DMLS

direktes Lasersintern von Metallen
Inhaltsverzeichnis
VIELE MATERIALIEN – HOHE HALTESTÄRKE – VIELSEITIG

DMLS-Druck

Direktes Metall-Laser-Sintern, oder Lasersintern von Metall in einem Pulverbett auf Schwedisch, ermöglicht die Herstellung vieler verschiedener Metalllegierungen und ist die gebräuchlichste Technologie für die additive Fertigung von Metall. Wie die anderen Prozesse für 3D-Druck in Metall Daher produziert DMLS Materialien wie nichtporöse 100%-Materialien mit Materialeigenschaften, die oft besser sind als die des gegossenen Gegenstücks und Materialeigenschaften, die einer Ansteckung ähneln. Das Verfahren sintert und verschmilzt Metallpulver mit einem oder mehreren Lasern und wird in großem Maßstab zur Herstellung von Bauteilen eingesetzt, die hohe Anforderungen an die Materialeigenschaften stellen, bei denen jedoch Details und Oberflächenbeschaffenheit nicht die höchsten Anforderungen stellen. Es muss jedoch gesagt werden, dass DMLS immer noch mit sehr, sehr hoher Genauigkeit und Präzision fertigt, wir empfehlen jedoch immer, die Bearbeitung der Oberflächen hinzuzufügen, die eine genaue Genauigkeit erfordern, oder für Gewindelöcher. Um glatte und glänzende Oberflächen zu erzielen, empfiehlt es sich, zusätzlich zu polieren oder zu plattieren. Die additive Fertigung von Metallen ist ideal, wenn es um Bauteile mit geringer Stückzahl und hoher Komplexität geht.

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Materialien für den DMLS-Druck

Aluminium, AlSi10Mg

AlSi10Mg ist eine in der Gussindustrie häufig verwendete Aluminiumlegierung, die zur Herstellung von Bauteilen verwendet wird, die Festigkeit, Härte und geringes Gewicht erfordern. Dank der hohen Abkühlraten während des Druckvorgangs wird das 3D-gedruckte Aluminium stärker als das gegossene Gegenstück. Der 3D-Druck von AlSi10Mg ist in der Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie weit verbreitet und die Teile lassen sich wie jedes andere traditionell hergestellte Aluminiumteil leicht bearbeiten, polieren, wärmebehandeln und oberflächenbehandeln.

  • Hohe Festigkeit
  • Geringes Gewicht
  • Gute thermische Eigenschaften
  • Wird für Endprodukte und funktionale Prototypen verwendet
Technische Spezifikation
Prozessdaten Wert
Standardtoleranz ± 0,2% (Mindestgrenze ±0,2 mm)
Schichtdicke 0,03 – 0,1 mm
Mindestwandstärke 0,8 mm
Minimale Details 0,8 mm
Oberflächenbeschaffenheit (gestrahlt) 60 ± 30 Rz
Größte Komponentengröße 500 x 280 x 315 mm
  Materialeigenschaften
Materialdaten Einheit Ohne fertig zu werden Hitzebehandelt
Zugfestigkeit MPa 420 ± 30 330 ± 25
Elastizitätsgrenze (Rp 0,2%) MPa 250 ± 30 225 ± 20
Bruchdehnung % 5 ± 2 10 ± 3
E-Modul GPa 65 ± 10 65 ± 10
Härte HV10 120 ± 5 120 ± 5
Dichte g/cm³ 2.7 2.7
Komponentendichte % 99.5 99.5
Wärmeleitfähigkeit W/m°C 120 ± 10
Spezifische Wärmekapazität J/(kg·K) 910 ± 50 910 ± 50
Die oben genannten Werte sind ungefähre Werte und die tatsächlichen Werte können variieren.
Technische Spezifikation
Prozessdaten Wert
Standardtoleranz ± 0,2% (Mindestgrenze ±0,2 mm)
Schichtdicke 0,03 – 0,1 mm
Mindestwandstärke 0,8 mm
Minimale Details 0,8 mm
Oberflächenbeschaffenheit (gestrahlt) 60 ± 30 Rz
Größte Komponentengröße 500 x 280 x 315 mm
  Materialeigenschaften
Materialdaten Einheit Ohne fertig zu werden Hitzebehandelt
Zugfestigkeit MPa 420 ± 30 330 ± 25
Elastizitätsgrenze (Rp 0,2%) MPa 250 ± 30 225 ± 20
Bruchdehnung % 5 ± 2 10 ± 3
E-Modul GPa 65 ± 10 65 ± 10
Härte HV10 120 ± 5 120 ± 5
Dichte g/cm³ 2.7 2.7
Komponentendichte % 99.5 99.5
Wärmeleitfähigkeit W/m°C 120 ± 10
Spezifische Wärmekapazität J/(kg·K) 910 ± 50 910 ± 50
Die oben genannten Werte sind ungefähre Werte und die tatsächlichen Werte können variieren.

