DIE HERSTELLUNG VON BAUTEILEN DURCH SELEKTIVES LASERSCHMELZEN (SLM)
Dieses additive Fertigungsverfahren wurde 1997 entwickelt und patentiert. Da das Patent 2017 abgelaufen ist, hat es seitdem an Qualität und Präzision gewonnen und findet nun neue Anwendungsbereiche. Die Medizintechnik sowie die Luft- und Raumfahrtindustrie waren die ersten, die sich diese Technologie aneigneten. Ihre schnelle Entwicklung öffnet ihr heute die Türen zur Schmuck- und Uhrenindustrie.
Geeignete Materialien Dieses Verfahren betrifft ausschließlich metallische Legierungen, so vielfältig sie auch sein mögen. Titan, rostfreier Stahl oder Platin sind derzeit für diese Technologie geeignet.
Fertigungsprinzip Das Prinzip der selektiven Laserschmelzen-Fertigung besteht darin, die gewählte Legierung in Form von Pulver mit feinster Körnung (zwischen 20 und 200μm, je nach Legierung) auf der Oberfläche einer Fertigungsplattform abzulegen. Der Laser schmilzt das Pulver in Übereinstimmung mit dem volumetrischen Plan des Bauteils mit einer bestimmten Intensität und Dauer und einer Präzision von der Größe eines Partikels (also zwischen 20 und 200μm). Die Fertigungsplattform wird anschließend um die Dicke der ersten Schicht abgesenkt. Eine neue Pulver-Schicht wird aufgetragen und geschmolzen. Der Prozess wiederholt sich Schicht für Schicht, wobei der volumetrische Plan des zu fertigen Bauteils strikt eingehalten wird.
Das ungenutzte Pulver (das nicht geschmolzen wurde) kann später problemlos wiederverwendet werden, ohne dass eine Nachbearbeitung erforderlich ist.
Vielseitige Vorteile Die Vorteile dieser Technologie sind vielfältig. Sie ermöglicht die Herstellung von Bauteilen mit bisher unbekannten Strukturen und Designs (Steifigkeit, Leichtigkeit). Diese Methode erzeugt keinen Materialabfall und somit keine Kosten für das Recycling. Ein besonders vorteilhafter Aspekt, wenn es sich um Edelmetalle handelt. Schließlich ist die Materialdichte außergewöhnlich hoch. Während der Fertigung wird keine mechanische Belastung auf das Bauteil ausgeübt, weshalb keine nachfolgenden Wärmebehandlungen erforderlich sind. Noch besser: Je nach Laserintensität, Belichtungsdauer und Abkühlzeit können während des Fertigungsprozesses auch Wärmebehandlungen angewendet werden.
Mit dieser Technologie gibt es keine Grenzen mehr für Stil und Design, und auch die technischen Grenzen werden täglich weiter verschoben.
Herausforderungen Aufgrund des aktuellen Präzisionsniveaus kann diese Technologie derzeit nur für die Uhrengehäuse (Gehäuse, Armbänder, Zifferblätter) angewendet werden. Im Falle eines Gehäuses wird eine spätere Bearbeitung erforderlich sein, um die geforderte Präzision zu erreichen und die gewünschten Oberflächenbehandlungen zu erzielen.
Die Präzision des selektiven Laserschmelzens ist derzeit nicht ausreichend, um Bewegungskomponenten mit dieser Technologie zu produzieren, die jedoch sehr vielversprechend für das Gehäusedesign und Prototyping ist.
Fortlaufende Forschung Derzeit konzentrieren sich die meisten Forschungen auf die Entwicklung von speziell für diese Technologie entwickelten Legierungen. Durch die Anpassung der Intensität und Dauer der Fusion ist es möglich, neue mechanische oder physikalische Eigenschaften des Materials zu nutzen.