Vorteile und Nachteile des Laser-Sinterns: Ein praktischer Leitfaden (2025)

Lasersintern ist eine Methode zur Herstellung von Dingen. Es verwendet eine Laser zu schmelzen Pulver in feste Teile. In diesem Leitfaden erfahren Sie alles darüber.

Was ist Laser-Sintern?

Beim Lasersintern wird ein Laserstrahl trifft auf winzige Pulverstückchen. Das Pulver wird heiß und klebt zusammen. Dann kühlt es ab und wird hart. Dieser Vorgang wird immer wieder wiederholt, um ein ganzes Teil herzustellen. Das Lasersintern wird auch als Selektives Laser-Sintern oder SLS. Es ist eine Art von additive Fertigung. Das bedeutet, dass es die Dinge Schicht für Schicht aufbaut.

Vorteile des Laser-Sinterns

1. Sie können komplizierte Formen herstellen

Die größter Pluspunkt des Lasersinterns ist, dass man sehr harte Formen herstellen kann. Man kann sie herstellen:

• Teile mit Löchern im Inneren
• Teile mit Kurven und Biegungen
• Teile, die in andere Teile passen

Beim Lasersintern brauchen Sie keine Unterstützungsstrukturen. Das Pulver, das nicht geschmolzen wird, hilft, das Teil während der Herstellung zu halten. Dies unterscheidet sich von anderen 3D-Druckverfahren, die Stützen benötigen. Wenn CNC-Bearbeitung Teile herstellt, muss das Werkzeug in der Lage sein, alle Stellen zu erreichen. Aber beim Lasersintern kann der Laser Teile herstellen, die mit Schneidwerkzeugen zu schwer herzustellen wären.

2. Weniger Abfall von Materialien

Lasersintern ist gut, wenn man nicht viel Abfall produzieren will. Das Pulver, das der Laser nicht schmilzt, kann wiederverwendet werden. Das bedeutet:

• 70-90% unbenutztes Pulver kann wieder verwendet werden
• Weniger Material wird weggeworfen
• Das ist besser für die Erde

Dies macht das Lasersintern zu einem umweltfreundlich als andere Verfahren zur Herstellung von Teilen.

3. Viele Teile auf einmal herstellen

Mit dem Lasersintern können Sie viele Teile gleichzeitig herstellen. Dies wird als Serienfertigung. Sie können viele Teile in einen Bau einbauen. Das hilft:

• Teile schneller herstellen
• Geld sparen
• Mehr Teile in kürzerer Zeit erhalten

Die NASA und Automobilhersteller wie BMW verwenden das Lasersintern, um viele Teile auf einmal herzustellen.

4. Starke und hitzebeständige Teile

Mit Lasersintern hergestellte Teile sind sehr stabil. Sie können standhalten:

• Hohe Hitze
• Starke Kräfte
• Grober Gebrauch

Diese Teile funktionieren gut in Autos, Flugzeugen und medizinischen Geräten. Sie können als echte Teile verwendet werden, nicht nur als Modelle.

Nachteile des Laser-Sinterns

1. Raue Oberflächen erfordern zusätzliche Arbeit

Eine große Problem beim Lasersintern ist, dass die Teile raue Oberflächen haben. Die Teile fühlen sich düster wie Schleifpapier. Das bedeutet:

• Möglicherweise müssen Sie die Teile abschleifen
• Teile benötigen möglicherweise Brüdenglättung
• Zusätzliche Arbeit bedeutet mehr Zeit und Kosten

Wenn Sie sehr glatte Teile benötigen, müssen Sie nach dem Druck möglicherweise viel zusätzliche Arbeit leisten.