Edelstahl, 316L (1.4404)

316L ist ein rostfreier Stahl und eine beliebte Legierung für Anwendungen im Maschinenbau, der Schifffahrts- und Lebensmittelindustrie sowie für pharmazeutische Zwecke. Komponenten aus 316L können wie alle anderen traditionell hergestellten Edelstahlkomponenten bearbeitet, poliert, geschweißt, wärmebehandelt und oberflächenbehandelt werden.

  • Hohe Korrosions- und Chemikalienbeständigkeit
  • Lange Bruchdehnung
  • Wird für Endprodukte und funktionale Prototypen verwendet
Technische Spezifikation
Prozessdaten Wert
Standardtoleranz ± 0,2% (Mindestgrenze ±0,2 mm)
Schichtdicke 0,02 – 0,1 mm
Minimal zulässige Wandstärke 0,8 mm
Minimale Details 0,8 mm
Oberflächenbeschaffenheit (gestrahlt) 60 ± 30 Rz
Größte Komponentengröße 270 x 270 x 345 mm
Materialeigenschaften
Materialdaten Einheit Ohne fertig zu werden Hitzebehandelt
Zugfestigkeit MPa 600 ± 40 540 ± 50
Elastizitätsgrenze (Rp 0,2%) MPa 480 ± 40 370 ± 50
Bruchdehnung % 40 ± 5 40 ± 10
E-Modul GPa 170 ± 20 180
Härte HRK 16 ± 1 16 ± 1
Dichte g/cm³ 7.9 7.9
Komponentendichte % ca. 100 ca. 100
Wärmeleitfähigkeit W/m°C
Spezifische Wärmekapazität J/(kg·K) 500
Die oben genannten Werte sind ungefähre Werte und die tatsächlichen Werte können variieren.
Technische Spezifikation
Prozessdaten Wert
Standardtoleranz ± 0,2% (Mindestgrenze ±0,2 mm)
Schichtdicke 0,02 – 0,1 mm
Minimal zulässige Wandstärke 0,8 mm
Minimale Details 0,8 mm
Oberflächenbeschaffenheit (gestrahlt) 60 ± 30 Rz
Größte Komponentengröße 270 x 270 x 345 mm
Materialeigenschaften
Materialdaten Einheit Ohne fertig zu werden Hitzebehandelt
Zugfestigkeit MPa 600 ± 40 540 ± 50
Elastizitätsgrenze (Rp 0,2%) MPa 480 ± 40 370 ± 50
Bruchdehnung % 40 ± 5 40 ± 10
E-Modul GPa 170 ± 20 180
Härte HRK 16 ± 1 16 ± 1
Dichte g/cm³ 7.9 7.9
Komponentendichte % ca. 100 ca. 100
Wärmeleitfähigkeit W/m°C
Spezifische Wärmekapazität J/(kg·K) 500
Die oben genannten Werte sind ungefähre Werte und die tatsächlichen Werte können variieren.

