Selektives Lasersintern (SLS): Eine vielseitige additive Fertigungstechnologie

Selektives Lasersintern (SLS) ist eine bekannte Rapid-Prototyping- und Fertigungstechnologie (RP&M), die dreidimensionale Teile durch einen schichtweisen Pulverfusionsprozess aufbaut. Diese Methode bietet einzigartige Vorteile, darunter die Freiheit von geometrischen Einschränkungen und den Wegfall von Werkzeuganforderungen.

Prozessübersicht

Pulverauftrag: Ein Nachbeschichter verteilt das Material gleichmäßig auf der Bauplattform

Laserfusion: Ein hochpräziser-Laser sintert selektiv jede Schicht

Lagenstapelung: Die Plattform senkt sich schrittweise ab, um eine aufeinanderfolgende Lagenbildung zu ermöglichen

Inerte Umgebung: Der Prozess findet in Stickstoff oder Argon statt, um Oxidation zu verhindern

Hauptmerkmale

Breite Materialkompatibilität (jedes thermisch-schmelzbare Pulver)

Unterstützen Sie den-freien Bau

Schnelle Produktionszyklen

Hohe Materialausnutzungseffizienz

Technische Einschränkungen

Der dem SLS innewohnende halbfeste Phasensintermechanismus bringt mehrere Herausforderungen mit sich:

Unvollständiges Schmelzen des Pulvers führt zu:

Erhöhte Porosität (typischerweise 20–40 %)

Reduzierte Dichte (85–95 % der Theorie)

Beeinträchtigte Zugfestigkeit

Erhöhte Oberflächenrauheit (Ra 10–25 μm)

Eine hohe Viskosität im Fest-Flüssigkeitssystem verursacht:

Schlechte Schmelzfließeigenschaften

„Balling“-Phänomen (charakteristischer metallurgischer Defekt)

Schwierigkeiten beim Überlackieren nachfolgender Schichten

Post-Verarbeitungsanforderungen

SLS-Komponenten erfordern normalerweise:

Infiltrationsbehandlungen (Polymer oder Metall)

Heißisostatisches Pressen (HIP)

Präzisionsbearbeitung

Oberflächenveredelungsarbeiten

Branchenentwicklung

Während frühe SLS-Systeme Vorteile in Bezug auf Materialflexibilität und Prozesseinfachheit boten, wurde die Technologie zunehmend durch selektives Laserschmelzen (SLM) für Metallanwendungen verdrängt, und zwar aus folgenden Gründen:

Superior density (>99.5%)

Verbesserte mechanische Eigenschaften

Verbesserte Oberflächengüte (Ra 3–10 μm)

Trotz höherer Ausrüstungskosten, die mit Lasersystemen verbunden sind