2. Nicht viele Materialauswahlen

Beim Lasersintern werden hauptsächlich verwendet Kunststoff-Pulver mögen:

• Nylon (PA 11/12)
• TPU (gummiartiger Kunststoff)
• Einige Kunststoffmischungen

Wenn Sie Folgendes machen wollen Metallteile mit dem Lasersintern benötigen Sie eine spezielle Art, die DMLS (Direktes Metall-Laser-Sintern). Aber das kostet viel mehr Geld. Im Vergleich zu CNC-Fräsendie mit vielen Materialien arbeiten kann, ist das Lasersintern stärker eingeschränkt.

3. Teile können winzige Löcher haben und in einer Richtung schwach sein

Mit Lasersintern hergestellte Teile können winzige Löcher haben, die man nicht sehen kann. Dies wird als Porosität. Studien zeigen, dass Teile eine Porosität von 0,7% bis 16% aufweisen können. Außerdem können die Teile in der Richtung von oben nach unten (Z-Achse) schwächer sein. Dies ist darauf zurückzuführen:

• Schichten kleben möglicherweise nicht so gut zusammen
• Zwischen den Schichten können sich winzige Risse bilden
• Teile können leichter brechen, wenn sie nach oben oder unten gezogen werden

4. Maschinen und Materialien kosten viel

Das Lasersintern ist zu Beginn nicht billig. Die Maschinen kosten zwischen $100.000 und $500.000! Auch die Pulvermaterialien kosten mehr als normaler Kunststoff:

• Nylonpulver kostet $80-$150 pro kg
• Das ist viel mehr als Plastik für andere Methoden

Wenn Sie nur ein paar Teile benötigen, ist es vielleicht besser, einen Dienst zu beauftragen, der bereits über diese Maschinen verfügt, wie Dienstleistungen der Präzisionsbearbeitung.

5. Probleme bei der Herstellung von Gussformen

Wenn Sie das Lasersintern zur Herstellung von Formen für den Metallguss verwenden wollen, kann es zu Problemen kommen:

• Die Gussformen haben möglicherweise nicht die richtige Größe
• Die Oberfläche könnte zu rau sein
• Die Metallteile könnten nicht richtig herauskommen

Wo Laser-Sintern am besten funktioniert

Das Lasersintern eignet sich für einige Aufgaben, für andere nicht. Hier ist es, wo es am besten funktioniert:

Luft- und Raumfahrtteile

Die NASA und Boeing verwenden das Lasersintern zur Herstellung:

• Leichte Halterungen
• Teile für Luftkanäle
• Test-Modelle

Medizinische Werkzeuge und Teile

Ärzte und Krankenhäuser nutzen das Lasersintern für:

• Passgenaue Teile für Karosserien
• Chirurgische Instrumente
• FDA-zugelassene medizinische Geräte

Autoteile

Automobilhersteller wie BMW verwenden das Lasersintern für:

• Prototypen von neuen Teilen
• Werkzeuge zum Halten von Teilen während der Arbeit
• Kundenspezifische Autoteile

Ist Laser-Sintern das Richtige für Ihr Projekt?

Anhand dieser Liste können Sie entscheiden, ob das Lasersintern für Ihre Aufgabe geeignet ist:

✅ Verwenden Sie das Lasersintern, wenn:

• Ihr Teil hat eine sehr komplexe Form
• Sie benötigen eine kleine Anzahl von Teilen (10-1.000)
• Das Teil muss stabil sein und gut funktionieren
• Sie brauchen keine superglatte Oberfläche
• Sie können Nylon oder ähnliche Materialien verwenden.

❌ Verwenden Sie das Lasersintern nicht, wenn:

• Sie haben nicht viel Geld zum Ausgeben
• Sie benötigen Teile mit sehr glatten Oberflächen
• Sie brauchen Tausende von demselben Teil
• Sie brauchen Metallteile für ein kleines Budget
• Ihre Teile sind sehr einfache Formen

Für einfache Metallteile, CNC-Drehen könnte besser sein und weniger kosten.