Edelstahl, 17-4PH (1.4542)

17-4 PH ist ein Edelstahl mit hoher Festigkeit und guten thermischen Eigenschaften. Es handelt sich um einen Werkstoff, der für Bauteile geeignet ist, die hohen Temperaturen und Belastungen ausgesetzt sind und daher unter anderem häufig für Bauteile für Motoren und Antriebsstränge eingesetzt wird. Komponenten aus 17-4 PH können wie alle anderen traditionell hergestellten Edelstahlkomponenten bearbeitet, poliert, geschweißt, wärmebehandelt und oberflächenbehandelt werden.

  • Hohe Festigkeit
  • Korrosionsbeständig
  • Wird für Endprodukte und funktionale Prototypen verwendet
Technische Spezifikation
Prozessdaten Wert
Standardtoleranz ± 0,2% (Mindestgrenze ±0,2 mm)
Schichtdicke 0,03 – 0,1 mm
Minimal zulässige Wandstärke 0,8 mm
Minimale Details 0,8 mm
Oberflächenbeschaffenheit (gestrahlt) 60 ± 30 Rz
Größte Komponentengröße 500 x 280 x 315 mm
  Materialeigenschaften
Materialdaten Einheit Ohne fertig zu werden Hitzebehandelt
Zugfestigkeit MPa 1000 ± 90 1050 ± 50
Elastizitätsgrenze (Rp 0,2%) MPa 500 ± 90 430 ± 30
Bruchdehnung % 22 ± 7 15 ± 2
E-Modul GPa 170 ± 30 170 ± 30
Härte HRK 17 ± 2 17 ± 2
Dichte g/cm³
Komponentendichte %
Wärmeleitfähigkeit W/m°C 14 ± 2 16 ± 3
Spezifische Wärmekapazität J/(kg·K) 550 550
Der Wärmeausdehnungskoeffizient m/(m°C) 14×10^-6 14×10^-6
Die oben genannten Werte sind ungefähre Werte und die tatsächlichen Werte können variieren.

Technische Spezifikation

Prozessdaten Wert
Standardtoleranz ± 0,2% (Mindestgrenze ±0,2 mm)
Schichtdicke 0,03 – 0,1 mm
Minimal zulässige Wandstärke 0,8 mm
Minimale Details 0,8 mm
Oberflächenbeschaffenheit (gestrahlt) 60 ± 30 Rz
Größte Komponentengröße 500 x 280 x 315 mm

 

Materialeigenschaften

Materialdaten Einheit Ohne fertig zu werden Hitzebehandelt
Zugfestigkeit MPa 930 ± 50 1230 ± 50
Elastizitätsgrenze (Rp 0,2%) MPa 510 ± 30 880 ± 30
Bruchdehnung % 30 ± 4 21 ± 2
E-Modul GPa 160 ± 15 157 ± 5
Härte HRK 17 ± 2 17 ± 2
Dichte g/cm³
Komponentendichte %
Wärmeleitfähigkeit W/m°C 14 ± 2 16 ± 3
Spezifische Wärmekapazität J/(kg·K) 550 550
Der Wärmeausdehnungskoeffizient m/(m°C) 14×10^-6 14×10^-6

Die oben genannten Werte sind ungefähre Werte und die tatsächlichen Werte können variieren.

Inconel® 718

Inconel 718 wird aufgrund seiner sehr guten mechanischen Eigenschaften auch bei sehr hohen Arbeitstemperaturen von über 600 °C häufig in Strahltriebwerken eingesetzt. Diese Superlegierung auf Nickelbasis hält sehr hohen Belastungen und Belastungen in extremen Umgebungen mit großen und schnellen Temperaturschwankungen stand. Iconel 718 ist außerdem äußerst beständig gegen Korrosion, Ermüdung und Kriechen.

