Sonntag, 24. März 2013

Kurzer Abriss über den 3D Druck - Teil 2.3: Materialien und Verfahren: SLM – Selective Laser Melting

Guten Morgen :-)

...nachdem wir das 3D-Gipsdruckverfahren und das SLS-Verfahren vorgestellt haben, fehlt noch das dritte Verfahren aus dieser "Familie". Nämlich das SLM oder Selective Laser Melting.

Selective Laser Melting wird momentan von vielen Quellen aus als DAS 3D-Druckverfahren bezeichnet, dass einer sich lohnenden Produktion von individuellen Einzelteilen am besten nahe kommt. Doch warum ist das so?

Das SLM-Verfahren an sich funktioniert fast wie das SLS-Verfahren. d.h. man hat eine Kammer in der sich Pulver - beim SLM-Verfahren zumeist Metallpulver - befindet. Bekommt der Drucker die entsprechende 3D-Druckdatei, beginnt er eine dünne Schicht des (Metall-)Pulvers in der Druckkammer auszurollen. Diese Schichten werden im übrigen bei allen Verfahren "Layer" genannt. Ein Hochleistungslaser beginnt daraufhin mit dem Schmelzvorgang des Pulvers. Das Pulver wird nur dort geschmolzen, wo sich das fertige 3D-Objekt aufbauen soll. Das übrige Pulver in der Druckkammer bleibt unberührt. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis sich das fertige 3D-Werkstück in der Druckkammer befindet.

Worin unterscheidet sich das Selective Laser Melting von Selective Laser Sintering Verfahren nun?
Beantworten lässt es sich laienhaft folgendermaßen: während beim Sintering noch zusätzliche Werkstoffe wie Klebstoff für die einzelnen Schichten benötigt wird und die Oberfläche des verwendeten Materials jeweils nur "angeschmolzen" wird, wird das Material beim Melting vollständig aufgeschmolzen. So entfallen bspw. die zusätzliche Infiltration mit Klebstoff oder aber auch die zeitaufwendigen Nachbehandlungen im Brennofen. Es ergeben sich aber weitere Vorteile durch dieses Verfahren:
  •  der Werkstoff ist sehr "dicht" und weist fast genau die selben Eigenschaften wie Objekte, die mit konventionellen Verfahren hergestellt werden
  • durch den Melting-Prozess lassen sich im Gegensatz zu normalen Gussverfahren sog. Lunker (=Löcher, Hohlräume) vermeiden
  • Durch die direkte Erzeugung des 3D-Modells aus den CAD-Dateien, lässt sich im Gegensatz zum herkömmlichen Werkzeugbau eine Menge Zeit und Geld sparen
  • das Verfahren bietet große Freiheit in der geometrischen Gestaltung der 3D-Objekte. Während bei konventionellen Verfahren die Herstellung solche Werkzeuge zu teuer und zu aufwendig ist, ist dies mit dem SLM-Verfahren sehr leicht. Gleiches gilt für die Komplexität der 3D-Objekte: je komplexer das Bauteil, umso sinnvoller ist es, es mit dem SLM-Verfahren herzustellen. Man spart: Zeit und Geld und kann fast unmögliche Figuren herstellen...
Werkstoffe, die für dieses Verfahren verfügbar sind, sind aktuell alles Metall-Legierungen (Edelstähle, Titan, Aluminium, Kobalt, Chrom und Nickel). Hergestellt wird das 3D-Modell in einer Schutzatmosphäre mit Argon oder Stickstoff. Schichtdicken zwischen 20 und 100 μm und Wandstärken ab 40 µm sind möglich.

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