3D Druckverfahren und Funktionsweise [SLS]

Selektives Lasersintern

Funktionsweise SLS​

Selektives Lasersintern (SLS) ist ein pulverbasiertes Schmelzverfahren, wobei das Werkstück (3D Druckobjekt) in einem Pulverbett mit fast 100% Dichte isotrop gefertigt wird.

Im ersten Schritt wird eine hauchdünne Pulverschicht auf eine Bauplattform mittels eines Rakels oder einer Walze aufgetragen. Ein Laserstrahl verschmilzt im zweiten Schritt das aufgetragene Pulver punktgenau an den Stellen, die von der geladenen Druckdatei vorgegeben sind. Anschließend senkt sich die Bauplattform in einem dritten Schritt ab und es wird erneut eine komplette Pulverschicht aufgetragen.

Diese 3 Schritte wiederholen sich so oft, bis das gewünschte Bauteil komplett gefertigt ist, wobei die einzelnen Schichten an den definierten Stellen durch den Laser miteinander verschmolzen werden.

Das Verfahren ist sehr produktiv und genau. Zudem ist es kosteneffizient und sehr gut für Kleinserien geeignet, wo es teilweise bis zu 5.000 Stück Losgröße kostengünstiger als Spritzguss ist.

Als Material kommen Polyamid 12 (PA12), Polypropylen (PP) oder auch Thermoplastische Elastomere (TPE) zum Einsatz.

Funktionsweise SLS 3D Druck

Oberfläche

Auflösung bis 0,2 mm
(Toleranz 0,2 %)

Bauraum bis 700 x 380 x 580 mm

Stückzahl / Kosten

genaues Fertigungsverfahren geeignet für Stückzahlen bis zu 5000 Stück

Material

Sintern von: Polyamid 12 (PA12), Polypropylen (PP), Thermoplastische Elastomere (TPE)

Einsatzgebiete

mechanisch hoch belastbare und isotrope Druckobjekte

z.B. Lagerbuchsen, Zahnräder, Gehäuseteile

Sehr gute Alternative zum Spritzguss bei Kleinmengen -> schnell und deutlich preiswerter

SLS Druckbeispiele

Konstruktionsempfehlungen SLS

Toleranzen

  • Die Toleranzen sind abhängig vom verwendeten Material und der Bauteilgeometrie. In den meisten Fällen kann von diesen Werten ausgegangen werden:

    • 0 – 30 mm: +/-0,2 mm
    • Ab 30 – 100 mm: +/-0, 3mm
    • Ab 100 mm: +/- 0,3 % des Nennmaßes

Wände und Stäbe ​

  • [X/Y] Minimal mögliche Wandstärke = 0.45 mm
  • [Z] Minimal mögliche Wandstärke = eine Schicht; Standard: 0,1mm
  • [Stäbe] Minimale Stabstärke = 0,8 mm

Lose Verbindungen​

  • 0,1 mm abstand für lose Verbindungen
  • Ohne Spalt zwischen einem männlichen und weiblichen Bauteil entsteht eine Presspassung
  • Gilt nur für Bauteile die nach dem Bauprozess montiert werden! Ansonsten siehe Abschnitt Gelenke.
Lose Verbindungen im SLS Konstruktionsempfehlungen
Gelenke SLS Konstruktionsempfehlungen

Gelenke

  • Spaltmaße (A) für Gelenke:
    • x/y: 0,3 mm – 0,5 mm
    • z: 0,5 mm – 0,6 mm

Stufen im Bauteil

  • Wenn eine Bauebene mit einem Winkel von unter 20 ° zur x/y Ebene ausgerichtet ist, sind auf der Oberfläche eindeutig Stufen zu erkennen
  • Je steiler der Winkel, desto feiner die Stufen. Die Sichtbarkeit ist auch von der Schichtdicke abhängig.
Stufen im Bauteil SLS Konstruktionsempfehlungen

Kosten

  • Kosten sind von der Bauhöhe (z-Richtung) abhängig (Maschinenstunden und Pulververbrauch)
  • Verkleinerung der Bauhöhe
    • Bauteile mit möglichst geringer Höhe konstruieren
    • Stapeln
  • Reduktion des Bauvolumens
    • Integrierte Konstruktion
    • Leichtbau Konstruktion
    • Kraftflussoptimierte Konstruktion
SLS 3D Druck - Verschachteln (nesting)

Schriftgröße

  • Minimale Schriftgröße: 14 (für alle Baurichtungen)
  • Kleinere Schriftgrößen sind möglich aber abhängig von:
    • Baurichtung
    • Tiefe (bei negativen Schriftbild)
    • Höhe (bei positiven Schriftbild)