  • Extrem hohe Festigkeit
  • Hohe Arbeitstemperatur
  • Extrem gute thermische Eigenschaften
  • Wird für Endprodukte verwendet, die hoher Hitze ausgesetzt sind
Technische Spezifikation
Prozessdaten Wert
Standardtoleranz ± 0,2% (Mindestgrenze ±0,2 mm)
Schichtdicke 0,03 – 0,1 mm
Mindestwandstärke 0,8 mm
Minimale Details 0,8 mm
Oberflächenbeschaffenheit (gestrahlt) 60 ± 30 Rz
Größte Komponentengröße 500 x 280 x 315 mm
  Materialeigenschaften
Materialdaten Einheit Wert
Zugfestigkeit MPa 930 ± 50
Elastizitätsgrenze (Rp 0,2%) MPa 650 ± 100
Bruchdehnung % 26 ± 3
E-Modul GPa 172 ± 16
Härte HV10 293 ± 3
Der Wärmeausdehnungskoeffizient m/m°C 16,6 – 17,2 x 10^6
Maximale Arbeitstemperatur °C 650
Die oben genannten Werte sind ungefähre Werte und die tatsächlichen Werte können variieren.
Technische Spezifikation
Prozessdaten Wert
Standardtoleranz ± 0,2% (Mindestgrenze ±0,2 mm)
Schichtdicke 0,03 – 0,1 mm
Mindestwandstärke 0,8 mm
Minimale Details 0,8 mm
Oberflächenbeschaffenheit (gestrahlt) 60 ± 30 Rz
Größte Komponentengröße 500 x 280 x 315 mm
  Materialeigenschaften
Materialdaten Einheit Wert
Zugfestigkeit MPa 930 ± 50
Elastizitätsgrenze (Rp 0,2%) MPa 650 ± 100
Bruchdehnung % 26 ± 3
E-Modul GPa 172 ± 16
Härte HV10 293 ± 3
Der Wärmeausdehnungskoeffizient m/m°C 16,6 – 17,2 x 10^6
Maximale Arbeitstemperatur °C 650
Die oben genannten Werte sind ungefähre Werte und die tatsächlichen Werte können variieren.

Alterungsbeständiger Stahl (1.2709)

Mar-Alternstahl ist ein Werkzeugstahl mit sehr guten mechanischen Eigenschaften, die bei Wärmebehandlung sogar noch besser werden. Dieser Stahl wird für Bauteile verwendet, die einem hohen Verschleiß und hohen Belastungen ausgesetzt sind, wie z. B. Zahnräder, Spritzgusswerkzeuge, Komponenten für Fabriklinien und Motorkomponenten. Bauteile aus marmoriertem Stahl können bearbeitet, poliert, geschweißt und wärmebehandelt werden.

  • Sehr hohe Festigkeit
  • Sehr gute mechanische Eigenschaften
  • Wird für Werkzeuge, Endprodukte und Funktionsprototypen verwendet
Technische Spezifikation
Prozessdaten Wert
Standardtoleranz ± 0,2% (Mindestgrenze ±0,2 mm)
Schichtdicke 0,03 – 0,1 mm
Minimal zulässige Wandstärke 0,8 mm
Minimale Details 0,8 mm
Oberflächenbeschaffenheit (gestrahlt) 50 ± 30 Rz
Größte Komponentengröße 500 x 280 x 315 mm
  Materialeigenschaften
Materialdaten Einheit Ohne fertig zu werden Hitzebehandelt
Zugfestigkeit MPa 1100 ± 100 1950 ± 100
Elastizitätsgrenze (Rp 0,2%) MPa 1000 ± 100 1900 ± 100
Bruchdehnung % 9 ± 4 2 ± 1
E-Modul GPa 170 ± 30 180 ± 20
Härte HRK 35 ± 2 52 ± 2
Dichte g/cm³
Komponentendichte %
Wärmeleitfähigkeit W/m°C 15 ± 2 20 ± 2
Spezifische Wärmekapazität J/(kg·K) 450 ± 20 450 ± 20
Maximale Betriebstemperatur °C 400 400
Die oben genannten Werte sind ungefähre Werte und die tatsächlichen Werte können variieren.
Technische Spezifikation
Prozessdaten Wert
Standardtoleranz ± 0,2% (Mindestgrenze ±0,2 mm)
Schichtdicke 0,03 – 0,1 mm
Minimal zulässige Wandstärke 0,8 mm
Minimale Details 0,8 mm
Oberflächenbeschaffenheit (gestrahlt) 50 ± 30 Rz
Größte Komponentengröße 500 x 280 x 315 mm
  Materialeigenschaften
Materialdaten Einheit Ohne fertig zu werden Hitzebehandelt
Zugfestigkeit MPa 1100 ± 100 1950 ± 100
Elastizitätsgrenze (Rp 0,2%) MPa 1000 ± 100 1900 ± 100
Bruchdehnung % 9 ± 4 2 ± 1
E-Modul GPa 170 ± 30 180 ± 20
Härte HRK 35 ± 2 52 ± 2
Dichte g/cm³
Komponentendichte %
Wärmeleitfähigkeit W/m°C 15 ± 2 20 ± 2
Spezifische Wärmekapazität J/(kg·K) 450 ± 20 450 ± 20
Maximale Betriebstemperatur °C 400 400
Die oben genannten Werte sind ungefähre Werte und die tatsächlichen Werte können variieren.

