Selektives Lasersintern (SLS) ist ein beliebtes additives Fertigungsverfahren, bei dem ein Laser verwendet wird, um pulverförmiges Material in eine feste Struktur zu sintern.Die beiden wichtigsten Materialien, die beim SLS verwendet werden, sind technische Polymere, hauptsächlich auf der Basis von Polyamiden.Polyamid 12 (PA 12) ist mit einem Anteil von etwa 90 % am SLS-Markt das dominierende Material.Dieses Material wird wegen seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften, seiner Haltbarkeit und seiner Vielseitigkeit bei der Herstellung von Funktionsprototypen und Endverbrauchsteilen bevorzugt.Andere Polyamide, wie Polyamid 11 (PA 11), werden ebenfalls verwendet, allerdings in geringerem Umfang.Diese Werkstoffe werden aufgrund ihrer Fähigkeit ausgewählt, hochwertige, haltbare Teile mit guter Oberflächengüte und Maßgenauigkeit herzustellen.
Die wichtigsten Punkte werden erklärt:
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Polyamid 12 (PA 12):
- Dominanz auf dem Markt:PA 12 ist mit einem Marktanteil von etwa 90 % das am häufigsten verwendete Material für SLS.Seine Beliebtheit ist auf die hervorragende Ausgewogenheit seiner mechanischen Eigenschaften, einschließlich Festigkeit, Flexibilität und Haltbarkeit, zurückzuführen.
- Anwendungen:PA 12 wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von Funktionsprototypen bis hin zu Endverbrauchsteilen in Branchen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und der Medizintechnik.Seine Fähigkeit, Teile mit hoher Genauigkeit und guter Oberflächengüte herzustellen, macht es ideal für diese Anwendungen.
- Eigenschaften:PA 12 bietet eine gute chemische Beständigkeit, eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme und eine ausgezeichnete thermische Stabilität, was für Teile, die rauen Umgebungen standhalten müssen, entscheidend ist.
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Polyamid 11 (PA 11):
- Weniger häufig, aber bedeutsam:PA 11 ist zwar nicht so weit verbreitet wie PA 12, hat aber dennoch eine große Bedeutung auf dem SLS-Markt.Es wird häufig für spezielle Anwendungen gewählt, bei denen seine einzigartigen Eigenschaften von Vorteil sind.
- Anwendungen:PA 11 wird für Anwendungen verwendet, die im Vergleich zu PA 12 eine höhere Schlagzähigkeit und Flexibilität erfordern.Es wird auch für Teile bevorzugt, die duktiler und weniger spröde sein müssen.
- Eigenschaften:PA 11 hat eine bessere Schlagzähigkeit und Flexibilität als PA 12 und eignet sich daher für Teile, die starken mechanischen Belastungen ausgesetzt sind.Es hat auch eine gute chemische Beständigkeit und ist umweltfreundlicher, da es aus erneuerbaren Ressourcen gewonnen wird.
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Andere Materialien:
- Thermoplastische Elastomere (TPE):Diese Materialien werden beim SLS für Anwendungen verwendet, die Flexibilität und Elastizität erfordern.Sie sind ideal für die Herstellung von Teilen wie Dichtungen, Dichtungen und Soft-Touch-Komponenten.
- Verbundwerkstoffe:Bei einigen SLS-Verfahren werden Verbundwerkstoffe verwendet, die Polymere mit Füllstoffen wie Glas- oder Kohlenstofffasern kombinieren, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern.Diese Verbundwerkstoffe werden für Hochleistungsanwendungen verwendet, bei denen zusätzliche Festigkeit und Steifigkeit erforderlich sind.
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Überlegungen zur Materialauswahl:
- Mechanische Eigenschaften:Die Wahl des Materials beim SLS-Verfahren wird in hohem Maße von den geforderten mechanischen Eigenschaften des Endprodukts beeinflusst.Faktoren wie Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Schlagzähigkeit sind entscheidend für die Eignung eines Werkstoffs für eine bestimmte Anwendung.
- Oberflächengüte und Maßgenauigkeit:Die Werkstoffe müssen auch eine gute Oberflächengüte und Maßgenauigkeit aufweisen, um die Qualitätsstandards des Endprodukts zu erfüllen.PA 12 und PA 11 sind für ihre Fähigkeit bekannt, Teile mit ausgezeichneter Oberflächengüte und hoher Präzision herzustellen.
- Umweltverträglichkeit und chemische Beständigkeit:Für Teile, die rauen Umgebungen oder Chemikalien ausgesetzt sind, werden Materialien mit guter Umwelt- und Chemikalienbeständigkeit, wie PA 12 und PA 11, bevorzugt.
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Zukünftige Trends:
- Entwicklung von neuen Materialien:Der Markt für SLS-Materialien entwickelt sich ständig weiter, und die laufende Forschung und Entwicklung zielt auf die Einführung neuer Materialien mit verbesserten Eigenschaften ab.Dazu gehören Hochtemperaturpolymere, biokompatible Materialien und Materialien mit verbesserten Nachhaltigkeitsprofilen.
- Nachhaltigkeit:Es gibt einen zunehmenden Trend zur Verwendung nachhaltigerer Materialien bei SLS, z. B. biobasierte Polymere und recycelbare Materialien.Dies steht im Einklang mit dem allgemeinen Trend der Industrie zu umweltfreundlichen Fertigungsverfahren.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die beiden wichtigsten Werkstoffe, die beim selektiven Lasersintern verwendet werden, Polymere auf Polyamidbasis sind, wobei Polyamid 12 aufgrund seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften und seiner Vielseitigkeit am weitesten verbreitet ist.Polyamid 11 ist zwar weniger verbreitet, aber für bestimmte Anwendungen, die eine höhere Schlagfestigkeit und Flexibilität erfordern, ebenfalls von Bedeutung.Die Wahl des Materials hängt von den gewünschten mechanischen Eigenschaften, der Oberflächenbeschaffenheit und der Umweltbeständigkeit des Endprodukts ab.Mit der Weiterentwicklung der SLS-Technologie ist mit der Entwicklung neuer Materialien zu rechnen, die mehr Leistung und Nachhaltigkeit bieten.
Zusammenfassende Tabelle:
| Werkstoff | Wichtige Eigenschaften | Anwendungen |
|---|---|---|
| Polyamid 12 (PA 12) | Hervorragende mechanische Eigenschaften, Haltbarkeit, chemische Beständigkeit | Funktionsprototypen, Automobil, Luft- und Raumfahrt, medizinische Geräte |
| Polyamid 11 (PA 11) | Hohe Schlagzähigkeit, Flexibilität, umweltfreundlich | Teile, die Dehnbarkeit erfordern, Anwendungen auf Basis erneuerbarer Ressourcen |
| Thermoplastische Elastomere (TPE) | Flexibilität, Elastizität | Dichtungen, Dichtungen, Soft-Touch-Komponenten |
| Verbundwerkstoffe | Erhöhte Festigkeit, Steifigkeit | Leistungsstarke Anwendungen |
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