Was ist selektives Lasersintern?

Selektives Lasersintern ist ein Herstellungsverfahren, bei dem ein Hochtemperaturlaser verwendet wird, um Pulver in eine vorbestimmte Form zu schmelzen. Bei diesem Verfahren handelt es sich um eine Art der additiven Fertigung, d. h. der Artikel wird aus Materialien in eine endgültige Form aufgebaut. Dies steht im Gegensatz zur üblicheren subtraktiven Fertigung, bei der Material von einem Stück entfernt wird, bis es seine endgültige Form erreicht. Selektives Lasersintern erfordert ein Computermodell oder eine Beschreibung des Endstücks. Das Laserführungsprogramm liest das Modell und baut langsam die Form aus den verfügbaren Materialien auf.

Der selektive Lasersinterprozess beginnt mit der Erstellung einer Computerdarstellung des Endstücks. Diese Darstellung wird oft mit einer Designsoftware erstellt, sodass das endgültige Stück leicht in einem virtuellen Raum betrachtet werden kann. Wenn keine Designsoftware verwendet wird, ist es möglich, mathematische oder programmierte Modelle zu erstellen, die nur als Code existieren. Diese Teile können extrem enge Spezifikationen haben, sind aber viel schwieriger zu erstellen.

Nachdem das Modell erstellt wurde, liest das selektive Lasersinterprogramm die Daten und aktiviert den Laser. Diese Maschine ist im Allgemeinen ein industrieller Hochtemperaturlaser, wie beispielsweise ein Kohlendioxidlaser. Die Hitze des Lasers verschmilzt pulverförmiges Material, indem es mit sehr heißen Pulsen darauf trifft. Die Wirkung des Lasers stoppt die Sekundärerwärmung, wodurch verhindert wird, dass unerwünschte Materialien am Werkstück kleben oder unbeabsichtigt schmelzen.

Das beim selektiven Lasersintern verwendete Pulver ist im Allgemeinen eine zweiteilige Mischung. Der innere Kern des Pulvers ist ein dichtes Material, das dem fertigen Stück Gewicht und Struktur verleiht. Dieser Inneneinsatz ist mit einem leicht schmelzbaren Material wie Nylon oder Kunststoff überzogen. Wenn ein einteiliges Pulver verwendet wird, besteht es normalerweise aus Sand oder Metall – zwei Materialien, die gut schmelzen, aber dennoch Struktur bieten. Einteilige Mischungen führen oft zu höherwertigen Endprodukten, aber ihre Herstellung kostet im Allgemeinen mehr und erfordert eine höhere Schmelztemperatur.

Der Laser fertigt das Werkstück Schicht für Schicht. Das Pulver wird zu einem Teil des Endstücks geschmolzen und abkühlen gelassen. Dann fertigt der Laser das nächste Teil und dann das nächste, jeweils mit einer kleinen Abkühlzeit dazwischen. Abhängig von den verwendeten Materialien kann die Abkühlzeit von wenigen Sekunden bis zu einer kaum wahrnehmbaren Zeit reichen. Während sich das Stück aufbaut, benötigt es keine äußere Unterstützung, da das überschüssige Pulver im Tank es von allen Seiten unterstützt.