Selektives Laserschmelzen

Das selektive Laserschmelzen (SLM), auch als Selective Laser Melting bekannt, bietet Konstrukteuren die Möglichkeit, in vollkommen neue Richtungen zu denken. Im Gegensatz zu herkömmlichen mechanischen Produktionstechniken für Metallbauteile, wie dem Drehen oder Fräsen, sind der konstruktiven Gestaltungsfreiheit bei dem additiven Fertigungsverfahren kaum Grenzen gesetzt. Durch den schichtweisen Aufbau des Metallteils lassen sich selbst hochkomplexe Geometrien erzeugen, beispielsweise mit Hinterschneidungen oder Hohlräumen. Ohne Spannvorrichtungen oder Formwerkzeuge ermöglicht das Verfahren die Herstellung anspruchsvoller Bauteile, die sich mit herkömmlichen Techniken nicht oder nur mit enormem Aufwand realisieren ließen. Konstrukteure können sich somit ganz auf das Erreichen funktioneller Ziele konzentrieren und Innovationspotenziale optimal ausschöpfen.

Innenliegende Funktionen und Strukturen integrieren

Zu den gestalterischen Möglichkeiten zählt beim selektivem Laserschmelzen die einfache Integration von Funktionselementen, wie etwa innenliegender Kanäle zur konturnahen Kühlung. Darüber hinaus können mittels integraler Bauweise einzelne Komponenten bereits während des Herstellungsprozesses miteinander zu einem Bauteil verbunden werden. Nachträglicher Bearbeitungs- und Montageaufwand lässt sich so auf ein Minimum reduzieren. Schließlich profitieren auch Leichtbaukonstruktionen von der Technik des Laserschmelzens, da sich durch das Einbringen von Hohlkörpern oder Wabenstrukturen deutliche Gewichtsreduktionen erzielen lassen – bei gleichzeitig hoher Stabilität und Funktionalität.

Vielseitig in der Anwendung

Diese konstruktiven Spielräume machen das Laserschmelzen zu einer interessanten Fertigungstechnik für vielfältige Anwendungsbereiche. Hierzu gehören beispielsweise die Automobilbranche, die Luft- und Raumfahrt, die Medizintechnik sowie generell sämtliche Einsatzgebiete, in denen Leichtbau und bionische Strukturen gefragt sind.

Das Potenzial des Laserschmelzens entfaltet sich heute längst nicht mehr nur beim Rapid Prototyping. Die produzierten Teile erfüllen hohe Materialanforderungen, wie etwa eine sehr gute thermische Resistenz und mechanische Belastbarkeit, und können einsatzfertig für anspruchsvolle Aufgaben produziert werden. Rapid Manufacturing und Rapid Tooling zählen daher ebenso zu den möglichen Einsatzgebieten wie die Produktion von Kleinserien oder individuellen Komponenten. Durch den geringen Material- und Werkzeugeinsatz ist eine wirtschaftliche Herstellung bereits ab Losgröße 1 gegeben. Bei Bedarf kann die Fertigungstechnik mit herkömmlichen Produktionsverfahren kombiniert werden, sodass Nacharbeiten wie eine Oberflächenbehandlung, Schweißen, Fräsen oder Erodieren problemlos angeschlossen werden können.

Technische Informationen

• Wanddicken ab 0,3 mm
• Schichtdicke 20 µm, 40 µm, 50 µm
• Oberflächenrauheit: Ra 2,5 - 8 μm / Rz 15 - 50 μm
• Härte bis 52 HRC (Härteprozess)
• Bauteile bis 250 mm x 250 mm x 310 mm können in einem Stück gefertigt werden
• Toleranzen: +/- 0,7 %, min. 0,1 mm

Einschränkungen

• Leicht raue Oberfläche
• Oberflächenbearbeitung für Spritzgießwerkzeuge und Ähnliches notwendig

SLM-gefertigte Werkzeugeinsätze steigern die Bauteilqualität durch

• Verringerung von Verzügen
• Verringerung von Einfallstellen
• Zykluszeitreduktion um durchschnittlich ca. 30 % und mehr