Low Temp Laser Sin­ter­ing

Das Laser-Sinter-Verfahren hat neben allen Vorteilen wie einer hohen Produktivität und einer großen Designfreiheit auch erhebliche Nachteile bei der geringen Materialvielfalt und der Materialalterung. Ein Großteil aller LS-Bauteile wird immer noch aus PA12 und PA11 hergestellt. Hochleistungswerkstoffe wie z.B. PA6, PPS, PEKK, etc. kommen zwar zunehmend auf den Markt, können aber aufgrund der höheren Verarbeitungstemperatur nicht auf Standard-LS-Anlagen verarbeitet werden. Hochtemperaturanlagen hingegen sind sehr kostenintensiv. Hinzu kommt, dass das umgebende und unverbrauchte Pulvermaterial aufgrund der hohen Prozesstemperaturen altert, was dazu führt, dass das Material nicht vollständig wiederverwendet werden kann, was nicht sehr nachhaltig ist und zu höheren Kosten führt.

Das Niedertemperatur-Lasersintern löst diese Probleme durch eine drastische Senkung der Prozesstemperatur, so dass das Material deutlich weniger altert. Darüber hinaus ermöglicht das Verfahren des Niedertemperatur-Lasersinterns die Verarbeitung von Hochleistungspolymeren auf Standard-Lasersinteranlagen. Die prozessbedingten Parameteränderungen, zu denen neben der reduzierten Baukammertemperatur auch angepasste Belichtungsparameter und -strategien gehören, stellen jedoch auch neue Herausforderungen dar. Die hohen Temperaturgradienten zwischen Schmelze und Pulverbett können zu einer frühzeitigen Rekristallisation der Schmelze führen, was das so genannte "Curling" der oberen Bauteilschichten und den Verzug des gesamten Bauteils zur Folge haben kann, was wiederum zu Auftragsabbrüchen führen kann. Durch die Verbindung der Bauteile mit der Bauplattform sollen "Curling" und Verzug vermieden werden, um die Prozessstabilität deutlich zu erhöhen. Zusätzlich zu den bereits erwähnten Vorteilen kann das Niedertemperatur-Lasersintern weitere Vorteile bringen, wie z.B. neue Designfreiheiten.

Das Niedertemperatur-Lasersintern von Polyamid 12 (PA12) auf einer kommerziellen, nicht modifizierten Lasersinteranlage (EOS P396) wird untersucht, um die Grundlage für Low Temp LS von Hochtemperaturwerkstoffen zu schaffen. Erste Ergebnisse durch Veränderung der Belichtungsparameter und durch Fixierung der Teile auf einer Bauplattform zeigen eine Verarbeitung von PA12 bei einer Baukammertemperatur von 80°C und weniger anstelle der üblichen ca. 175°C.