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Was ist SLS-3D-Druck?

Das Selektive Lasersintern (SLS) ist eine industrielle additive Fertigungstechnologie, bei der ein leistungsstarker Laser kleine Partikel aus Polymerpulver Schicht für Schicht zu einer soliden Struktur verschmilzt. Der größte Vorteil von SLS ist, dass keine Stützstrukturen benötigt werden, da das umgebende ungeschmolzene Pulver das Bauteil während des Drucks stützt. Dies ermöglicht maximale Designfreiheit für komplexe Geometrien und langlebige Funktionsteile.

Close-up of two intricately designed 3D-printed mechanical parts with a textured surface displayed on a reflective surface.

SLS-Materialien

PA12 GF

PA12 GF ist ein technisches Polymer auf Polyamid 12-Basis, das mit Glasfasern verstärkt ist. Diese Rezeptur bietet im Vergleich zu Standard-PA12 eine erhöhte Steifigkeit, mechanische Festigkeit und Dimensionsstabilität. Damit eignet es sich hervorragend für Anwendungen, die eine verbesserte Belastbarkeit erfordern. Dank der SLS-Technologie ermöglicht PA12 GF die Herstellung komplexer Komponenten mit präzisen Details und gleichmäßigen Oberflächen – ideal für industrielle Anwendungen mit hohen Anforderungen an Verschleißfestigkeit.

PA12 GF40

PA12 GF40 für SLS ist ein Material aus Polyamid, das mit 40 % Glasfasern verstärkt ist. Es bietet eine optimale Kombination aus mechanischer Festigkeit, Steifigkeit und thermischer Beständigkeit. Zu den Merkmalen gehören eine hohe Zug- und Biegefestigkeit, gute Dimensionsstabilität und eine im Vergleich zu Standard-PA12 verbesserte Hitzebeständigkeit. Typische Anwendungen sind Strukturbauteile, mechanische Komponenten und Teile, die hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind.

PA6 GF40

PA6 GF40 ist ein Verbundwerkstoff aus Polyamid (PA6), der mit 40 % Glasfasern verstärkt ist. Dieses Material ist besonders gut für den 3D-Druck geeignet und bietet eine hervorragende Kombination aus mechanischer Festigkeit, Steifigkeit und Formstabilität. Seine Eigenschaften umfassen hohe Zugfestigkeit, gute Schlagfestigkeit und eine deutlich erhöhte Steifigkeit im Vergleich zu Standard-PA6. Ideal für Anwendungen, die langlebige und robuste Teile wie Strukturkomponenten, Zahnräder und Gehäuse erfordern.

PA Composite

PA Composite ist ein verstärktes Material auf Polyamid-Basis, das eine ideale Mischung aus Steifigkeit, mechanischer Festigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit bietet. Es weist eine höhere spezifische Steifigkeit und bessere Temperaturbeständigkeit als unverstärktes Material auf. Es ist nicht leitend und transparent für Funkfrequenzen (RF), bei gleichzeitig leicht zu veredelnder Oberfläche. Typische Anwendungen sind Strukturbauteile für UAVs (Drohnen), Gehäuse, Impeller, Steckverbinder und Sportgeräte.

PA12

PA12 ist das am weitesten verbreitete thermoplastische Polymer in der SLS-Technologie. Es bietet eine ausgewogene Kombination aus Festigkeit, Flexibilität und thermischer Beständigkeit, was es ideal für ein breites Spektrum industrieller Anwendungen macht – einschließlich Rapid Prototyping, Funktionsbauteile und Konzeptmodellierung.

PA11

PA11 ist ein biobasiertes Polyamid (aus Rizinusöl), das exzellente chemische Beständigkeit, Flexibilität und Zähigkeit bietet. Es eignet sich sowohl für das Prototyping als auch für die Serienfertigung und bietet eine hohe Schlagfestigkeit sowie gute Dimensionsstabilität, selbst in anspruchsvollen Umgebungen. PA11 wird häufig in der Automobilindustrie, Medizintechnik und für Sportgeräte verwendet, wo mechanische Festigkeit, Leichtigkeit und Nachhaltigkeit gefragt sind.

