Selektives Lasersintern

Was ist selektives Lasersintern?

Selektives Lasersintern (SLS) ist ein industrielles 3D-Druckverfahren in der Additive Fertigung zur Herstellung exakter Prototypen und funktionsfähiger Produktionsteile in bereits einem Tag. Es stehen zahlreiche polyamidbasierte Werkstoffe (PA) zur Verfügung, mit denen sich äußerst langlebige Teile herstellen lassen.

Wie bieten eine Reihe weiterer Sekundärdienstleistungen an, um Ihr Projekt zu unterstützen.

Materialdatenblätter für Selektives Lasersintern finden Sie in unserem Material-Vergleich.

So funktioniert Selektives Lasersintern

Beim selektiven Lasersintern (SLS) wird zur Erzeugung der Bauteile ein CO2-Laser verwendet, durch den das vorgeheizte Bett aus polyamidbasiertem Pulver (z.B. PA11 und PA12) lokal aufgeschmolzen wird. Nachdem eine Schicht erzeugt wurde, wird die Bauplattform abgesenkt und es wird neues Pulver aufgetragen und durch einen Rakel gleichmäßig verteilt. Der Prozess wird solange Schicht für Schicht wiederholt bis das komplette Bauteil erzeugt ist.

Bevor nun der sogenannte Part Cake nach dem Lasersintern, also das Pulver mit dem erzeugten Teil, aus der Maschine in eine Auspackstation transportiert werden kann, muss das aufgeheizte Kunststoffpulver zunächst noch abkühlen. Anschließend wird das gesamte Pulverbett mit den eingekapselten Bauteilen in eine Auspackstation gebracht, wo es angehoben und die Teile aus dem Bett herausgebrochen werden. Zunächst wird das lose Pulver durch manuelles Abbürsten grob entfernt, danach werden die Teile perlgestrahlt, um zurückgebliebene Pulverreste zu entfernen, bevor sie schließlich die Abteilung für die Oberflächenbehandlung erreichen.


3DP ICON LOGO
  • 1 bis über 50 Teile
  • Versandfertig in 1 bis 7 Arbeitstagen
Ideal für:
  • Langlebige Prototypen
  • Funktionsfähige Teile für den Endgebrauch
  • Komplexe Geometrien
 

3D-Drucktechnologien für Kunststoffe

Bei Protolabs bieten wir eine Reihe modernster Technologien zur Fertigung hochpräziser Teile aus verschiedenen Kunststoffen, die für Ihre Anforderungen entwickelt wurden, an. Ob Multi Jet Fusion (MJF), selektives Lasersintern oder Stereolithographie: Wir produzieren Ihre Teile schnell und mit höchster Präzision.

Unser technisches Unterstützungsteam ist immer für Sie da, um mit Ihnen über Ihre Entwürfe zu sprechen, Ihnen bei der Wahl der jeweils idealen Fertigungslösung zu helfen und Ihnen zu zeigen, wie Sie mit uns, Ihre kreativen Vorstellungen realisieren können.

Möchten Sie mehr über unsere bahnbrechenden Kunststoff-Technologien wissen? Dann sehen Sie sich einfach dieses Video an.


 

Die Fertigung neu erfinden mit industriellem 3D-Druck

Durch den 3D-Druck erschließt sich eine neue Welt der Fertigung, denn nun lassen sich auch komplexe Designs mit hoher Qualität und Präzision herstellen – und das schneller und kostengünstiger als je zuvor. Bei Protolabs setzen wir neueste 3D-Drucktechnologie Verfahren wie Stereolithographie, selektives Lasersintern und direktes Metall-Lasersintern ein, um Teile aus Kunststoff, Thermoplasten und Metall herzustellen.

Und wenn die Zeit drängt, ist dank 3D-Druck nun so vieles machbar: Sie übermitteln Ihre Entwürfe einfach online, und Ihre Teile sind oft schon am nächsten Tag versandfertig.

In diesem Video erfahren Sie mehr über diese spannende neue Technologie.


Designempfehlungen: Selektives Lasersintern   



Selektives Lasersintern (SLS) Materialoptionen

PA 12 Weiß

PA 12 Weiß ist eine wirtschaftliche Materialwahl für funktionsfähige Prototypen und Fertigteile. Es bietet eine hohe Schlag- und Temperaturbeständigkeit, ist sehr langlebig und bleibt unter verschiedenen Umweltbedingungen stabil. Das Nylonmaterial weist ein weißes Finish mit einer etwas raueren Oberflächentextur als andere Nylons auf.

Primäre Vorteile

  • Stärke und Steifigkeit
  • Ausgewogene Materialeigenschaften
PA 11 Schwarz

PA 11 Schwarz bietet eine hervorragende Verformbarkeit und Temperaturbeständigkeit, ohne dabei an Zugfestigkeit einzubüßen. Es bietet eine der höchsten Dehnungsbruchschwellen in der Nylonfamilie.