Titan, Ti-6Al-4V

Ti-6Al-4V ist eine der am häufigsten verwendeten Titanlegierungen. Es verfügt über eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit, eine sehr hohe Festigkeit bei geringem Gewicht und ist zudem biokompatibel, was es nicht nur optimal für den Rennsport, die Luft- und Raumfahrtindustrie, sondern auch für Prothesen und Implantate macht. Komponenten aus Titan können auf die gleiche Weise bearbeitet, poliert und wärmebehandelt werden wie herkömmlich hergestellte Titankomponenten.

  • Hohe Festigkeit
  • Geringes Gewicht
  • Hohe Korrosionsbeständigkeit
  • Biokompatibel
Technische Spezifikation
Prozessdaten Wert
Standardtoleranz ± 0,5% (Mindestgrenze ±0,2 mm)
Schichtdicke 0,03 – 0,1 mm
Minimal zulässige Wandstärke 0,8 mm
Minimale Details 0,8 mm
Oberflächenbeschaffenheit (gestrahlt) 60 ± 40 Rz
Größte Komponentengröße 245 x 245 x 270 mm
  Materialeigenschaften
Materialdaten Einheit Ohne fertig zu werden Hitzebehandelt
Zugfestigkeit MPa 1200 ± 50 990 ± 30
Elastizitätsgrenze (Rp 0,2%) MPa 1060 ± 50 920 ± 30
Bruchdehnung % 9 ± 4 14 ± 1
E-Modul GPa 110 ± 10 115 ± 10
Härte HV5 320 318 ± 10
Dichte g/cm³ 4.41 4.41
Komponentendichte % ca. 99,95 ca. 99,95
Wärmeleitfähigkeit W/m°C
Spezifische Wärmekapazität J/(kg·K)
Maximale Betriebstemperatur °C 350 350
Die oben genannten Werte sind ungefähre Werte und die tatsächlichen Werte können variieren.
Technische Spezifikation
Prozessdaten Wert
Standardtoleranz ± 0,5% (Mindestgrenze ±0,2 mm)
Schichtdicke 0,03 – 0,1 mm
Minimal zulässige Wandstärke 0,8 mm
Minimale Details 0,8 mm
Oberflächenbeschaffenheit (gestrahlt) 60 ± 40 Rz
Größte Komponentengröße 245 x 245 x 270 mm
  Materialeigenschaften
Materialdaten Einheit Ohne fertig zu werden Hitzebehandelt
Zugfestigkeit MPa 1200 ± 50 990 ± 30
Elastizitätsgrenze (Rp 0,2%) MPa 1060 ± 50 920 ± 30
Bruchdehnung % 9 ± 4 14 ± 1
E-Modul GPa 110 ± 10 115 ± 10
Härte HV5 320 318 ± 10
Dichte g/cm³ 4.41 4.41
Komponentendichte % ca. 99,95 ca. 99,95
Wärmeleitfähigkeit W/m°C
Spezifische Wärmekapazität J/(kg·K)
Maximale Betriebstemperatur °C 350 350
Die oben genannten Werte sind ungefähre Werte und die tatsächlichen Werte können variieren.

