Lasersintern

Lasersintern ist ein generatives Schichtbauverfahren, bei dem das Werkstück Schicht für Schicht aufgebaut wird. Durch die Wirkung der Laserstrahlen können so beliebige dreidimensionale Geometrien auch mit Hinterschneidungen, spiralförmigen Bohrungen usw. erzeugt werden, die sich in konventioneller mechanischer oder gießtechnischer Fertigung nicht herstellen lassen. Das Verfahren wird besonders häufig zum Fertigen von Prototypen, kleinen Stückzahlen komplizierter Teile und Werkzeugkernen mit konturnaher Kühlung verwendet. Der Trend geht allerdings dahin, die Technologie auch als Rapid-Manufacturing- bzw. Rapid-Tooling-Verfahren zur schnellen Erzeugung von Werkzeugen und Funktionsbauteilen zu nutzen. Grundvoraussetzung ist, dass die Geometriedaten des Produktes dreidimensional vorliegen und als Schichtdaten verarbeitet sind. Aus den CAD-Daten des Bauteils (üblicherweise als STL-Datei) erzeugt man durch sogenanntes „Slicen“ zahlreiche Schichten. Meist kommt als Laser ein Faserlaser zum Einsatz. Das pulverförmige Material ist beispielsweise Aluminium, Titan oder

verschiedenste Stahllegierungen, Polyamid oder ein anderer Kunststoff. Das Pulver wird vollflächig mit Hilfe einer HSS-Klinge in einer Stärke von 1 bis 200 µ auf eine Bauplattform aufgetragen. Die Schichten werden dann durch den Laserstrahl entsprechend der Schichtkontur des Bauteils schrittweise in das Pulverbett gesintert. Anschließend wird die Bauplattform Stück für Stück abgesenkt und eine neue Schicht aufgezogen. Das Pulver wird durch Anheben der Pulverplattform zur Verfügung gestellt. Da die Bearbeitung Schicht für Schicht in vertikaler Richtung erfolgt, ist es möglich, auch hinterschnittene Konturen zu erzeugen. Die zugeführte Energie vom Laser wird vom Pulver absorbiert und führt zu einem lokal begrenzten Sintern (Verschmelzen) von Partikeln unter Reduktion der Gesamtoberfläche. Der ganze Prozess findet unter Einwirkung von Schutzgas statt. Die gefertigten Bauteile zeichnen sich durch große Bauteildichten von > 99,9 % aus. Dies gewährleistet, dass die mechanischen Eigenschaften des generativ hergestellten Bauteils denen des Grundwerkstoffs entsprechen.