PA12 aluminiumgefüllt

PA12 Aluminium Filled ist ein Nylon 12-Material, das mit Aluminium versetzt ist, um Bauteile mit hoher Steifigkeit und metallischer Optik zu erzeugen. Die exzellente Oberflächengüte ermöglicht eine einfache mechanische Bearbeitung und Politur, ideal für Presspassungen oder Designanwendungen. Die mechanischen Eigenschaften machen es geeignet für konsistente Langzeitdrucke; seine hohe Steifigkeit prädestiniert es für starre Funktionsbaugruppen. Optimal für Gehäuse, Automobilteile und Windkanaltests, die eine Kombination aus Festigkeit, Leichtigkeit und metallischer Ästhetik erfordern.

PA12 CF

PA12 CF ist ein technisches Polymer auf Polyamid-Basis, das mit Kohlenstofffasern (Carbon) gefüllt ist. Es bietet außergewöhnliche mechanische Festigkeit und Dimensionsstabilität. Eingesetzt in Sektoren wie Motorsport, Automotive und Medizintechnik, garantiert es robuste und zugleich leichte Komponenten. Zudem zeichnet es sich durch hohe Verformungsbeständigkeit und einen Oberflächenwiderstand im ESD-sicheren Bereich aus, was die Ansammlung elektrostatischer Aufladung verhindert und es besonders für Elektronikanwendungen geeignet macht.

PA12 Flammhemmend

PA12 Flame Retardant ist ein fortschrittliches Material auf Polyamid 12-Basis mit einem halogenfreien Flammschutzmittel. Es ist JAR 25 (Luftfahrt) und UL94 V-0 (Elektronik) zertifiziert. Das Material kombiniert Elastizität, Festigkeit und eine hochwertige Oberflächengüte, geeignet für Luft- und Raumfahrt, Automotive sowie Medizintechnik. Seine thermische Beständigkeit und selbstlöschenden Eigenschaften machen es unverzichtbar in brandgefährdeten Industrieumgebungen.

PP (Polypropylen)

Polypropylen ist ein Polymer mit exzellenter Plastizität, Dehnung und Stoßabsorption sowie geringer Feuchtigkeitsaufnahme. Es ist säurebeständig und hat eine geringere Dichte als Wasser. Seine mechanischen Eigenschaften machen es ideal für kosteneffiziente Prototypen und Teile, die mit Flüssigkeiten oder aggressiven Chemikalien in Kontakt kommen. Es wird in der Automobilindustrie, Medizintechnik und Chemiebranche für Rohre, Tanks und chemikalienbeständige Behälter eingesetzt.

TPU

Thermoplastisches Polyurethan (TPU) ist ein Material, das die Eigenschaften von Gummi imitiert und in der Industrie für seine Flexibilität und Langlebigkeit geschätzt wird. Es eignet sich für Prototypen und Serienfertigung gleichermaßen und kombiniert hohe Bruchdehnung mit hervorragender Reißfestigkeit. Zu seinen Eigenschaften gehören Resilienz, Steifigkeit und eine hohe Detailauflösung. TPU findet Anwendung in Automotive, Mode, Medizintechnik und Sportausrüstung.

SLS-Materialeigenschaften im Vergleich

Material

Farbe

Max. Abmessungen

Zugfestigkeit (MPa)

Zugmodul (GPa)

PA12 GF

weiß

550x550x750 mm

57-51

2.5-3.2

PA12 GF40

grau

400x400x540 mm

30

2.55

PA6 GF40

schwarz

400x400x540 mm

73-88

6.5-6.9

PA Composite

weiß

550x550x750 mm

48-51

5.475-5.725

PA12

weiß

680x380x540 mm

42-48

1.65

PA12 aluminiumgefüllt

metallic-grau

330x380x460 mm

48

3.8

PA16 CF

schwarz

400x400x540 mm

85

7.9

PA12 flammhemmend

weiß

340x340x600 mm

38-46

2.2-2.5

PP

schwarz

300x300x330  

29

1.25-1.30

TPU 86A

schwarz

680x380x540 mm

8

85 MPa

TPU 88A

weiß

680x380x540 mm

7-8

75 MPa

TPU 70A

weiß

400x400x540 mm

7

0.065

PA11

anthrazitgrau

165x165x300 mm

49

1.6

SLS-Oberflächenfinish

CNC-Bearbeitung

Umfasst das präzise Abtragen von überschüssigem Material von den gedruckten Bauteilen mittels computergesteuerter Schneidwerkzeuge. Dies ermöglicht das Erreichen engster Toleranzen bei Abmessungen und eine exzellente Oberflächengüte.