Kupfer, CuNiSiCr

Der 3D-Druck von Kupfer eröffnet völlig neue Möglichkeiten für die Energieeffizienz von Strom- und Energiesystemen. Aufgrund seiner hohen Wärme- und Stromleitfähigkeit wird es häufig für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Wärme- und Stromübertragung eingesetzt. Dem 3D-Druck von Kupfer wird eine sehr große Bedeutung für die Energiewende und das Energiesystem der Zukunft vorausgesagt.

  • Hohe Wärmeleitfähigkeit
  • Hohe elektrische Leitfähigkeit
  • Wird für Endprodukte in der Elektronik und Wärmeleitung verwendet
Technische Spezifikation
Prozessdaten Wert
Standardtoleranz ± 0,2% (Mindestgrenze ±0,2 mm)
Schichtdicke 0,03 – 0,1 mm
Mindestwandstärke 0,8 mm
Minimale Details 0,8 mm
Oberflächenbeschaffenheit (gestrahlt) 60 ± 30 Rz
Größte Komponentengröße 500 x 280 x 315 mm
Materialeigenschaften
Materialdaten Einheit Wert
Zugfestigkeit MPa 580
Elastizitätsgrenze (Rp 0,2%) MPa 500
Bruchdehnung % 10
Wärmeleitfähigkeit W/mK 160
Die oben genannten Werte sind ungefähre Werte und die tatsächlichen Werte können variieren.
Technische Spezifikation
Prozessdaten Wert
Standardtoleranz ± 0,2% (Mindestgrenze ±0,2 mm)
Schichtdicke 0,03 – 0,1 mm
Mindestwandstärke 0,8 mm
Minimale Details 0,8 mm
Oberflächenbeschaffenheit (gestrahlt) 60 ± 30 Rz
Größte Komponentengröße 500 x 280 x 315 mm
Materialeigenschaften
Materialdaten Einheit Wert
Zugfestigkeit MPa 580
Elastizitätsgrenze (Rp 0,2%) MPa 500
Bruchdehnung % 10
Wärmeleitfähigkeit W/mK 160
Die oben genannten Werte sind ungefähre Werte und die tatsächlichen Werte können variieren.

Wie funktionieren DMLS und SLM für den 3D-Metalldruck?

DMLS und SLM funktionieren grundsätzlich auf die gleiche Weise und wir haben uns entschieden, beide Prozesse unter dem Namen DMLS zusammenzufassen. Der Prozess ist wie folgt:

  • Die Baukammer ist mit Inertgas (z. B. Argon) gefüllt, um die Oxidation des Metallpulvers zu reduzieren. Anschließend wird die Baukammer auf die ideale Bautemperatur erhitzt.
  • Die Bauplattform wird mit einer dünnen Schicht Metallpulver bedeckt und ein Hochleistungslaser scannt und schmilzt so den Querschnitt des Bauteils. Dabei wird die gesamte Oberfläche des Modells gescannt, wodurch sichergestellt wird, dass das Modell vollständig aus Vollmaterial besteht.
  • Nachdem der Scanvorgang abgeschlossen ist, wird die Bauplattform um eine Schichtdicke abgesenkt und eine neue dünne Schicht Metallpulver ausgelegt und der Laser scannt diese Schicht ebenfalls auf die zuvor beschriebene Weise. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis das gesamte Bauteil oder die gesamten Bauteile fertiggestellt sind.
  • Nach Abschluss der Fertigung sind die Bauteile vollständig mit Metallpulver bedeckt. Im Gegensatz zu Polymersintertechniken (wie SLS oder MJF) werden diese Metallteile über Stützstrukturen mit der Bauplattform verbunden. Bei der Verwendung von DMLS ist es immer notwendig, Stützstrukturen zu verwenden, um das Risiko eines Knickens des Bauteils aufgrund der hohen Herstellungstemperaturen zu verringern. Die Stützstruktur besteht aus dem gleichen Material wie das Bauteil.