Lasersintern vs. andere 3D-Druckarten

Hier erfahren Sie, wie das Lasersintern im Vergleich zu anderen Verfahren des 3D-Drucks abschneidet:

Fragen zum Laser-Sintern

Wichtige Fakten zum Lasersintern

Hier sind einige wichtige Zahlen zum Lasersintern:

• Gestaltungsfreiheit90%+ mehr Gestaltungsmöglichkeiten als bei herkömmlicher Fertigung[^1]
• Materielle Verwendung70-90% unbenutztes Pulver kann recycelt werden
• Porosität: Teile können 0,7-16% kleine Löcher im Inneren haben[^2]
• Oberflächenrauhigkeit: Ra-Werte zwischen 10-25 μm ohne Nachbearbeitung[^5]
• Kosten: Maschinen kosten $100K-$500K; Pulver kostet $80-$150 pro kg[^3]
• Gewichtseinsparung: Bis zu 40% leichtere Teile als bei herkömmlichen Methoden[^4]
• Zeitersparnis: Bis zu 70% schnellere Produktion für komplexe Teile[^4]

Echte Beispiele für den Erfolg des Laser-Sinterns

Beispiel 1: Raumfahrzeugteile der NASA

Die NASA verwendete das Lasersintern zur Herstellung von Halterungen für Satelliten. Das waren die Teile:

• 40% leichter als die alten Metallteile
• 70% schneller hergestellt als mit herkömmlichen Methoden
• Genauso stark wie die Metallteile, die sie ersetzt haben

Beispiel 2: Individuelle medizinische Implantate

Mit Hilfe des Lasersinterns konnten die Ärzte Implantate herstellen, die perfekt passen. Diese Teile hatten:

• 99% Genauigkeit am Körper des Patienten
• FDA-Zulassung für die Verwendung in der Chirurgie
• Bessere Heilungszeiten für Patienten

Beispiel 3: Autoteile von BMW

BMW setzte das Lasersintern ein, um Prototypen von Armaturenbrettteilen herzustellen. Das hat gespart:

• 50% Kosten im Vergleich zur Herstellung von Spritzgusswerkzeugen
• Wochenlange Wartezeit
• Ermöglicht schnelle Änderungen des Designs

Abschließende Überlegungen

Das Lasersintern ist ein leistungsfähiges Verfahren zur Herstellung komplexer Teile. Es ermöglicht die Herstellung von Formen, die mit anderen Methoden nur schwer oder gar nicht möglich wären. Es hat jedoch seine Grenzen: raue Oberflächen, geringe Auswahl an Materialien und hohe Kosten. Für viele Aufgaben, schnelle CNC-Bearbeitung könnte besser funktionieren. Die beste Wahl hängt davon ab, was Sie brauchen. Wenn Sie komplexe Kunststoffteile in kleinen Stückzahlen benötigen, könnte das Lasersintern die perfekte Wahl sein. Für einfache Teile in großen Stückzahlen sind andere Verfahren besser geeignet. Da die Technologie immer besser wird und die Kosten sinken, wird das Lasersintern wahrscheinlich immer häufiger für die Herstellung aller Arten von Teilen eingesetzt werden.

[^1]: Daten von Protolabs.com zeigen die Designflexibilität des 90%+ für Gitterstrukturen mit Lasersintern. [^2]: Wissenschaftliche Studien zeigen, dass die Porosität in lasergesinterten Teilen laut NCBI-Forschung von 0,7% bis 16% reicht. [^3]: Kostenangaben von ScienceDirect zeigen, dass SLS-Maschinen zwischen $100K und $500K liegen, mit Materialkosten von $80-$150/kg. [^4]: Fallstudien aus der Luft- und Raumfahrt zeigen, dass lasergesinterte Teile 40% leichter sein können, bei 70% kürzeren Produktionszeiten. [^5]: Messungen der Oberflächenrauhigkeit zeigen Ra-Werte zwischen 10-25 μm für unbehandelte lasergesinterte Teile.