Einfärben

Ein Prozess zur farblichen Gestaltung der gedruckten Objekte unter Verwendung spezieller Farbstoffe oder Pigmente. Dies dient sowohl der ästhetischen Aufwertung als auch der funktionalen Kennzeichnung von Bauteilen.

Lackierung

Beinhaltet das Auftragen von Schutzschichten oder dekorativen Oberflächenfinishs auf die gedruckten Objekte. Durch spezialisierte Techniken werden die Ästhetik verbessert und die Beständigkeit gegenüber äußeren Einflüssen erhöht.

Chemische Glättung

Die gedruckten Kunststoffteile werden Lösungsmitteldämpfen ausgesetzt, um die äußere Schicht kontrolliert anzulösen und neu zu verfestigen. Dies sorgt für eine glatte Oberfläche, reduziert die Porosität drastisch und verbessert die mechanische Belastbarkeit.

Imprägnierung
Gewindeeinsätze

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Vor- und Nachteile des SLS-3D-Drucks

Vorteile

Hohe mechanische Belastbarkeit: Ideal für funktionale Endbauteile.

Keine Stützstrukturen: Maximale Freiheit bei komplexen Geometrien.

Serienfertigung: Hervorragend geeignet für die Produktion kleiner und mittlerer Serien.

Hitzebeständigkeit: Formstabil auch unter thermischer Belastung.

Nachteile

Poröse Oberfläche: Die natürliche Oberfläche ist leicht rau (kann durch Finishing verbessert werden).

Längere Kühlzeiten: Erfordert nach dem Druck eine kontrollierte Abkühlphase.

SLS-Leistungsspektrum im Vergleich zu anderen Technologien

Technologie

Max. Abmessungen

Min. Detailgröße

Min. Wandstärke

Toleranz

Beschreibung

SLS

680x380x540 mm

0.8mm

0.7-1.3 mm 

±0.3% (±0.3mm)

Verwendet einen Laser, um pulverförmige Materialien Schicht für Schicht zu verschmelzen; ideal für langlebige, komplexe Bauteile ohne Stützstrukturen. Weit verbreitet in Luftfahrt, Automotive und Medizin.

DMLS

500x280x340 mm

0.6-0.8 mm

0.22 mm

±0.25 (≤15mm);
±0.5 (>15mm)

Ähnlich wie SLS, nutzt jedoch Metallpulver zur Herstellung hochfester, komplexer Metallteile für Funktionsprototypen und Endkomponenten.

SLA

1350x750x500 mm

0.2-0.5 mm

1-3 mm

±0.2% (min. 0.2 mm)

Nutzt einen UV-Laser zum Aushärten von flüssigem Harz; ideal für hochdetaillierte, glatte und komplexe Bauteile mit exzellenter Optik

MJF

380x284x380 mm

0.5 mm

0.3-0.5 mm

±0.3% (±0.2 mm)

Verwendet Bindemittel (Fusing Agents) auf einem Pulverbett, das thermisch verschmolzen wird. Bietet hochauflösende Funktionsteile bei schnellen Produktionszeiten.

Polyjet

490x380x200 mm

1.2-2 mm

1 mm

±0.1%

Sprüht flüssiges Photopolymer-Harz auf und härtet es mit UV-Licht aus. Ermöglicht hochdetaillierte Multimaterial-Bauteile mit variablen Eigenschaften.

FDM

914x690x914 mm

1.2-1.5 mm

1.5 mm

±0.5% (±0.5 mm)

Extrudiert thermoplastisches Filament durch eine beheizte Düse. Ideal für robuste Funktionsprototypen und einfache industrielle Hilfsmittel.

