Ihr Start in die additive Fertigungstechnologie

Im 3D-Druck, der das Synonym für die addititive Fertigung ist, entstehen komplexe dreidimensionale Bauteile. Das Bauteilmaterial wird Schicht für Schicht aufgetragen bis ein Bauteil in seiner dreidimensionalen Form vorliegt.
Wir produzieren seit 2014 hochkomplexe Bauteile mit dem Verfahren des selektiven Laserschmelzen.
Das selektive Laserschmelzen (SLM) ist ein generatives Produktionsverfahren, bei dem gewünschte Bauteile aus feinem Metallpulver unter Einwirkung eines Laserstrahls schichtweise hergestellt werden. Durch den schichtweisen Aufbau lassen sich hochkomplexe, funktionsoptimierte Geometrien umsetzen.

Der Metall 3D-Druck ermöglicht wesentlich höhere Freiheiten in der Gestaltung von Bauteilen als sie die konventionelle Fertigung bietet. Die Herstellung erfolgt direkt aus 3D-CAD Daten. In kürzester Zeit entstehen so vollfunktionsfähige Bauteile aus hochwertigen Metallen wie Edelstahl, Werkzeugstahl, Aluminium, Inconel und Titan. Die Dichten liegen bei > 99,8%.

Bei uns erhalten Sie "alles aus einer Hand". Durch die enge Zusammenarbeit mit unserem Mutterunternehmen Wenz-Mechanik stehen wir Ihnen von der Konstruktion bis hin zur professionellen Nachbearbeitung Ihres Bauteils zur Seite.

Vorteile der additiven Fertigung

  • Designfreiheit
  • individuelle Bauteile
  • komplexe bionische Strukturen
  • kleine Losgrößen
  • wirtschaftliche Herstellung

Häufige Fragen zum Selective LaserMelting (SLM) Verfahren

Kann der Druck mittels SLM-Verfahren auch so unkompliziert/schnell durchgeführt werden wie im Fused Deposition Modeling (FDM)-Verfahren?

Da im Unterschied zum FDM von Polymeren eine etwas aufwändigere Datenaufbereitung, sowie ggf. eine mechanische Nachbearbeitung erforderlich ist, erfordert das SLM-Verfahren in der Gesamtheit etwas mehr Zeit.

Welche konstruktiven Änderungen sind vor dem Druck ggf. erforderlich?

Vorübergehende Änderungen bestehen häufig in Anpassungen zwecks Nachbearbeitung. Hierbei handelt es sich jedoch um temporäre Modifikationen, die Geometrie des Fertigteils entspricht in diesen Fällen exakt der des ursprünglich angefragten Bauteils.

Bleibende Änderungen stellen Anpassungen zur Verbesserung des Druckprozesses, zur Optimierung der Topologie, zur Simplifizierung oder zur Funktionsintegration dar. Hierbei kann die Geometrie des Bauteils in Abstimmung mit dem Kunden dauerhaft geändert werden. - Grundsätzlich sind bleibende konstruktive Änderungen selten zwingend erforderlich.

Welche Unterschiede bestehen zwischen SLM und ähnlichen Verfahren wie Selective Laser Sintering (SLS) und Laser Beam Melting (LBM)?

Da die additive Fertigung bisher noch nicht in der Einteilung der Fertigungsverfahren (DIN 8580) erfasst ist, werden Verfahrensbezeichnungen gelegentlich parallel/undifferenziert verwendet.

Nachfolgend die am häufigsten anzutreffenden Verwendungen:

  • SLM: Aufschmelzen mittels Laserstrahl, tendenziell Bezeichnung für homogene Werkstoffe (stofflich, morphologisch)
  • SLS: Aufschmelzen mittels Laserstrahl, tendenziell Bezeichnung für inhomogene Werkstoffe (stofflich, morphologisch)
  • LBM: Aufschmelzen mittels Elektronenstrahl, höhere Prozesstemperaturen als bei SLM-/SLSVerfahren
Wie läuft der Druckprozess ab? Welche Schritte sind in Vorbereitung, Druck und Nachbehandlung erforderlich (also von der Bauteil-Idee/-Zeichnung bis zum fertigen Bauteil)?

Vorbereitung:

  1. Analyse der 3D-Daten
  2. Anpassung der Konstruktion (siehe oben)
  3. Orientierung
  4. Positionierung
  5. Slicing
  6. Kalkulation der Durchlaufzeit auf der Maschine

Druck:
Der Werkstoff liegt als Pulver auf der Bauplattform vor und wird schichtweise per Laser aufgeschmolzen. Dies passiert selektiv, sprich genau dort, wo das Bauteil entsteht. Nach jeden Schmelzvorgang wird die Bauplattform mit den entstehenden Bauteilen um die Dicke der aufgebrachten Schicht abgesenkt, eine neue Schicht Pulver über die Bauplattform gezogen und der Vorgang beginnt von Neuem.

Nachbehandlung:
Hier arbeiten wir eng mit unserem Mutterunternehmen Wenz-Mechanik zusammen, dem Spezialisten für High End CNS-Fräsen.

  • standardmäßig Entfernen des Stützmaterials/Entstützen
  • Strahlen der Bauteiloberflächen
  • ggf. Wärmebehandlung; auf Wunsch: CNC-Nachbearbeitung (Passungen, Gewinde etc.)
  • Oberflächenbehandlung (Polieren, Lackieren, ...)

 

Was passiert während der Vorbereitung? Welche Datensätze werden generiert? Was bedeutet STL?

Es werden 3D-Daten zur Verfügung gestellt. Diese CAD (Computer Aided Design)-Daten, häufig im STEP-Format, werden in ein neutrales STL (Surface Tesselation Language) -Datenformat übertragen, welche wiederum im Slicing-Process in ein maschinenlesbares Format gebracht werden, welches auf G-Code basiert.

Welche Nachbehandlung ist für jedes Bauteil erforderlich (verfahrensbedingt)?

Das Bauteil wird, während es noch auf der Bauplatte verschweißt ist, wärmebehandelt, um die eingebrachten Spannungen zu verringern. Im Anschluss erfolgt die Abtrennung von der Bauplatte und die manuelle Entfernung des Support-Materials. Abschließend wird das Bauteil zweistufig gestrahlt.

Welche Nachbehandlungsoptionen stehen über die Standardverfahren hinaus zur Verfügung?

Über die Standardverfahren hinaus kann das Bauteil im Sinne einer hybriden Fertigung spanend nachbearbeitet werden, um erforderliche Toleranzen und Passungen herzustellen. Weitere Nachbehandlungsoptionen stellen bspw. Oberflächenveredlungsverfahren dar (siehe vorhergehende Punkte).

Nachbearbeitung

Generative und konventionelle Fertigung gehen bei uns dank enger Zusammenarbeit mit unserem
Mutterunternehmen Wenz Mechanik Hand in Hand.

Mechanische NachbearbeitungOberflächenveredelung WärmebehandlungQualitätsprüfung

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Wir unterstützen unsere Kunden bei der Optimierung ihrer Bauteile

Tobias Wenz, 3D-Laserdruck GmbH, Reutlingen