Direkt-Metall-3D-Druck (SLM):
Aluminium, Edelstahl und Titan


SLM 3D-Matall-Druck Werkzeug Edelstahl
Direkt-Metall 3D-Druck - filigrane Strukturen in Aluminium
Direkt-Metall-3D-Druck - Titan - Kiefer
Direkt-Metall-3D-Druck - Aluminium - Leichtbaustruktur

Selektives Laserschmelzen (SLM) oder auch Direkt Metall 3D-Druck funktioniert ähnlich wie das Lasersintern. Hierbei werden Metalle eingesetzt, vornehmlich Stahl (1.4404), Aluminium (AlSi10Mg) und Titan (Ti6Al4V). Die durch den Prozess entstehenden Werkstücke weisen Materialeigenschaften auf, die mit konventionell bearbeiteten Metallteilen vergleichbar sind. Dadurch ist das Verfahren perfekt, nicht nur für hochwertige Prototypen, sondern auch für die Produktion von geometrisch anspruchsvollen Metallteilen.



Material Steckblatt

Icon Verfahren

Verfahren

Selektives Laserschmelzen (SLM)

Icon Farben

Farben

Metallisch

Icon Bauraum

Bauraum

248 x 248 x 350 mm

Icon Kosten

Kosten

$$$
(Hoch)

Icon Produktionszeit

Produktionszeit

ca. 10 Werktage

Icon Toleranz / Genauigkeit

Toleranz

± 0,3 mm bzw. ± 0,3 %


Material-Details


Klicken Sie auf die Themen, die Sie interessieren.

Aluminium
(AlSi10Mg)
 

SLM gedruckte Komplexe Geometrien

Ein Leichtmetall mit einer Dichte von lediglich 2,7 g/cm³. 3D-gedruckte Aluminiumobjekte sind einfach zu verarbeiten. Anwendung findet das Material insbesondere bei Leichtbauteilen. Dünnwandige Strukturen mit hoher geometrischer Komplexität sind mit diesem 3D-Druckverfahren gut durchführbar. 

Edelstahl
(1.4404)

SLM 3D-gedrucktes Edelstahl Bauteil

Die von uns verwendete Legierung 1.4404 (316L) ist korrosionsbeständig. Andere Legierungen (Werkzeugstahl) sind auf Anfrage möglich. Das Material verfügt über eine sehr hohe Stabilität. Mit dem Metall-3D-Druckverfahren können aus Edelstahl beispielsweise Werkzeuge oder Formen erstellt werden, die mit integrierten Kühlkanälen ausgestattet sind.

Titan
(Ti6Al4V)

3D Druck Titan Kunstwerk

Titan ist äußerst korrosionsbeständig, verfügt über eine sehr hohe Festigkeit bei einer vergleichsweise geringen Dichte und ist biokompatibel. Die mechanischen Eigen­schaften machen es interessant für An­wendungen in der Luft- und Raumfahrttechnik und dem Fahrzeugbau. Durch die Bio­kompatibilität ist es auch in der Medizintechnik ein äußerst beliebter Werkstoff.

Aluminium
Anwendungen

Aluminium wird insbesondere für das geringe Gewicht bei gleichzeitig hoher Festigkeit geschätzt. Weiterhin verfügt Aluminium über eine gute elektrische Leitfähigkeit. Das 3D-gedruckte Material eignet sich u.a. für dünnwandige, komplexe Geometrien oder Bauteile, bei denen das Gewicht eine große Rolle spielt.


Edelstahl
Anwendungen

Edelstahl ist korrosionsbeständig und verfügt über eine außergewöhnliche Festigkeit. Folglich sind im 3D-Druck erstellte Edelstahl Werkstücke sehr beliebt im Maschinenbau sowie in der Luft- und Raumfahrttechnik.


Titan
Anwendungen

Titan bringt eine Reihe von interessanten Eigenschaften für das Rapid Prototyping mit: es ist relativ leicht, extrem stabil, hat eine geringe thermische Ausdehnung und ist biokompatibel. Mit diesen Eigenschaften findet das Material verschiedenste Anwendungen im Maschinenbau oder der Luft- und Raumfahrt und aufgrund der Biokompatibilität im Besonderen auch in der Medizintechnik.

Richtpreis

  • Keine Richtpreise, da Preise stark größen- und stückzahlabhängig sind.

