Das passende Material für Ihren SLS-3D-Drucker finden
Beim 3D-Druck ist die Wahl der Materialien eine Entscheidung, die das Ergebnis Ihres Projekts massgeblich beeinflusst. Gerade das selektive Lasersintern (SLS), das für seine Vielseitigkeit, Präzision und industrielle Qualität bekannt ist, erfordert eine besonders durchdachte Materialauswahl. In diesem Artikel werfen wir einen genaueren Blick darauf, welches Pulver für welche Anwendung geeignet ist und was bei SLS-Werkstoffen und deren Handhabung zu beachten ist.
Die gängigsten Materialien für den 3D-Druck
Beim selektiven Lasersintern schmilzt ein Laser pulverförmige Materialien Schicht für Schicht zu 3D-Objekten. Laut dem Wohlers Report 2022 machen Polymerpulver mit 34,7 Prozent den Grossteil der 3D-Druck-Materialien aus, gefolgt von Photopolymeren (25,2%), Filamenten (19,9%) und Metallen (18,2%). Diese Zahl zeigt, wie relevant das SLS-Verfahren in der additiven Fertigungsindustrie geworden ist. Bereits heute steht eine Vielzahl von geeigneten Thermoplast- oder Metallpulvern zur Verfügung. Im Folgenden stellen wir einige der gängigsten Materialien vor, erläutern die wichtigsten Unterschiede und stellen einige Anwendungen vor.
PA12: Der robuste Alleskönner
Polyamid 12, kurz PA12, ist einer der am häufigsten verwendeten Industriekunststoffe. Dank seiner herausragenden mechanischen Eigenschaften eignet sich dieses Polymer optimal für die Herstellung von Prototypen und Endverbrauchsteilen, die ein hohes Mass an Festigkeit und Beständigkeit erfordern. Tests mit Sintratec PA12 haben eine maximale Zugfestigkeit von 53 MPa und ein Elastizitätsmodul von 1970 MPa ergeben. Als zuverlässiges und vielseitiges SLS-Material hat sich PA12 in einer Vielzahl von Branchen bewährt – unter anderem im Automobilbau, in der Luft- und Raumfahrt, im Werkzeugbau sowie in der Medizin- und Elektrotechnik. Wenn Ihre Anwendung also robuste und feste Komponenten erfordert, sollten Sie PA12-Nylon in Betracht ziehen.
hohe Festigkeit und Robustheit, langlebig, abriebfest, chemische Beständigkeit
komplexe Baugruppen, Steckverbinder, Scharniere, Gehäuse, Verkleidungen
TPE: Das flexible Material
Bei TPE handelt es sich um ein thermoplastisches Elastomer. Es erfreut sich in der additiven Fertigung grosser Beliebtheit, da es eines der wenigen 3D-Druck-Materialien ist, das über elastische, gummiähnliche Eigenschaften verfügt. TPE resultiert in äusserst flexiblen Teilen, die über die Zeit formstabil bleiben. Sintratec TPE hat eine beeindruckende Bruchdehnung von 448 Prozent und eine Shore-A-Härte von 76. Die 90-prozentige Wiederverwendungsrate bedeutet zudem, dass Sie Ihrem ungesinterten Material nur 10 Prozent Frischpulver hinzufügen müssen. Wenn Sie also flexible und dehnbare Teile benötigen, dann könnte TPE das Material Ihrer Wahl sein.
flexibel, gummiartig, dehnbar, weich
Greifer, Dämpfungselemente, Faltenbälge, Sohlen, Griffe, Schläuche
PA12 GF: Die schlagzähe Variante
Diese glasgefüllte PA12-Variante ist bemerkenswert, da die Glasperlen im Inneren des Pulvers das Material verstärken und es dadurch erheblich steifer machen als die normale PA12-Ausführung. Sintratec PA12 GF überzeugt mit einem beeindruckenden Elastizitätsmodul von 2700 MPA und eignet sich besonders gut für mechanische Anwendungen, die eine hohe Dimensionsstabilität erfordern. Darüber hinaus macht es seine Reproduzierbarkeit zu einem besonders benutzerfreundlichen SLS-Pulver. Zusammengefasst: Wenn Ihre Anwendung eine besonders hohe Formsteifigkeit und grosse Schlagfestigkeit benötigt, könnte PA12 GF die richtige Wahl sein.
hohe Formsteifigkeit und Schlagfestigkeit, hohe Wärmeformbeständigkeitswerte
Funktionsteile, Abdeckungen, Gehäuse, Werkzeugbau
17/4PH-Edelstahl
Mit dem so genannten Cold Metal Fusion-Verfahren ist es möglich, Metallteile mit SLS-Polymerdruckern herzustellen. Ein gängiges Material ist 17/4PH-Edelstahl. Diese rostfreie und härtbare Stahllegierung überzeugt durch ihre mechanischen Eigenschaften, hohe Verschleissfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Edelstahl 17/4PH erfordert eine Wärmebehandlung, um seine Eigenschaften zu erreichen und wird häufig in industriellen Umgebungen eingesetzt. Beeindruckend ist, dass die CMF-Prozesskette Bauteile mit einer Dichte von 99,2 Prozent und einer hervorragenden Dehnung von 13,2 Prozent nach dem Härten hervorbringt, was die MIM-Normen übertrifft.
Hohe Festigkeit und Härte, Korrosionsbeständigkeit, Langlebigkeit
Werkzeuge, Getriebe, Maschinenteile, Ventile, Befestigungselemente
Materialwechsel bei SLS-Druckern?
Was wenn Sie ein Pulver ausprobiert haben und es nicht Ihren Anforderungen entspricht? Im Gegensatz zum Fused Deposition Modeling (FDM) hat ein Materialwechsel bei einem SLS-Drucker grössere Implikationen. Aufgrund der unterschiedlichen Schmelzpunkte der Thermoplasten muss in der Regel das gesamte System gründlich gereinigt werden, was mehrere Tage in Anspruch nehmen kann. Im Gegensatz dazu vereinfachen modulare Systeme wie die Sintratec All-Material Platform diesen Prozess und ermöglichen deutlich schnellere Materialwechsel, da das Fusion Module (mit dem Laser) nie in direktem Kontakt mit dem Pulver steht. Anwender können einfach ein dediziertes Baumodul pro Material einsetzen – ohne langwierige Reinigungsprozeduren oder der Installation eines zusätzlichen Druckers. Als Weltneuheit ermöglicht dies auch den 3D-Druck von Metall- und Polymermaterialien auf demselben System.
Dieser Artikel wird laufend aktualisiert, sobald neue Werkstoffe auf der Sintratec All-Material Platform verfügbar sind.
Fazit
Die Wahl des richtigen Materials für Ihren SLS-3D-Drucker erfordert ein genaues Verständnis der Anforderungen Ihrer Anwendung. Ob es sich um die herausragende Festigkeit von PA12, die gummiartigen Eigenschaften von TPE, die erhöhte Steifigkeit von PA12 GF oder die Langlebigkeit von 17/4PH-Edelstahl handelt, jedes Material bietet eine Reihe von einzigartigen Vorteilen. Wenn Sie die Materialauswahl auf Ihre Projektziele abstimmen, können Sie das volle Potenzial der SLS-Technologie ausschöpfen und den Grundstein für innovative und hochwertige Prototypen, Bauteile und Produkte legen.
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