 

  • Das überschüssige Pulver wird manuell aus dem Behälter entfernt, sobald es Raumtemperatur erreicht hat. Die Teile werden häufig wärmebehandelt, während sie noch an der Bauplattform befestigt sind, um etwaige Restspannungen abzubauen. Nach dem Schneiden, Bearbeiten oder Drahterodieren werden die Komponenten von der Bauplatte getrennt und für den Einsatz oder die weitere Nachbearbeitung vorbereitet.

Was zeichnet den Metall-3D-Druck mit DMLS und SLM aus?

SLM- und DMLS-Druckereinstellungen

Nahezu alle Prozessparameter bei SLM und DMLS werden vom Maschinenhersteller vorgegeben. Abhängig von der Größe und Geometrie des Teils und den Eigenschaften des Metallpulvers variiert die Schichthöhe beim Metall-3D-Druck zwischen 20 und 50 Mikrometer.

Ein 3D-Drucker für DMLS und SLM hat eine allgemeine Druckgröße von 250 x 150 x 150 mm, es sind jedoch auch größere Maschinen erhältlich (bis zu 500 x 280 x 360 mm). Die Maßgenauigkeit, die DMLS erreichen kann, liegt bei formstabilen Geometrien bei etwa 0,1 mm, wenn sich das Teil nicht setzt.

Obwohl SLM- und DMLS-Drucker für die Kleinserienproduktion verwendet werden können, sind ihre Fähigkeiten eher mit denen von FDM- oder SLA-Maschinen vergleichbar als mit denen von SLS-Druckern. Da die Teile auf der Bauplattform gedruckt werden müssen, sind sie durch den verfügbaren XY-Druckbereich begrenzt, was ihre Produktivität beeinträchtigt.

SLM und DMLS verwenden Metallpulver, das in hohem Maße recycelbar ist. Normalerweise beträgt der Abfall weniger als 5 %. Das nicht verbrauchte Pulver wird gesammelt, gesiebt und dann mit neuem Material auf die Menge gemischt, die für den nächsten Druck benötigt wird. Stützstrukturen, die für den erfolgreichen Abschluss der Fertigung von entscheidender Bedeutung sind, sind tatsächlich der einzige Abfall beim 3D-Druck mit DMLS und SLM.

Materialeigenschaften

DMLS- und SLM-gefertigte Teile weisen im Wesentlichen isotrope mechanische und thermische Eigenschaften auf. Nach der Wärmebehandlung weisen sie eine nahezu vernachlässigbare innere Porosität auf, die im gedruckten Zustand weniger als 0,2 % bis 0,5 % beträgt. Im Vergleich zu Bauteilen, die mit herkömmlichen Techniken hergestellt werden, weisen mit DMLS 3D-gedruckte Teile häufig eine höhere Festigkeit und Härte auf, sind jedoch anfälliger für Ermüdung. Vergleichen Sie beispielsweise die mechanischen Eigenschaften der A360-Druckgusslegierung und der 3D-gedruckten AlSi10Mg EOS-Metalllegierung. Diese beiden Materialien haben eine ähnliche chemische Zusammensetzung mit einem erheblichen Silizium- und Magnesiumgehalt. Im Vergleich zu Druckgussobjekten bieten im 3D-Druck hergestellte Objekte bessere mechanische Eigenschaften und sind härter.

Stützstrukturen und Komponentenorientierung

Aufgrund der extrem hohen Verarbeitungstemperatur sind beim 3D-Druck in Metall fast immer Stützstrukturen notwendig. Die Stützstrukturen erhöhen die Kosten erheblich, da der Materialeinsatz steigt, die Herstellung länger dauert und eine menschliche Nachbearbeitung erforderlich ist.

Stützstrukturen haben beim 3D-Druck in Metall drei Funktionen:

  • Sie bieten eine solide Grundlage, auf der die folgenden Schichten aufgebaut werden können.
  • Sie verhindern ein Verziehen des Teils und sichern es auf der Bauplatte.
  • Sie fungieren als Kühlkörper, leiten die Wärme von der Komponente ab und ermöglichen eine kontrolliertere Abkühlrate.


