Bild 1: Beispiel einer Printing-Plattform mit gedrucktem 3D-Metallobjekt. So lassen sich komplexe Geometrien realisieren, von denen Konstrukteure bisher nur träumen konnten (Quelle: Friedrich Lütze GmbH)
Blickt man durch das Sichtfenster ins Innere der leise surrenden Maschine, sieht man kleine Laserblitze auf einem Belag aus feinstem Metallpulver flackern. Exakt an den vom CAD-Plan vorgegebenen Stellen im Pulverbett verschmilzt der Laserstrahl in seinem Spot die Metallpartikel. Dann senkt sich die Arbeitsfläche um den Betrag einer Schichtdicke ab und eine Rakel streift das Pulverbett wieder glatt. Daraufhin wird im geradezu magischen Prozessleuchten eine weitere Schicht vom Laser in das Pulver geschrieben. Der Zyklus wiederholt sich, bis Schicht für Schicht ein komplettes Bauteil entstanden ist (Bild 1). Das kann ein filigranes Federelement aber auch ein massives Teil, wie eine Turbinenschaufel, ein Wärmetauscher oder ein hochfestes Flugzeugbauteil, sein. Nach der Reinigung von überschüssigem Pulver lässt sich das gedruckte Teil nach Bedarf bearbeiten oder sofort verwenden.
Raffinierte Geometrien möglich
Das Besondere an dieser Form des 3D-Metalldrucks, im Fachjargon auch selektives Laserschmelzen genannt: Mit typischen Schichtstärken zwischen 15 µm und 500 µm werden die Bauteile in Serie gefertigt. Verwendung finden sie beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, Automotive, Medizintechnik oder in optischen und optoelektronischen Produkten. Verwandte Verfahren sind das Lasersintern und das Elektronenstrahlschmelzen. Gemeinsam ist allen dreien, dass sich mit ihnen komplexe Geometrien realisieren lassen, von denen Konstrukteure bisher nur träumen konnten: etwa Hinterschneidungen, integrierte Temperierkanäle und Luftinjektoren oder offen-poröse Leichtbaustrukturen.