DLP

510x280x350 mm

0.5 mm

1 mm

±0.30 mm < 100mm;
±0.3% > 100 mm

Nutzt einen digitalen Lichtprojektor zur schnellen Aushärtung von Harz. Standard in der Dentaltechnik, Schmuckindustrie und Feinprototypisierung.

Large Scale

2500x2500x4000 mm

3 mm

-

±5 mm/mtl

Spezielle Systeme für die additive Fertigung extrem großer Bauteile; optimiert für großformatige industrielle Prototypen und Gehäuse.

DED

1200x800x600 mm

-

-

-

Nutzt einen Elektronenstrahl oder Laser, um Metallpulver oder Draht zu schmelzen; ideal für Reparaturen oder das Hinzufügen von Merkmalen an Metallteilen.

Bindet Jet

430x310x150 mm

-

-

±3% mm

Trägt Bindemittel auf ein Pulverbett auf; die Teile werden anschließend gesintert. Kosteneffizient für komplexe Bauteile in Automotive und Konsumgütern.

FAQ zu unserem SLS-3D-Druck-Service

Welche mechanischen Eigenschaften haben SLS-3D-Druckteile?

SLS-3D-Druckteile weisen in der Regel hervorragende mechanische Eigenschaften auf, darunter hohe Festigkeit, gute Schlagfestigkeit und Langlebigkeit. Die exakten Eigenschaften hängen vom gewählten Material ab, ma gängige SLS-Materialien wie Nylon (PA12) bieten Festigkeiten, die mit Spritzgussteilen vergleichbar sind. Die Bauteile sind zudem verschleißfest und chemikalienbeständig, was sie ideal für Funktionsprototypen und Endanwendungen macht. Die mechanischen Eigenschaften können je nach spezifischem Material (z. B. glasfaserverstärkt) variieren.

Wie hoch sind die Maßtoleranzen von SLS-Teilen?

SLS-Bauteile erreichen typischerweise Maßtoleranzen von ±0,3 % bei einem Minimum von ±0,3 mm. Die Genauigkeit kann je nach Bauteilgeometrie, Größe und Nachbearbeitungsschritten variieren. Kleinere und einfachere Geometrien erreichen oft engere Toleranzen, während es bei größeren und komplexeren Teilen zu leichten Abweichungen kommen kann. Für hochpräzise Anwendungen empfehlen wir eine direkte Rücksprache mit unserem Expertenteam.

Welche Designrichtlinien gibt es für SLS?

SLS bietet eine enorme Designfreiheit, dennoch sollten einige Einschränkungen beachtet werden:
- Mindestwandstärke: Generell sollten Wände mindestens 1–2 mm dick sein, um die strukturelle Integrität zu gewährleisten. Dank der hohen Auflösung sind feine Details jedoch bereits ab 0,8 mm möglich.
- Löcher und Kanäle: Kleine Löcher (unter 2 mm Durchmesser) bilden sich eventuell nicht vollständig aus oder erfordern eine Nachbearbeitung. Interne Kanäle sollten einen Mindestdurchmesser von 5 mm haben, um eine ordnungsgemäße Pulverentfernung zu garantieren.
- Überhänge und Brücken: SLS benötigt keine Stützstrukturen (Support) e kann Überhänge besser handhaben als andere Methoden. Große freitragende Merkmale müssen jedoch im Design berücksichtigt werden, um Verzug (Warping) oder Schwachstellen zu vermeiden.
- Bewegliche Teile (Interlocking Parts): Planen Sie ein Spiel (Clearance) von typischerweise 0,5–0,7 mm zwischen beweglichen Teilen ein, um ein Verschmelzen während des Sinterprozesses zu verhindern.
- Oberflächenfinish: Teile haben prozessbedingt eine leicht raue und körnige Textur (durchschnittliche Rauheit Ra 6–12 $\mu m$). Die Oberfläche ist funktional, kann aber durch zusätzliche Nachbearbeitungsschritte geglättet werden.

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