Experten-Design-Tipps zur Optimierung von Direct Metal Laser Sintering (DMLS) 3D-Druck

Direct Metal Laser Sintering (DMLS) ist eine Metall-3D-Drucktechnologie, die Teile aus Metallpulver erstellt. Diese Technologie kann hochdetaillierte, komplexe Teile mit exzellenter Präzision produzieren. Der Erfolg Ihres DMLS-3D-Druckprojekts hängt jedoch weitgehend von der Qualität des 3D-CAD-Modelldesigns ab.

In diesem Leitfaden lernen Sie die wichtigsten Design-Tipps, um Ihr Design für Direct Metal Laser Sintering zu optimieren.

Größenbeschränkungen

Größenbeschränkungen sind bei DMLS entscheidend, da sie die Größen festlegen, jenseits oder unterhalb derer Probleme während des Drucks auftreten. Einige Größenbeschränkungen des DMLS-Prozesses:

• Maximaler Bauraum: 250 x 250 x 325 mm
• Minimale Merkmalsgröße: 1,5 mm für strukturelle Merkmale und 0,75 mm für kosmetische Merkmale
• Schichthöhe: Kann je nach Material zwischen 0,02–0,08 mm variieren

Toleranzen

DMLS-3D-Druck kann Teile mit Toleranzen von ±0,2 % (0,1–0,2 mm) produzieren. Enge Toleranzen sind teurer, daher nur auf Merkmale anwenden, die sie benötigen – wie Passflächen und Teile, die mit anderen Produkten zusammenpassen. Beachten Sie, dass geometrische Überlegungen wie innere Spannungen beim Drucken, Stützstrukturen etc. Abweichungen in Toleranzen und Ebenheit verursachen können. Wenn strikte Ebenheit eine kritische Anforderung für Ihr Teil ist, ist DMLS möglicherweise nicht die beste Option.

Stützstrukturen

DMLS ist ein schichtweiser 3D-Druckprozess. Eine gedruckte Schicht stützt sich auf die zuvor gedruckten Schichten. Bei bestimmten Geometrien wie Überhängen, Bögen und geneigten Flächen über 30° gibt es keine stützenden Schichten, daher müssen Stützstrukturen, die nicht Teil des Endprodukts sind, im Design enthalten sein. Diese bieten Unterstützung während des Drucks, werden aber später in der Nachbearbeitung entfernt.

Stützstrukturen sind auch erforderlich, um Verzug zu minimieren oder zu verhindern, das Teil auf der Bauplattform zu verankern und zu verhindern, dass Teile unter der Kraft der DMLS-Maschinenwalze verschieben. Stützstrukturen erhöhen zwar die Produktionskosten, da sie Material verbrauchen und Bauzeit verlängern, nur um später entfernt zu werden.

Möglichkeiten, ein Teil selbsttragender zu gestalten und den Bedarf an Stützstrukturen zu reduzieren: Winkel ≤ 30° designen und Fasen/Radien an Ecken nutzen.

Abstand zwischen Merkmalen

Wegen der Wärmeableitung des Lasers in das umgebende Pulver während DMLS erzeugt der Laser einen Schmelzpool, der etwas größer ist als sein Durchmesser. Dadurch können sich Merkmale, die zu nah beieinander liegen, verbinden. Eine weitere mögliche Folge ist die Entstehung eines Bereichs ungesinterten Pulvers zwischen gesinterten Zonen. Um dies zu vermeiden, lassen Sie mindestens 0,5 mm Abstand zwischen Merkmalen.

Hohle Teile & Entweichlöcher

Um Materialverbrauch und Gewicht des Fertigteils zu reduzieren, können Teile hohl designed werden. In den meisten Fällen beeinträchtigt dies die finale Anwendung nicht. Für hohle Teile fügen Sie Entweichlöcher in Ihr Design ein, um residuales ungesintertes Pulver aus dem Hohlraum zu entfernen.

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