Laser Melting (LM)

image of Erklärung der Technologie Laser Melting, auch bekannt als Laserschmelzen, direct metal laser sintering, DMLS, selective laser melting und deren Charakteristiken, Vorteile und Nachteile, Materialien, Maschinen, Hersteller, Anwendungsfälle sowie Verarbeitungskette. image of Erklärung der Technologie Laser Melting, auch bekannt als Laserschmelzen, direct metal laser sintering, DMLS, selective laser melting und deren Charakteristiken, Vorteile und Nachteile, Materialien, Maschinen, Hersteller, Anwendungsfälle sowie Verarbeitungskette.

Synonyme

Selektives Laser Schmelzen, SLM, Direct Metal Laser Sintering, DMLS, Laser Cusing

Prozessbeschreibung

Eine dünne Schicht Metallpulver wird von einem Laser selektiv geschmolzen. Die Teile werden Schicht um Schicht im Pulverbett aufgebaut. Weiter lesen

Eine Laser Sintering Maschine trägt eine Schicht Metallpulver auf eine Bauplattform auf. Diese wird mit Hilfe eines Lasers (oder mehreren Lasern) geschmolzen. Die Bauplattform wird abgesenkt und die nächste Schicht Metallpulver wird aufgetragen. Durch Wiederholung des Vorgangs der schichtweisen Pulverauftragung sowie der selektiven Schmelzung werden die Teile im Pulverbett aufgebaut.

Laser Melting benötigt Stützstrukturen, welche die Teile und Überhänge auf der Bauplattform verankern. Dies ermöglicht die Ableitung der Wärme vom Schmelzpunkt, wodurch Hitzebelastungen und Verformungen verhindert werden. Das gesamte Bauvolumen kann mit mehreren Teilen aufgefüllt werden, solange diese alle auf der Bauplattform befestigt sind.

Vor- und Nachteile

Laser Melting kann Teile in Standardmetallen mit hoher Dichte herstellen. Nachbearbeitung ist möglich wie bei Schweissteilen. Die Technologie ist eher langsam und teuer, ebenso ist die Oberflächenbeschaffenheit limitiert. Weiter lesen

Die Technologie stellt Teile in Standardmetallen mit hoher Dichte (über 99%) und guten mechanischen Eigenschaften (verglichen mit traditionellen Herstellungsverfahren) her. Die Angebotspalette an Materialien wird ständig vergrössert. Teile können wie ein geschweisstes Teil weiterverarbeitet werden.

Laser Melting ist immer noch relativ teuer und langsam. Die Toleranzen und Oberflächen sind limitiert, können jedoch mittels Nachbearbeitung verbessert werden.

Anwendungsbereiche

  • Prototypen werden durch Laser Melting in Standardmetallen für Funktionstests gebaut.
  • Kleinserienteile hinunter bis zu Unikate werden direkt in Standardmetallen gebaut.
  • Werkzeuge für Spritzguss können in Warmarbeitsstahl hergestellt werden, welche konturnahe Kühlkanäle enthalten.

Charakteristiken / Restriktionen

  • Maximale Bauraumgrösse: 600x400x500 mm3
  • Kleinste mögliche Strukturgrösse: 0.04-0.2 mm
  • Genauigkeit: +/- 0.05-0.2 mm (+/- 0.1-0.2%)
  • Kleinste Schichtdicke: 0.03 mm
  • Typische Oberflächengüte: 4 – 10 microns RA
  • Dichte: Bis zu 99.9%

Die Charakteristiken sind nur Anhaltspunkte, da sehr unterschiedliche Maschinen existieren.

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Verarbeitungskette

Bei der Produktionsplanung müssen kritische Toleranzen, Oberflächen und Überhänge beachtet werden. Nach der Herstellung müssen die Teile thermisch nachbearbeitet werden und die Stützstruktur mechanisch enfternt werden. Laser Melting Teile können wie Schweissteile nachbearbeitet werden. Weiter lesen

Produktionsplanung

Die Produktion wird in einer speziellen Software geplant. Eines oder mehrere digitale 3D-Modelle (typischerweise im STL Format) werden im Bauraum platziert. Wichtige Entscheidungen sind die Orientierung der Bauteile sowie wo Stützstruktur benötigt wird. Das hängt ab von:

  • Geometrie, Überhängen und Steigung
  • Ort der kritischen Toleranzen und Oberflächen
  • Flächen wo Nachbearbeitung nötig ist und potentiell zusätzliches Material angebracht werden muss.

Nachbearbeitung

  • Entfernen des Bauraums: Der Bauraum wird aus der Maschine entfernt
  • Pulver entfernen: Die Bauplatte mit den Teilen darauf wird aus dem losen Pulver entfernt. Anhaftendes Pulver wird mittels Durckluft entfernt. Bei Bauteilen mit komplexer Geometrie kann dies zeitaufwendig sein (z.B. eingeschlossenes Pulver)
  • Thermische Bearbeitung: Nach der Produktion werden die Teile oft thermisch behandelt, um Eigenspannungen abzubauen und die Eigenschaften und metalurgische Struktur der Teile zu verbessern. Welche Wärmebehandlung am geeignetsten ist, hängt von den angestrebten Eigenschaften, dem Material und der Anwendung ab. Typische Prozesse sind Wärmebehandlung unter Vakuum oder Schutzgas oder Hot Isostatic Pressing (HIP).
  • Entfernung der Stützstruktur und mechanische Nachbearbeitung: Die Teile werden typischerweise mittels Drahterodieren EDM von der Bauplatform gelöst. Weitere Stützstruktur wird mechanisch entfernt. Teile können selektiv mechanisch nachbearbeitet werden um kritische Toleranzen zu erfüllen.
  • Oberflächenbearbeitung: Teile werden weiterverarbeitet durch Abtragen von Material (z.B. Polieren, Strahlen, Trovalisieren) oder durch Hinzufügen von Material (z.B. Lackieren, Färben).

Haben Sie Teile, die gedruckt werden sollen? Additively macht das Einholen von Angeboten einfach und schnell.


Materialien

Gold
 
Kupferbasierte Legierungen / copper-based alloys
Silber / silver
 
Kunststoff
PA 12

Maschinen

Hersteller

Modell

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