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Die SLS-Technologie ist eine der am häufigsten verwendeten Techniken im professionellen 3D-Druck. Erfahren Sie mehr über den SLS-Druck und seine wichtigsten Merkmale!
SLS-Technologie - was ist das?
Bei der SLS-Technologie (eng. Selective Laser Sintering) handelt es sich um ein inkrementelles 3D-Druckverfahren, bei dem Polymerpulver schichtweise gesintert wird, wodurch nach und nach ein 3D-Druck entsteht. Es ist eine der 3D-Drucktechniken, die zusammen mit DMLS oder EBM zu der Kategorie Powder Bed gehören.
Merkmale von SLS-Drucken
Die mit der SLS-Technologie hergestellten Drucke zeichnen sich durch eine sehr gute Schichthaftung und hervorragende mechanische Eigenschaften aus, insbesondere durch ihre Widerstandsfähigkeit gegen Quetschungen und Abrieb. Darüber hinaus sind SLS-Drucke extrem genau und können daher auch in hochpräzisen Anwendungen eingesetzt werden. Dadurch eignen sich die auf SLS-Anlagen gedruckten Elemente nicht nur als Modelle oder Dekorationen, sondern auch als verwendbare Komponenten, wie Teile von Geräten und Maschinen.
Anwendung der SLS-Technologie
Die SLS-Technologie wird hauptsächlich zur Herstellung von Funktionsprototypen und komplexen Verschleißteilen in kleinen Stückzahlen eingesetzt. SLS-Drucker sind schwierig zu bedienen und sehr teuer, weshalb sie fast ausschließlich für den professionellen und industriellen Einsatz zur Verfügung stehen. Daher werden Drucke für Privatpersonen oder kleine Unternehmen in der Regel an spezielle Unternehmen vergeben, die sich professionell mit räumlichen Drucken beschäftigen.
SLS-Druckverfahren
Wie bei anderen 3D-Druckverfahren ist der SLS-Druck ein mehrstufiger Prozess. Auch die fertigen Drucke erfordern eine Nachbearbeitung, d. h. eine zusätzliche Verarbeitung nach dem Druck.
Druckphasen
In der ersten Phase werden das Polymerpulver und das Arbeitsfeld auf eine hohe Temperatur erhitzt, die jedoch niedriger ist als der Schmelzpunkt des Materials. Das Polymerpulver wird dann mit Hilfe einer Druckeruntereinheit, dem sogenannten Recoater (Abstreifer), in einer dünnen Schicht auf dem Arbeitstisch verteilt. Später beginnt das eigentliche Sintern des Arbeitsmaterials mit einem Laser, dessen Strahl durch eine Reihe von Linsen geleitet und von Spiegeln reflektiert wird, um dann im Arbeitsfeld auf der Oberfläche der Pulverschicht konzentriert zu werden. Auf der Grundlage eines zuvor durchgeführten Scans findet eine schrittweise selektive Sinterung des Polymers statt. Zum Schluss fährt die Arbeitsbühne nach unten und der Recoater trägt eine weitere Schicht Polymerpulver auf, und der gesamte Prozess beginnt von vorne. Beim Sintern aufeinanderfolgender Schichten werden die vorherigen Schichten überschmolzen, so dass der gesamte Druck zu einem einzigen Festkörper verschmolzen wird.
Abkühlung
Nach Abschluss der Sinterung muss man warten, bis das Pulver und der Druckbehälter abgekühlt sind. Anschließend wird das Werkstück von eventuellen Resten des Arbeitsmaterials gereinigt. Bei großen Drucken kann dieser Vorgang bis zu mehreren Stunden dauern.
Nachbearbeitung
Die Nachbearbeitung im SLS-Verfahren besteht in erster Linie darin, den Druck gründlich von Rückständen ungebrannten Polymerpulvers zu reinigen. Dies geschieht in der Regel mit Druckluft. Nach Abschluss des Reinigungsprozesses können die Bauteile einer zusätzlichen mechanischen oder chemischen Behandlung unterzogen werden, die mit den Eigenschaften des im Druckverfahren verwendeten Polymers verträglich sind.
Beim SLS-Druck verwendete Materialien
Beim SLS-Druck werden thermoplastische Materialien verwendet, die in Form eines fein gemahlenen Pulvers auftreten. Als Basis werden vor allem verschiedene Polymere wie die Polyamide PA12 (Nylon) und PA11 (Aluminiumlegierung) oder Polyetheretherketon (PEEK ) verwendet, die gute mechanische Eigenschaften aufweisen.
Den Polymerpulvern werden auch verschiedene Zusatzstoffe zugesetzt, um die Festigkeit, Steifigkeit, Flexibilität, die chemischen Eigenschaften oder das Aussehen der Drucke zu verbessern. Das Ergebnis sind Materialien wie CarbonMide (mit Kohlenstofffasern), PA-GF (mit Glasfasern), Alumide (mit Aluminiumzusätzen) oder PA-FR (mit Flammschutzmitteln).
Möglichkeiten und Grenzen des 3D-Drucks mit der SLS-Technologie
Wie andere 3D-Druckverfahren hat auch das selektive Lasersintern seine Vor- und Nachteile.
Vorteile des SLS-Drucks
- hohe Druckgenauigkeit,
- gute mechanische Eigenschaften der Drucke,
- die Möglichkeit, komplexe Formen und Figuren zu schaffen,
- keine Notwendigkeit, Träger zu entwerfen und zu verwenden (der Träger ist ein nicht eingebranntes Polymerpulver),
- unkomplizierte Nachbearbeitung,
- relativ kostengünstiger Druckerbetrieb und relativ geringe Materialkosten.
Nachteile des SLS-Drucks
- raue Oberfläche der Drucke (Bearbeitung erforderlich, um eine glatte Textur zu erhalten),
- hohe Schrumpfung des Materials, was den Druck von gelochten Teilen und flachen Oberflächen erschwert,
- die hohen Kosten der Drucker und die Komplexität der Bedienung – eine Technologie, die für 3D-Druck-Enthusiasten zu Hause praktisch unzugänglich ist,
- geringere Verfügbarkeit und Materialvielfalt als bei populäreren Technologien wie FDM.
