Das Sintern ist ein wichtiger Prozess in der additiven Fertigung. Dabei wird ein pulverförmiges Material auf eine Temperatur knapp unter seinem Schmelzpunkt erhitzt. Dadurch verbinden sich die Partikel miteinander und bilden eine feste Struktur. Dieser Prozess ist entscheidend für die Verbesserung der mechanischen Festigkeit, der Dichte und der Lichtdurchlässigkeit der hergestellten Teile.
4 Schlüsselphasen des Sinterprozesses in der additiven Fertigung
1. Formung eines Grünlings
In dieser ersten Phase wird eine Mischung aus pulverförmigem Material und einem Bindemittel (wie Wachs oder Polymer) verwendet, um die gewünschte Form zu erzeugen. Das Bindemittel ist entscheidend für den Zusammenhalt des Pulvers und sorgt dafür, dass das Teil bei den nachfolgenden Prozessen seine Form beibehält.
2. Entfernen des Bindemittels
Sobald das Teil geformt ist, wird es einem Erhitzungsprozess unterzogen, bei dem das Bindemittel entfernt wird. Dies geschieht in der Regel durch Erhitzen des Teils auf eine Temperatur, die das Bindemittel verdampft oder verbrennt, aber nicht hoch genug ist, um das Primärmaterial zu schmelzen.
3. Verschmelzen der Partikel
Nachdem das Bindemittel entfernt wurde, wird das Teil auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunkts des Grundmaterials erhitzt. Diese Temperatur wird sorgfältig kontrolliert, um sicherzustellen, dass die Partikel an ihren Oberflächen zu schmelzen beginnen, so dass sie miteinander verschmelzen können. Alternativ kann auch ein zwischengeschalteter Haftvermittler wie Bronze schmelzen, der die Verbindung zwischen den Partikeln erleichtert, ohne den Grundwerkstoff zu verändern.
4. Arten des Sinterns in der additiven Fertigung
Selektives Laser-Sintern (SLS)
Bei diesem Verfahren werden Schichten aus pulverförmigem Material mit einem Laser selektiv verschmolzen, wodurch ein dreidimensionales Objekt entsteht. Der Laser folgt einem Pfad, der durch eine computergestützte Konstruktionsdatei (CAD) vorgegeben ist, und sorgt so für eine präzise und komplexe Teileherstellung.
Elektronenstrahl-Sintern (EBS)
Ähnlich wie beim SLS wird beim EBS anstelle eines Lasers ein Elektronenstrahl zum Sintern des pulverförmigen Materials verwendet. Diese Methode eignet sich besonders gut für Materialien, die mit dem Laser nur schwer zu sintern sind.
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Das Sintern ist ein grundlegender Prozess in der additiven Fertigung, der die Herstellung komplexer, hochfester Teile aus pulverförmigen Materialien ermöglicht. Durch die sorgfältige Steuerung des Erhitzungsprozesses können Hersteller Teile mit spezifischen mechanischen Eigenschaften herstellen, was das Sintern zu einer vielseitigen und wichtigen Technik in diesem Bereich macht.
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