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Metal-SLS Metal SLS – Eine Alternative zum Laserstrahlschmelzen?

Von Lennard Hermans, Projekt Manager im Sinter AM Team beim Fraunhofer IAPT 2 min Lesedauer

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Um die industriellen Chancen von Metal-SLS zu bewerten, hat das Fraunhofer IAPT eine Vergleichsstudie zwischen Metal-SLS und dem PBF-LB/M-Verfahren durchgeführt.

Die Prozesskette des Metal SLS: Metal-SLS, auch als Cold Metal Fusion bezeichnet, kombiniert das Selektive Lasersintern aus dem Polymerbereich mit Prozesstechnologien aus der konventionellen Pulvermetallurgie. (Bild: Fraunhofer IAPT)
Die Prozesskette des Metal SLS: Metal-SLS, auch als Cold Metal Fusion bezeichnet, kombiniert das Selektive Lasersintern aus dem Polymerbereich mit Prozesstechnologien aus der konventionellen Pulvermetallurgie.
(Bild: Fraunhofer IAPT)

Metal-SLS, auch als Cold Metal Fusion bezeichnet, kombiniert das Selektive Lasersintern (SLS) – ein etabliertes Additives Produktionsverfahren für Polymerbauteile – mit Prozesstechnologien aus der konventionellen Pulvermetallurgie. In Standard-SLS-Anlagen wird ein speziell entwickeltes Kompositpulver schichtweise aufgetragen und selektiv verschmolzen. Das Kompositpulver besteht aus Metallpulver, das in einem thermoplastischen Binder eingebettet ist. Durch den lokalen Lasereintrag schmilzt die Binderkomponente der Kompositpulverpartikel und verbindet diese zu einem dichten, maßhaltigen Grünteil. Das Grünteil durchläuft anschließend eine Prozesskette, die der des Metal-Injection-Molding (MIM) entspricht: Nach optionaler Nachbearbeitung im Grünteilzustand folgen ein Lösemittel- und thermisches Entbindern sowie das Sintern, um die gewünschten metallischen Eigenschaften zu erreichen. Die Bearbeitung im Grünteilzustand bietet insbesondere bei Werkzeugstählen und Hartmetallen nennenswerte wirtschaftliche Vorteile, da die Nachbearbeitung mit einer höheren Bearbeitungsgeschwindigkeit erfolgt und der Werkzeugverschleiß aufgrund des weicheren Materialzustands deutlich geringer ist. Werden Maß- oder Oberflächenanforderungen im gesinterten Zustand nicht erfüllt, kann eine zusätzliche Nachbearbeitung erfolgen.

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Schwer schweißbare Metalle zu geo- metrisch komplexen Bauteilen verarbeiten

Im Gegensatz zum Laser Powder Bed Fusion (PBF-LB/M) erfolgt beim Metal-SLS während der Druckphase keine Aufschmelzung der Metallpartikel. Dadurch lassen sich auch schwer schweißbare Metalle im Sinterprozess zu geometrisch komplexen Bauteilen verarbeiten. Der Ansatz verbindet die Präzision des laserbasierten SLS-Verfahrens mit den Vorteilen des Sinterprozesses, wie beispielsweise geringen thermisch bedingten Eigenspannungen. Die Nutzung etablierter SLS-Plattformen ermöglicht eine kostengünstige, skalierbare Fertigung und macht Metal-SLS besonders attraktiv für Klein- und Mittelserien.

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