Selektives Laserschmelzen vonTitan

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Die aktuell diskutierten Verfahren sind im Markt als Selective Laser Melting (SLM), Laser-Cusing, Direct Laser Forming (DLF), Direktes Metall-Laser-Sintern (DMLS), E-Manufacturing oder Additive Manufacturing bekannt. Es sind generative Schichtaufbauverfahren, bei denen anhand von 3D-CAD-Daten vorwiegend mit Hilfe eines Laserstrahls dünne Metallpulverschichten selektiv aufgeschmolzen (und verfestigt) werden (Bild 1).

Generatives Laserschmelzen ist für die Medizintechnik ein enormer Fortschritt

Mit einem computergesteuerten Faserlaser werden in einer ersten dünnen Pulverschicht selektiv Bereiche aufgeschmolzen. Mit jeder weiteren Pulverschicht wiederholt sich dieser Vorgang, bis schließlich Lage für Lage das fertige Teil entstanden ist. Auf diese Weise lassen sich komplexe dreidimensionale Bauteile erzeugen, die mit konventionellen Fertigungsverfahren nur mit hohem Aufwand oder gar nicht herstellbar sind. Dabei entsprechen die Eigenschaften dieses generativ gefertigten Bauteils den Materialeigenschaften der Ausgangsstoffe.

Das generative Laserschmelzen ist für die Medizintechnik ein enormer Fortschritt. Medizinische Prothesen wurden bisher manuell gefertigt. Die traditionelle Herstellung individueller Metall-Komponenten beinhaltet das Erstellen von Modellen und Matrizen sowie Fräs-, Mess-, Polier- und Finishing-Arbeiten, ein zeitaufwändiger, mühsamer Prozess.

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Leistungsfähige SLM-Anlagen

Für das selektive Laserschmelzen stehen bei SLM Anlagen zur Verfügung, die durch hohe Qualität der Bauteilgüte und Prozessstabilität überzeugen. Die Technik erlaubt die Beschichtung in beiden Richtungen durch bidirektionale Vorbereitung des Pulverbetts. Laser bis 1.000 W garantieren im dauerhaften Produktionseinsatz höchste und konstante Bauqualitäten. Damit werden über Belichtungsstrategien Qualitätsverbesserungen erzielt und der Fertigungsprozess optimiert. Gitterstrahlen können äußerst fein ausgeführt werden, so dass nur einzelne Vektoren für einen Gittersteg benötigt werden. Auch überzeugen die Anlagen mit Sicherheitsfiltersystemen in Verbindung mit effizienter Schutzgasumwälzung mit laminarer Strömung und geringem Gasverbrauch. Die wirtschaftlich arbeitenden Systeme sind sowohl für Forschung und Entwicklung als auch für die Produktion kleinerer und größerer Werkstücke ausgelegt.

Selective Laser Melting beschleunigt die Prozesse Herstellung von Implantaten

Das Selective Laser Melting vereinfacht und beschleunigt die Prozesse. Implantate wie künstliche Knochen und Zähne werden als perfekte Passform nur für den einzelnen Patienten vorgenommen. Das Ziel ist ein vollständig digitaler Prozessablauf. Dabei wird ein Röntgen- oder Computertomographie-Scan verwendet, um das Abbild der Patientendaten zu erhalten. Anschließend wird mit CAD-Programmen ein maschinengeeignetes Modell erstellt und die Prothese angepasst. Die erstellten Daten werden als Referenz für den Rapid-Prototyping-Prozess verwendet, und die Maschine erstellt in wenigen Stunden eine exakte Kopie.

Der Prozess ist schnell und schont die Rohstoffe. Durch den geschlossenen Pulverkreislauf geht kein Material verloren. Überflüssiges Pulver wird in der Maschine abgesaugt, gereinigt und dem nächsten Herstellungsprozess wieder zugeführt; wohingegen bei spanenden Prozessen zirka 90 Prozent des Materialeinsatzes verloren gehen.

Kontakt

SLM Solutions GmbH,

D-23556 Lübeck,

www.slm-solutions.com

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