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    CAD Konstruktion

    in SolidWorks - erledigen wir auch.

SLS
Lasersintern – Dienstleistung

Im Unterschied zum FDM-Verfahren wird beim Lasersintern der gesamte Bauraum schichtweise mit dem Baumaterial befüllt. Wir verwenden zumeist Nylonpulver oder Nylon mit Glasfaser. Die Schichtstärke beträgt dabei 0,1 bis 0,12mm. Nach jedem Füllvorgang fährt ein Laser die 3d-Kontur des Bauteils ab und verschmilzt die Schichten Zug um Zug bis zur endgültigen Form.

Da das Füllmaterial nur teilweise wiederverwendbar ist, können je nach Größe und Form des Werkstücks relativ hohe Materialkosten entstehen. Auch ist der Zeitaufwand für die Herstellung größer. Andererseits wird für dieses Verfahren keine Stützstruktur benötigt. Die Werkstücke sind sehr stabil und auf allen drei Achsen gut belastbar. Durch die Lasertechnik wird eine hohe Auflösung an den Rändern erzielt, was zu einer hervorragenden Optik führt. Nach der Fertigstellung können die Werkstücke zusätzlich veredelt werden, also geschliffen, gefärbt oder auch lackiert.

EOS_P396

Mit diesem Verfahren können mehrere Objekte gleichzeitig gedruckt werden. Dadurch sinkt der Material- und Kostenaufwand für jedes Einzelstück erheblich, da ja der gesamte Bauraum mit Material gefüllt wird.

Das Verfahren eignet sich sehr gut für kleine bis mittelgroße Serienfertigungen.

Zum Einsatz kommen bei uns die EOS P396 und die EOS Formiga P110. Die Größe des Bauraums beträgt bei der P396 340x340x600mm.

Das Verfahren ist ausgezeichnet geeignet für

  • jegliche Produktentwicklung vom Funktionsmuster bis zur Serienfertigung
  • Vorrichtungsbau jeglicher Art
  • Montage- und Schweißschablonen
  • Versuchsteile und mechanische Funktionsmuster
  • Messvorrichtungen
EOS_FormigaP110

3D Druck Produkte aus der EOS P396 und der EOS Formiga P110

SLS zusammengefasst

Vorteile

  1. Hohe Stabilität und Festigkeit auf allen Achsen
  2. Sehr hohe Auflösung, daher hohe optische Qualität
  3. Gute Veredelungsmöglichkeiten (schleifen, Färben, Lackieren etc.)
  4. Keine Stützstruktur benötigt
  5. Sehr gute Eignung für kleine bis mittelgroße Serienfertigungen

Nachteile

  1. Relativ hohe Vorlaufzeit, Fertigungsdauer durchschnittlich 7 Werktage
    (ohne Veredelung)
  2. Je nach Form und Größe des Bauteils können höhere Materialkosten entstehen
  3. Verklebung nur bedingt möglich

SLS Lasersintern – Dienstleistung

Trotz der teilweise hohen Materialkosten gehört selektives Lasersintern im 3D-Drucker zu den beliebtesten Rapid Prototyping Anwendungen. Die große Stabilität der gesinterten Produkte auf allen Achsen macht SLS vor allem für Prototypen und Modelle interessant, die größeren Belastungen ausgesetzt werden sollen. Je nach Art der verwendeten Materialien kann dieser Faktor aber sogar noch erhöht werden. Nylon-Pulver passt zwar als grober Oberbegriff für die Stoffe, die sich gut zum Lasersintern mit SLS eignen, allerdings hat die Gruppe der Polyamide, zu denen auch das Nylon gehört, eine Vielzahl von Werkstoffen für das Rapid Prototyping hervorgebracht.

All diese Materialien beruhen zwar auf ähnlichen chemischen Verbindungen, unterscheiden sich aber zum Teil im Herstellungsverfahren und auch in den Eigenschaften um einige wichtige Faktoren. Das seit vielen Jahren bekannte Polyamid Nylon zum Beispiel trägt die Bezeichnung PA 6.6 und ist der älteste rein synthetisch hergestellte Kunststoff (1935). Kurze Zeit später wurde das Polyamid Perlon entwickelt. Es wird als PA 6 bezeichnet. Obwohl die Art der Herstellung grundlegend anders verläuft als beim Nylon, haben beide Produkte sehr ähnliche Eigenschaften und eine sehr ähnliche chemische Zusammensetzung.