Beim Entwerfen Ihrer Details sollten Sie die Stützstruktur im Hinterkopf behalten, da diese manchmal auch außerhalb davon entworfen werden kann. Methoden zur Topologieoptimierung werden eingesetzt, um den Bedarf an Stützstrukturen und das Risiko von Verdrehungen zu reduzieren sowie die mechanische Leistung zu verbessern und leichte Teile herzustellen.

Leichte Strukturen und Hohlteile

Große Hohlteile werden bei der DMLS- und SLM-Herstellung üblicherweise nicht verwendet, da Stützstrukturen im Gegensatz zu Polymerpulverbettsintertechniken wie SLS und MJF nicht einfach entfernt werden können. Wir empfehlen die Verwendung von rautenförmigen oder tropfenförmigen Querschnitten anstelle von kreisförmigen für Innenkanäle größer als 8 mm, da diese keine Stützstrukturen erfordern.

Welche Materialien werden häufig für den 3D-Druck mit DMLS und SLM verwendet?

Aluminium, Edelstahl, Titan, Kobalt-Chrom und Inconel sind nur einige der Metalle und Metalllegierungen, die SLM und DMLS zur Herstellung von Teilen verwenden können. Der Großteil der industriellen Anwendungen, vom Flugzeug bis zur Medizin, wird durch diese Materialien abgedeckt.

Nachbearbeitung für mit DMLS und SLM hergestellte Teile

Die mechanischen Eigenschaften, die Präzision und die Ästhetik der Metalldruckteile werden durch verschiedene Nachbearbeitungsprozesse verbessert.

Das Entfernen von losem Pulver und Stützstrukturen ist ein notwendiger Nachbearbeitungsschritt, und thermisches Glühen wird häufig verwendet, um Eigenspannungen zu reduzieren und die mechanischen Eigenschaften des Produkts zu verbessern.

Maßbestimmende Merkmale können CNC-bearbeitet werden (z. B. Löcher oder Gewinde). Die Oberflächenqualität und Ermüdungsfestigkeit eines gedruckten Metallteils kann durch Strahlen, Metallbeschichten, Polieren und Mikrobearbeitung erhöht werden.

Da der 3D-Druck in Metall relativ teuer ist, werden häufig Simulationen eingesetzt, um vorherzusagen, wie sich das Objekt bei der Verarbeitung verhält.

ESD står för elektrostatisk urladdning (Electrostatic Discharge), vilket är en plötslig överföring av elektricitet mellan två elektriskt laddade objekt orsakad av direkt kontakt eller genom ett elektriskt fält. Detta fenomen kan orsaka skador på elektroniska komponenter och kretsar, eftersom de ofta är känsliga för små laddningar. För att skydda mot ESD-skador används ofta antistatiska material, jordningsmetoder och andra förebyggande åtgärder inom elektronikindustrin.

Ein Bild, das die Infiltration von 100% bei der Bestellung eines 3D-Drucks darstellt
Ein Bild, das darstellt, dass 0% bei der Bestellung eines 3D-Drucks infiltriert wurde

Ein CAD-Programm, das für „Computer-Aided Design“ steht, ist ein wichtiger Bestandteil, wenn es um die Bestellung von 3D-Drucken für industrielle Zwecke geht. CAD-Programme sind spezialisierte Software zur Erstellung detaillierter und genauer digitaler Modelle von Objekten, Komponenten oder Prototypen. Diese digitalen Modelle dienen als grundlegende Blaupausen oder Entwürfe, die für die Herstellung physischer Objekte mithilfe der 3D-Drucktechnologie erforderlich sind.

.STL (Stereolithographie) ist ein Dateiformat zur Darstellung von 3D-Geometrie, insbesondere von Oberflächen aus Dreiecken. Es ist ein gängiges Format im 3D-Druck und wird zur Beschreibung von Modellen verwendet, die in 3D-Druckern gedruckt werden sollen.

.STEP (Standard for the Exchange of Product Data) ist ein Standard zum Austausch von 3D-Modellen und Produktdaten zwischen verschiedenen CAD-Programmen (Computer-Aided Design). Es ist ein gängiges Format in der Industrie und dient der Übertragung detaillierter 3D-Modelle von Bauteilen und Produkten.