Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Selective Laser Sintering

Stützstrukturfreie Polymerbauteile vom individuellen Einzelteil bis zur Serie

© Fraunhofer ILT, Aachen

Das Selektive Lasersintern (SLS) ist eine bewährte Technologie der additiven Fertigung, mit der sich Polymerbauteile effizient und ohne Stützstrukturen herstellen lassen. Schicht für Schicht wird pulverförmiger Kunststoff durch einen präzisen Laser lokal verschmolzen oder versintert. Diese Methode erlaubt die Produktion funktionaler Prototypen, Kleinserien sowie individuell angepasster Einzelteile für unterschiedlichste Anwendungen.

Materialforschung für das Selektive Lasersintern: Innovative Werkstoffe für neue Anwendungen

© Fraunhofer ILT, Aachen

Ein zentraler Schwerpunkt der aktuellen Forschungsarbeiten im Themenfeld SLS am Fraunhofer ILT ist die Entwicklung und Qualifizierung neuer Werkstoffe für das SLS-Verfahren. Typische Polymere wie Polyamid (PA12, PA11), thermoplastisches Polyurethan (TPU) oder bioresorbierbare Werkstoffe (PLA, PCL) werden kontinuierlich weiterentwickelt und gezielt an die Anforderungen verschiedener Branchen angepasst. Ziel ist es nicht nur, branchenspezifische Anforderungen zu erfüllen, sondern auch Materialien nachhaltiger, stabiler und effizienter verarbeitbar zu machen.

Zusätzlich erforscht das Institut die Eignung neuartiger Werkstoffe wie biobasierte Polymere, hochgefüllte Kunststoffe und Polypropylen (PP) für die Verarbeitung im SLS. So werden Materialklassen gezielt für spezielle Anwendungen qualifiziert und die Einsatzmöglichkeiten von SLS-Bauteilen weiter ausgebaut.

Das Fraunhofer ILT besitzt umfassende Expertise in der Charakterisierung und Bewertung von SLS-Materialien. Neben der Untersuchung von Pulvereigenschaften wie Partikelgröße, Fließverhalten und thermischen Eigenschaften analysiert das Institut auch Bauteileigenschaften. Diese Untersuchungen liefern wichtige Daten zur Qualitätsbewertung und tragen dazu bei, die Fertigungsprozesse zu verbessern und neue Materialien an spezifische Anwendungen anzupassen.

Vielseitige Anlagentechnik für flexible SLS-Prozesse

Das Fraunhofer ILT setzt eine vielseitige Anlagentechnik ein, um Forschungsfragen und industrielle Anforderungen im Bereich des Selektiven Lasersinterns (SLS) in vollem Umfang zu adressieren. Dazu gehören sowohl eigens entwickelte Laboranlagen als auch kommerzielle Maschinen, von kostengünstigen Systemen bis hin zu High-End-Industrieanlagen für Serienfertigung und hohe Qualitätsansprüche. Diese breite technische Basis ermöglicht es, Prozessparameterfenster zu ermitteln und den Einfluss der Prozessparameter auf die Bauteilqualität gezielt zu analysieren, um die Bauteileigenschaften an unterschiedliche Einsatzbedingungen anzupassen. Das Fraunhofer ILT unterstützt Unternehmen bei der Auswahl der passenden Maschinen und Prozessstrategien.

Durch die Übertragung langjähriger Expertise aus der metallbasierten additiven Fertigung lassen sich bewährte Ansätze auch auf die Polymerverarbeitung anwenden. Ein Fokus liegt auf der Prozessbeobachtung zum Zweck der Qualitätssicherung. So bietet das Institut ganzheitliche Betrachtung, Werkstoffe, Anlagen und Prozesse – das Ergebnis sind maßgeschneiderte Lösungen für spezifische Anforderungen und Werkstoffe.

© Fraunhofer ILT, Aachen

Anwendungsgebiete des Selektiven Lasersinterns (SLS)

Das Selektive Lasersintern (SLS) bietet vielseitige Anwendungsmöglichkeiten in verschiedenen Branchen:

  • Automobilindustrie, sowie Luft- und Raumfahrt: SLS ermöglicht die schnelle Fertigung von Funktionsprototypen und Kleinserien sowie Topologie-optimierten Bauteilen, die hohen Anforderungen an Gewichtseinsparung und Stabilität gerecht werden.
  • Medizintechnik: Patientenspezifische Implantate, Prothesen und Orthesen können aus biokompatiblen oder bioresorbierbaren Werkstoffen gefertigt werden und bieten somit individuelle Lösungen für die medizinische Versorgung.
  • Maschinenbau: Funktionsfähige Bauteile und Ersatzteile werden ohne den Einsatz werkzeuggebundener Produktionsschritte direkt hergestellt. Dadurch lassen sich Entwicklungszeiten verkürzen und Produktionsprozesse effizienter gestalten.
  • Konsumgüter: Wearables, Sportartikel, maßgeschneiderte Möbelkomponenten, ergonomisch optimierte Schuhe und Sohlen sowie Lifestyle-Produkte profitieren von der Designfreiheit.

Möchten Sie die Vorteile des Selektiven Lasersinterns (SLS) gezielt für Ihre Anwendungen nutzen oder Einblicke in unsere neuesten Forschungsergebnisse gewinnen? Das Fraunhofer ILT bietet umfassende und individuelle Beratung und Technologiebewertungen zur Optimierung Ihrer Fertigungsprozesse. Interessieren Sie sich für andere Additive Fertigungsverfahren? In Kooperation mit der FH Aachen stehen unseren Forschenden und Projektpartnern unterschiedliche Verfahren und Anlagen zur Verfügung. Unsere Expertinnen und Experten stehen Ihnen für spezifische Forschungsanfragen oder eine vertiefende Diskussion zur Verfügung. Kontaktieren Sie uns, um gemeinsam maßgeschneiderte Lösungen zu entwickeln.

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