Zum Ablauf des SLS Vorgehens im Drucker

Selektives Lasersintern SLS verläuft (ohne Nachbearbeitung) in fünf Schritten

  1. Die fertig aufbereiteten Daten werden an den SLS Drucker gesendet und verarbeitet.
  2. Der ausgesuchte Werkstoff wird auf eine Plattform im Bauraum etwas über die Höhe des Werkstücks aufgefüllt. Unter Druck wird das Material erhitzt.
  3. Der SLS Laser fährt programmgesteuert den Grundriss der untersten Schicht des Werkstücks auf dem Pulver nach und schmilzt bei Kontakt das Pulver in einer Höhe von etwa 1mm zusammen.
  4. Die Plattform senkt sich um diesen Millimeter ab, und ein Schieber trägt eine neue Schicht des Pulvers auf. Schicht um Schicht schmilzt der Laser die Konturen des 3D-Modells zusammen. Dieser Vorgang wiederholt sich je nach Größe des Werkstücks bzw. Modells bis zu 1000 Mal.
  5. Schließlich wird das überzählige Pulver entfernt, und das fertige Werkstück kann entnommen werden.

Mit verschiedenen Methoden der Nachbearbeitung lässt sich das Werkstück bzw. lassen sich die Prototypen veredeln, dazu gehört eine Oberflächenglättung, eine Lackierung oder, bei bestimmten Materialien, auch die Verklebung mit anderen Teilstücken aus einer SLS Herstellung.

Zu den Dienstleistungen, die Sie von 3D-Druck24 erwarten dürfen, gehört natürlich auch eine genaue Beratung über den besten Werkstoff, den wir für die Herstellung Ihres Werkstücks im SLS Drucker oder bei anderen Rapid Prototyping Methoden verwenden sollten. Hier möchten wir Ihnen einige Informationen über die Materialien anbieten, die sich für Selektives Lasersintern eignen.

Alle verwendeten Materialien ergeben bei diesem Verfahren eine sehr hohe Detailgenauigkeit. Neben dem Nylon PA6.6 und einigen Elastomere kommen für Selektives Lasersintern in Frage:

  • Polyamid PA2200 (oder auch PA12)
    Dieser thermoplastische Kunststoff kommt am häufigsten zum Einsatz. Er verfügt über ein Biozertifikat, ist also lebensmittelecht (mit Ausnahme alkoholartiger Stoffe). Die recht hohe Festigkeit und die guten Veredelungsmöglichkeiten gehen einher mit einem relativ kostengünstigen Anschaffungspreis. Die Oberfläche ist leicht rau, porös, aber nicht spröde und vom haptischen Eindruck mit einer Aspirintablette vergleichbar. Die Grundfarbe ist weiß, das Polyamid kann aber gut lackiert werden. Die Temperatur für einen Einsatz liegt bei 80 Grad Celsius, kann aber für kurze Zeit auf bis zu 160 Grad Celsius erhöht werden.
  • Polyamid PA3200 GF
    Der thermoplastische Kunststoff ist mit Glasfasern in Form winziger Glaskügelchen angereichert. Der Anschaffungspreis ist deutlich höher, dafür verfügt das Material über Eigenschaften, die es für besondere Belastungen geeignet machen. Die Hitzebeständigkeit erhöht sich auf über 150 Grad Celsius, auch die Festigkeit und Steifheit nimmt erheblich zu. Der Werkstoff hat sehr gute Oberflächeneigenschaften und ist sehr gut weiter zu behandeln. Durch die hohe Stabilität und die ausgezeichnete Verschleißfestigkeit eignet er sich gut für den Fahrzeugbau sogar im Motorenbereich.
  • Polyamide
    Dieses Pulver aus der PA12 Reihe ist mit Aluminium angereichert. Das fertige Werkstück erhält dadurch ein silber-graues, metallartiges Aussehen. Die Wärmeleitfähigkeit ist wesentlich höher als bei anderen Polyamiden. Polyamide eignet sich gut für die maschinelle Nachbearbeitung, da es über eine hohe Steifigkeit verfügt. Die Temperaturbeständigkeit liegt bei 175 Grad Celsius. Die minimale Wandstärke liegt wie bei den anderen Materialien bei 0,7mm. Die Schichtstärke beträgt auch hier 1 – 1,2mm.

Rapid Prototyping

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