Primäre Vorteile

  • Hohe Bruchdehnung
  • Flexibilität
  • Gleichmäßiges Schwarz
PA 12 40% Glasfüllung

PA 12 40% Glasfüllung ist ein Polyamidpulver, das mit Glaskugeln gefüllt ist,
die Steifigkeit und Formstabilität verleihen. Das Material besitzt eine höhere thermische Beständigkeit als ungefüllte Polyamide und weist eine ausgezeichnete langfristige Verschleißfestigkeit auf. Aufgrund des Glaszusatzes hat es im Vergleich zu anderen Nylons eine geringere Schlag- und Zugfestigkeit.

Primäre Vorteile

  • Steifigkeit und Formstabilität
  • Langfristige Verschleißfestigkeit
  • Hohe Temperaturbeständigkeit
TPU-88A

Dieses thermoplastische Polyurethan (TPU) kombiniert gummiartige Elastizität und Dehnung mit guter Abrieb- und Schlagfestigkeit. Es kann sowohl zur Herstellung von Prototypen als auch von Funktionsteilen eingesetzt werden

Primäre Vorteile

  • Flexibilität
  • Reiß- und Abriebfestigkeit
  • Langlebigkeit
PA 12 Karbonfüllung

PA 12 Karbonfüllung ist ein anthrazitgraues Nylon, das sich durch extreme Steifigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit auszeichnet, gepaart mit elektrischen Leitfähigkeitseigenschaften und geringem Gewicht. Es kann sowohl für funktionsfähige Prototypen als auch für Fertigteile verwendet werden. Der Karbonfaser-Füllstoff bietet je nach der betrachteten Richtung der drei Achsen unterschiedliche mechanische Eigenschaften. Dieses Material weist im Vergleich zu anderen SLS-Nylons eine gute Oberflächenqualität und ein glatteres Finish auf.

Primäre Vorteile

  • Extreme Steifigkeit
  • Elektrische Leitfähigkeit
  • Ausgezeichnete Langzeitstabilität
PA 12 Flex

PA 12 Flex Schwarz ist ein schwarzes/anthrazitfarbenes Nylon, das sich durch hervorragende Flexibilität und Schlagfestigkeit auszeichnet. Die Festigkeit und Steifigkeit bei PA 12 Flex Black, ist ähnlich wie bei PA 12. Seine hohe Haltbarkeit macht es zu einer ausgezeichneten Wahl nicht nur für die Prototypenherstellung, sondern auch für Fertigteile.

Primäre Vorteile

  • Hohe Bruchdehnung
  • Flexibilität
  • Langlebigkeit und Zähigkeit

Materialeigenschaften vergleichen

Material Farbe Zugfestigkeit Zugelassener Modul Dehnung
PA 12 Weiß
(PA 650)
Weiß 50.0 Mpa 2,000 Mpa 11%
PA 11 Schwarz
(PA 850)
Schwarz 52 Mpa 1,800 Mpa 30%
PA 12 40% Glasfüllung
(PA 614-GS)
Weiß 50 Mpa 3,600 Mpa 5%
PA 12 Carbon Filled Black      
PA 12 Flex Black      

Diese Zahlen sind Näherungswerte und hängen von einer Reihe von Faktoren ab, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Maschinen- und Prozessparameter. Die bereitgestellten Informationen sind daher nicht bindend und gelten nicht als zertifiziert. Wenn die Leistung entscheidend ist, sollten Sie auch unabhängige Labortests der Zusatzstoffe oder der fertigen Teile in Betracht ziehen.


Vorteile des selektiven Lasersinterns

  • Wettbewerbsfähiger Preis
  • Sehr gute Maß- und Formgenauigkeit
  • Eignung für manche Funktionsprüfungen
  • Problemloses Reproduzieren komplexer Geometrien

Wozu wird selektives Lasersintern eingesetzt?

Selektives Lasersintern wird in zahlreichen Branchen für eine Vielzahl von Produkten und Anwendungen verwendet.

Es ist ein beliebtes Verfahren zur Herstellung von aerodynamischen Komponenten, Ventilatoren und kleineren Turbinen. In der Automobilindustrie wird es für Innenraumkomponenten eingesetzt. Auch eignet es sich für Scharniere, Elektrogehäuse und Sportartikel.

Aufgrund der breiten Palette von Materialien mit zahlreichen Eigenschaften wird es in den meisten Industrien auch für Röhrenleitungen verwendet, so in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Medizin- und in der Öl- und Gasindustrie.