Preisfaktoren

  • Maschinenlaufzeit: Metall 3D-Druck Anlagen sind sehr kostenintensiv, die Maschinenlaufzeit ist daher der entscheidende Kostenfaktor. Nicht nur die Bauteilgröße, sondern auch die Orientierung des Bauteils spielen eine große Rolle. Letztere ist bspw. abhängig von der Funktion bzw. Geometrie des Werkstücks.
  • Nachbearbeitung: Die Supportstrukturen sind sehr aufwendig zu entfernen. Je nach Geometrie kann die Nacharbeit mehrere Stunden in Anspruch nehmen.

Look & Feel

  • Die Oberfläche ist rau, vergleichbar mit lasergesinterten Bauteilen. Bei dem Verfahren wird Metallpulver verwendet, welches eine Partikelgröße von bis zu 60 µm aufweisen kann. Durch das Verschmelzen dieser Körnchen ist die Oberfläche leicht rau.
  • Die verschiedenen Metalle (Edelstahl, Alu, Titan) sind rein optisch nach dem Druck kaum voneinander zu unterscheiden.
  • Bei allen Teilen sind verfahrensbedingt Supportstrukturen notwendig. An den Stellen, an denen diese Strukturen angebracht wurden, treten Beeinträchtigungen der Oberfläche auf.

Wesentliche Eigenschaften

  • Mit Direkt-Metall-3D-Druck erzeugte Objekte weisen ähnliche Eigenschaften auf, wie konventionell gefertigte Metallteile.
  • Die erzeugten Teile sind nahezu porenfrei.
  • Die durch den 3D-Druck erzeugten Metallobjekte können wie herkömmlich verarbeitete Metallteile nachbearbeitet werden.
  • Die Detailauflösung des Direkt-Metall-3D-Drucks ist gut. Die Schichtstärken betragen 30 µm für Edelstahl und 50 µm für Titan und Aluminium. Die Fähigkeit zur Darstellung von Details ist ungefähr mit der des Lasersinterns vergleichbar.

Wert

Aluminium (AlSi10Mg)

Edelstahl (1.4404)

Titan (Ti6Al4V)

Zugfestigkeit, MPa

397 ± 11

633 ± 28

1286 ± 57

Zugbruchdehnung, %

6 ± 1

30 ± 5

8 ± 2

Elastizitätsmodul, GPa

64 ± 10

184 ± 20

111 ± 4

Symbolbild-Wandstaerke

Wandstärke
Die minimale Wandstärke beträgt 1 mm. Bei kurzen Strukturen sind Dicken von 0,3 – 0,5 mm möglich. Je länger eine Struktur wird, desto stärker sollte sie gestaltet werden.

Symbolbild Hohlraeume

Hohlräume
Bei Hohlräumen müssen Öffnungen eingefügt werden, durch die überschüssiges Material befreit werden kann (‚Escape Holes‘). Lassen Sie dazu mindestens eine Öffnung mit ca. 5 mm Durchmesser oder zwei Öffnungen mit 0,3 mm Durchmesser frei.

Symbolbild Distanz

Abstand
Sollte Ihre Datei zwei voneinander getrennte Objekte beinhalten, so lassen Sie zwischen beiden mindestens 1 mm Abstand. Beim Laserschmelzprozess wird pulverisiertes Metall mittels eines Lasers selektiv geschmolzen. In den Zwischenräumen können ggf. Pulverreste zurückbleiben. Sind die Abstände zu gering, können die Objekte schlimmstenfalls zusammengeschweißt werden.

Symbolbild Detail

Detailauflösung
Details bis minimal 1 – 2 mm können dargestellt werden.

Symbolbild Verkettung

Verzahnte Objekte
Sie können mit dem Direkt-Metall-3D-Druck ineinander verzahnte bzw. bewegliche Objekte drucken. Es gilt ebenfalls 1 mm Abstand einzuhalten, um eine Fusion der Objekte zu vermeiden.

Symbolbild Bounding Box

Größe
Die maximale Größe eines Objektes darf 248 x 248 x 350 mm nicht überschreiten.

Standard-Finishing

  • Entfernung Supportstruktur

Optionales Finishing

  • Spanende Nachbearbeitung auf Anfrage (z.B. fräsen, drehen)

Details zu dem Druckverfahren finden Sie auf unserer Detailseite Direkt Metall 3D-Druck – Selektives Laserschmelzen (SLM).
Während des Druckvorgangs wird jeweils eine dünne (i.d.R. 30 – 50 µm) starke Schicht von Metallpulver auf die Bauplattform aufgetragen. Auf diese Schicht wird mittels eines Lasers eine Schicht in das Metallpulver geschmolzen. Nachdem die Schicht vollendet wurde, sinkt die Bauplattform herab, eine neue Schicht Pulver wird aufgetragen und der Vorgang beginnt von vorn.

Visualisierung des SLM Prozesses; Quelle: youtube.com / SLM Solutions