ist die teure Erzeugung von Werkzeugen, welche das Schwinden des abkühlenden Kunststoffes und andere Anforderungen berücksichtigen, erforderlich. Beim Lasersintern, einem werkzeuglosen Fertigungsverfahren, müssen lediglich, aus dem 3D Modell die für den Produktionsprozess notwendigen Schichten erzeugt werden. Dies erfolgt mit einem Programm, das nach der eingegebenen Schichtdicke das Modell neu berechnet. Diesen Vorgang nennt man „slicen“ (in Scheiben schneiden). 

Ein großer Vorteil des Lasersinterns ist, dass zusätzliche Stützstrukturen, wie sie in anderen 3D-Druckverfahren benötigt werden, entfallen können. So lassen sich auch problemlos Bauteile mit Überhängen herstellen, ohne dass stützende Konstruktionen zeitaufwändig erst erstellt und dann händisch wieder entfernt werden müssen. Das Werkstück wird stets vom umgebenden Pulver abgestützt. Am Ende kann das gefertigte Werkstück einfach aus dem Pulver entnommen und gesäubert werden. Der Vorteil dabei ist, dass das gesamte Volumen des Bauraums mit Teilen gefüllt werden kann – und somit eine effiziente platzsparende Fertigung möglich wird. Es ist auch möglich das nicht geschmolzene Pulver zu recyceln und dem nächsten Lasersinterprozess beizumischen. Hierbei wird über Messungen auf das korrekte Mischungsverhältnis für die Prozess- und Qualitätssicherung geachtet.

Im Laser- Sinter Verfahren zur additiven Serienfertigung

Von Produktentwicklungs- und Fertigungsteams wird heute mehr denn je erwartet, dass sie ihre Produkte effizienter, kostengünstiger und nachhaltig herstellen. Dies natürlich ohne Einschnitte bei Innovation oder Qualität.

Als innovativer Dienstleister sind wir in der Lage Ihnen intelligente Lösungen für eine wirtschaftliche additive Serienfertigung von Lasersinterteilen aus Kunststoff anzubieten, die all diese Punkte in sich vereinen.

Erfahren Sie mehr über die additive Serienfertigung

Zusammenfassend spielt Lasersintern seine Vorteile rund um die Herstellungsqualität, die Kosteneffizienz und die Flexibilität überall dort aus, wo es auf eine detailgenaue und hochpräzise Herstellung komplexer Werkstücke ankommt, die abhängig vom Material auch sehr gute mechanische oder chemische Eigenschaften aufweisen, unabhängig ob es sich hierbei um einfache Werkstücke in kleiner Stückzahl handelt, um komplexe Serienbauteile mit integrierten Funktionalitäten oder um aufwändige Prototypen. Überzeugen Sie sich selbst von den Möglichkeiten dieser Technologie. Als erfahrener Technologiepartner mit fundierter Konstruktionserfahrung zeigen wir Ihnen gern in einem Beratungsgespräch die Vorteile und Möglichkeiten des Lasersinterns auf. Die Beratung rund um das Verfahren und die technologiegerechte Konstruktion gehört hier zu den wesentlichen Punkten des Angebots.

Selektives Lasersintern mit vielen Anwendungsbereichen

Lasersintern hat zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten und Einsatzfelder. Diese reichen von der industriellen Fertigung bis hin zur Medizintechnik. Verstärkt genutzt wird das Verfahren vor allem im Rahmen des Rapid Prototypings. Designer und Ingenieure haben durch Lasersintern die Möglichkeit ihre Ideen innerhalb kürzester Zeit in physischer Form zur Verfügung zu haben. Aufgrund der kurzen Fertigungszeiten kann so sehr schnell detailliert auf eventuell vorhandene Schwachstellen getestet werden. Als die wichtigsten Anwendungsbereiche für das Laser-Sinter Verfahren gelten diesbezüglich die Medizin, die Automobilbranche sowie die Luft- und Raumfahrtindustrie.

Selektives Lasersintern in der Medizin

das Lasersintern wird verstärkt für den Bau von bionischen Leichtbauteilen eingesetzt. Hier können Modelle für den individuellen Patienten erstellt und den unterschiedlichen physiologischen Gegebenheiten perfekt anpassen werden. Des Weiteren ist es möglich Lasersintern beim medizinischen Apparatebau und der Prothetik einzusetzen. Die 3D Modelle werden hierbei mit einem Computer- Tomographie-Scan erstellt.

Selektives Lasersintern in der Automobilindustrie

In der Automobilindustrie wird Lasersintern insbesondere beim Rapid Prototyping genutzt. Dadurch ist es den Autoherstellern möglich, Vorserienmodelle bzw. Prototypen zeitnah zu erproben. Einzelne Komponenten für das Interieur, beispielsweise auch Spiegelgehäuse und Türgriffe für den Exterieurbereich können mit Hilfe des Verfahrens schnell realisiert werden. Der neuste und innovativste Bereich ist der Car Hifi Bereich. Hier werden mittels Lasersintern hochwertige Car HIFI Komponenten gebaut und erprobt.

Selektives Lasersintern in der Luft- und Raumfahrtindustrie

In der Luft- und Raumfahrtindustrie wird Lasersintern bevorzugt genutzt, um das Gewicht der Flugkörper gezielt zu reduzieren. Mittels des Verfahrens können dabei Teile von Baugruppen kombiniert oder Leichtbaustrukturen, die über komplexeste Geometrien verfügen, modelliert bzw. angefertigt werden. So ist es unter anderem möglich, Gehäuse und Rohrleitungen für Luftströmungen als ganzheitliches Bauteil herzustellen.