Design-Überlegungen zum selektiven Lasersintern

  • Runden Sie Ecken ab, wo Wände aufeinander treffen, so reduzieren Sie die Spannung.
  • Gleichmäßige Wandstärken zwischen 1,5 mm und 3,8 mm werden empfohlen, um Krümmungsneigung und Verformungen zu reduzieren. So wird größere Stabilität und Präzision erzielt.
  • Verstärken Sie große Flächen mit Rippen, damit sie sich nicht so leicht verformen.
  • Wo bei Spritzgussteilen Metallbuchsen für Gewindeeinsätze überspritzt werden, können bei SLS heißverstemmte Einsätze eine vergleichbare Funktion übernehmen.
  • Vorsicht bei sehr feinem Text, die Mindestmerkmalgröße beträgt 1 mm. Bei sehr kleiner Schrift besteht die Gefahr, dass Pulver zurückbleibt und Zahlen und Buchstaben dadurch weniger gut lesbar werden. Durch eingelassene Beschriftung werden bessere Ergebnisse erzielt, aber auch hier gilt eine Mindestmerkmalgröße von 0,5 mm.
  • SLS bietet einen großen Bauraum, da keine Stützstrukturen benötigt werden, steht das ganze Pulverbett zur Verfügung, sodass mehrere Teile auf einmal aufgebaut werden können.
  • Entscheiden Sie sich für unverstärktes Nylon, wenn das Fertigteil etwas „nachgiebiger“ sein soll.
  • Kennzeichnen Sie bei der Übermittlung Ihres Designs Oberflächen, bei denen die Ästhetik wichtig ist. Zur geraden und genauen Ausrichtung stellen unsere Techniker Teile in der Baukammer oft ein wenig schräg. Dies kann jedoch zu einem "Treppen"Effekt führen.
  • PA 11 Schwarz - gut geeignet für optische Anwendungen, da es wenig reflektiert und Schmutz und Fett verdeckt.
  • PA 12 Weiß - ein ausgewogener und wirtschaftlicher Werkstoff, für allgemeine Anwendungen oft die erste Wahl.
  • PA 12 40 % glasfaserverstärkt – eine gute Wahl, wo Steifigkeit und Temperaturbeständigkeit wichtig sind, durch die Glasfaserverstärkung ist es jedoch brüchig.
  • PA 12 karbonfaserverstärkt – hat viele Eigenschaften. Die Karbonfaserverstärkung verleiht ihm richtungsabhängig unterschiedliche mechanische Eigenschaften. Glattere Oberfläche im Vergleich zu anderen SLS-Nylonwerkstoffen und gute Oberflächenqualität.
  • TPU 88A – verbindet eine gummiähnliche Elastizität und Bruchdehnung mit guter Abrieb- und Schlagfestigkeit. Kann für Prototypen und funktionsfähige Teile genutzt werden.
  • SLS-Werkstoffe sind in der Regel hydroskopisch – sie absorbieren Wasser.


Manuelle Entfernung einer Stützstruktur im 3D Druck

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Designempfehlungen: Selektives Lasersintern   

PA 12 Weiß 676 mm x 367 mm x 564 mm
PA 12 40% Glasgefüllt, PA 11 Schwarz*, PP Natur 269 mm x 320 mm x 406 mm
PA 12 Flex Schwarz 490 mm x 490 mm x 700 mm
PA12 Karbongefüllt 490 mm x 490 mm x 740mm
TPU-88A Schwarz 330 mm x 280 mm x 440 mm

* Die Empfohlene maximale Abmessungen bei PA 11 Schwarz und PP Natur betragen: 200 mm x 200 mm x 200 mm (höhere Abmessungen erhöhen das Risiko von Verformungen und Maßungenauigkeiten)

Schichtdicke 0,1 mm
Minimale Funktionsgröße 0,75 mm* / 1,00 mm**

*   PA12 Weiß, PA11 Schwarz
** PA12 40% Glasgefüllt, PP Natural, PA12 Karbongefüllt, PA 12 Flex Schwarz, TPU-88A

Die Toleranzen bei gut konzipierten Teilen betragen ±0,20 mm ±0,002 mm/mm. Bitte beachten Sie, dass die Toleranzen abhängig von der Teilegeometrie abweichen können.

Für TPU-88A Schwarz ist eine Toleranz von ± 0,3 mm plus ± 0,002 mm/mm zu erwarten (für Teile größer als 100 mm beträgt die Toleranz bei TPU-88A Schwarz ± 0,3% des Nennmaßes) 

Die Toleranzen, für PA 12 Flex Schwarz betragen ±0,35 mm plus ±0,002 mm/mm (bei größeren Teilen
± 0,2% des Nennmaßes).

STANDARD Teile werden gestrahlt: Pulver wird entfernt und eine gleichmäßige Oberflächenqualität erzielt.
KUNDENSPEZIFISCH

Verfügbare Zusatzoptionen:

  • Lackieren (RAL)
  • Schwarz Färben: nur verfügbar für PA 12 Weiß und PA 12 40% Glasgefüllt
  • Infiltrieren (transparent)
  • Füller und Oberflächenfinish
  • Füller, Oberflächenfinish und Lackieren (RAL)
  • Gewinde und Buchsen
  • Montage (Verkleben, Verschrauben usw.): nur verfügbar für PA 11 Schwarz, PA 12 Weiß, PA 12 40% Glasgefüllt und PA 12 Karbongefüllt

 

Unsere SLS-Ausrüstung umfasst SinterStation Pro-Maschinen mit dem weltweit größten Sinter-Bauvolumen, vollständig digitale Hochgeschwindigkeits-Scansysteme, eine einzigartige Prozesskonsistenz und geschlossene Systeme zur Pulvermischung und -bereitstellung für eine zuverlässige Teilequalität bieten. Außerdem verwenden wir SPro 60-Maschinen, welche die Verwendung mehrerer Werkstoffe sowie einen hohen Durchsatz ermöglichen.