Das Selektives Laserschmelzen auch als Metall-Laserschmelzen oder Metall-3D-Druck bezeichnet, ist ein additives Fertigungsverfahren, bei dem Metallpulver mittels eines Laserstrahls vollständig aufgeschmolzen und schichtweise zu einem festen, dreidimensionalen Bauteil aufgebaut wird. Es gehört zur Technologiegruppe der Pulverbett-basierten Schmelzverfahren (engl. Powder Bed Fusion, PBF) und wird häufig als industrielles 3D-Druckverfahren eingesetzt.
Funktionsweise
Beim Metall-Laserschmelzen wird eine dünne Schicht Metallpulver auf eine Bauplattform aufgetragen. Ein fokussierter Laserstrahl (meist ein Faserlaser) fährt die Querschnitte des Bauteils gemäß der digitalen Schichtbilder ab und schmilzt das Pulver lokal auf. Nach dem Erstarren entsteht eine feste Schicht. Anschließend senkt sich die Bauplattform geringfügig ab, eine neue Pulverschicht wird aufgetragen, und der Vorgang wiederholt sich schichtweise, bis das vollständige Bauteil entstanden ist. Die Verarbeitung erfolgt unter einer inerten Schutzgasatmosphäre (z. B. Argon oder Stickstoff), um Oxidation und unerwünschte chemische Reaktionen zu vermeiden.
Materialien (gängige)
- Edelstahl (z. B. 316L)
- Titanlegierungen (z. B. Ti6Al4V)
- Aluminiumlegierungen (z. B. AlSi10Mg)
- Nickelbasislegierungen (z. B. Inconel 718)
- Werkzeugstähle
- Kobalt-Chrom-Legierungen
Vorteile
- Herstellung komplexer, bionisch optimierter Geometrien ohne Werkzeuge
- Hohe Dichte und mechanische Festigkeit der Bauteile
- Hohe Materialausnutzung durch Recycling des überschüssigen Pulvers
- Funktionsintegration durch additive Bauweise
Nachteile
- Hohe Investitionskosten für Maschinen und Infrastruktur
- Aufwändige Nachbearbeitung (z. B. Entfernen von Stützstrukturen, Oberflächenbearbeitung)
- Begrenzte Bauraumgrößen
- Anforderungen an Pulverhandling und Arbeitssicherheit
