Laser-Additive Fertigung (LAM)

Überblick über Laser-Additive Fertigung (LAM)

Das Laser Additive Manufacturing (LAM) revolutioniert die Welt der Metallverarbeitung. Aber was genau ist LAM? Einfach ausgedrückt, handelt es sich um ein Verfahren, bei dem mit Hilfe von Lasertechnologie Schichten aus Metallpulver aufgebaut werden, um ein festes Objekt zu erzeugen. Stellen Sie sich einen 3D-Drucker vor, allerdings für Metall. Diese Technologie ermöglicht die Herstellung hochkomplexer und präziser Teile, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nur schwer zu erreichen sind.

Einführung in die Laser Additive Fertigung (LAM)

Laser Additive Manufacturing, oft abgekürzt als LAM, ist eine Spitzentechnologie, die die Präzision des Lasers mit der Flexibilität der additiven Fertigung verbindet. Durch den Einsatz eines Hochleistungslasers zum Schmelzen und Verschmelzen von Metallpulvern können mit LAM komplizierte und robuste Teile Schicht für Schicht hergestellt werden. Dieses Verfahren ist nicht nur effizient, sondern eröffnet auch neue Möglichkeiten für Design und Materialoptimierung.

Die wichtigsten Vorteile:

• Präzision: Die hohe Genauigkeit des Lasers ermöglicht sehr detaillierte und komplexe Designs.
• Materialeffizienz: LAM reduziert den Abfall, da es nur die notwendige Menge an Material verwendet.
• Flexibilität: Geeignet für die Herstellung von Teilen aus einer breiten Palette von Metallpulvern.

Arten und Zusammensetzung von Metallpulvern, die in LAM verwendet werden

Die Wahl des Metallpulvers ist bei LAM von entscheidender Bedeutung, da sie sich direkt auf die Qualität und die Eigenschaften des Endprodukts auswirkt. Hier ein Blick auf einige der am häufigsten verwendeten Metallpulver in LAM:

Metall-Pulver	Komposition	Merkmale	ANWENDUNGEN
Rostfreier Stahl 316L	Eisen, Chrom, Nickel, Molybdän	Korrosionsbeständigkeit, hohe Festigkeit	Medizinische Implantate, Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie
Inconel 718	Nickel, Chrom, Eisen, Niobium, Molybdän	Hohe Temperaturbeständigkeit, Festigkeit, Oxidationsbeständigkeit	Strahltriebwerke, Gasturbinen, Weltraumforschung
Titan Ti6Al4V	Titan, Aluminium, Vanadium	Hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, Biokompatibilität	Luft- und Raumfahrt, medizinische Implantate, Automobilindustrie
Aluminium AlSi10Mg	Aluminium, Silizium, Magnesium	Leichtes Gewicht, gute thermische Eigenschaften	Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Unterhaltungselektronik
Kobalt Chrom	Kobalt, Chrom, Molybdän	Abriebfestigkeit, Biokompatibilität	Zahnimplantate, Luft- und Raumfahrt, industrielle Anwendungen
Martensitaushärtender Stahl	Eisen, Nickel, Molybdän, Kobalt	Hohe Festigkeit, Zähigkeit	Werkzeugbau, Luft- und Raumfahrt, Hochleistungsteile
Kupfer CuNi2SiCr	Kupfer, Nickel, Silizium, Chrom	Hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit	Elektrische Komponenten, Wärmetauscher
Nickellegierung 625	Nickel, Chrom, Molybdän, Niob	Korrosionsbeständigkeit, hohe Festigkeit	Marine, chemische Verarbeitung, Luft- und Raumfahrt
Werkzeugstahl H13	Eisen, Chrom, Molybdän, Vanadium	Hohe Zähigkeit, Verschleißfestigkeit	Werkzeuge, Formen, hochbeanspruchte Anwendungen
Bronze	Kupfer, Zinn	Gute Bearbeitbarkeit, Korrosionsbeständigkeit	Kunst, historische Restaurierungen, Lager

Merkmale von Laser-Additive Fertigung (LAM)

Was unterscheidet LAM von anderen Herstellungsverfahren? Hier sind einige wichtige Merkmale:

1. Schicht-für-Schicht-Konstruktion: Bei LAM werden die Teile durch schichtweises Aufschmelzen von Metallpulver hergestellt, wodurch komplexe Geometrien möglich sind, die mit herkömmlichen Verfahren nur schwer oder gar nicht zu erreichen sind.
2. Hohe Präzision: Die feine Steuerung des Schmelzvorgangs durch den Laser führt zu einer extrem hohen Präzision, die ihn ideal für detaillierte und komplizierte Designs macht.
3. Vielseitigkeit der Materialien: LAM kann mit einer breiten Palette von Metallpulvern arbeiten, die jeweils einzigartige Eigenschaften und Vorteile bieten.
4. Weniger Abfall: Im Gegensatz zur subtraktiven Fertigung, bei der überschüssiges Material weggeschnitten wird, wird bei der LAM nur das für das Teil benötigte Material verwendet, so dass weniger Abfall anfällt.
5. Anpassungen: Die digitale Natur von LAM ermöglicht eine einfache Anpassung und ein schnelles Prototyping.

Anwendungen der Additiven Laserfertigung (LAM)

LAM verändert zahlreiche Branchen, indem es neue Wege zur Herstellung von Teilen und Produkten eröffnet. Hier sind einige der wichtigsten Anwendungen:

Industrie	ANWENDUNGEN
Luft- und Raumfahrt	Leichte Strukturbauteile, Motorenteile, Wärmetauscher
Medizinisch	Maßgeschneiderte Implantate, chirurgische Instrumente, Prothetik
Automotive	Leichte Komponenten, komplexe Motorenteile, kundenspezifisches Zubehör
Werkzeuge	Formen, Gesenke, Schneidwerkzeuge
Energie	Turbinenschaufeln, Wärmetauscher, komplexe Rohrleitungssysteme
Schmuck	Individuelle Designs, komplizierte Muster, leichte Stücke
Elektronik	Kühlkörper, Gehäuse, Anschlüsse
Konsumgüter	Kundenspezifische Designs, komplexe Geometrien, leichte Komponenten
Marine	Korrosionsbeständige Komponenten, komplexe Formen für die Fluiddynamik
Verteidigung	Leichte und robuste Teile, Rapid Prototyping für neue Designs

Spezifikationen, Größen, Güteklassen und Normen

Bei LAM ist die Einhaltung von Spezifikationen, Größen, Güteklassen und Normen von entscheidender Bedeutung, um die Qualität und Zuverlässigkeit der hergestellten Teile zu gewährleisten.

Spezifikation	Details
Größenbereiche	In der Regel können mit LAM Teile von einigen Millimetern bis zu mehreren Metern hergestellt werden.
Klassen	Metallpulver gibt es in verschiedenen Qualitäten, die jeweils für bestimmte Anwendungen geeignet sind.
Normen	ISO/ASTM 52900, ISO 9001 für Qualitätsmanagement, AS9100 für Luft- und Raumfahrt, ISO 13485 für medizinische Geräte

Lieferanten und Preisangaben

Die Wahl des richtigen Anbieters ist für einen erfolgreichen LAM-Betrieb unerlässlich. Hier sind einige bekannte Lieferanten und ihre Preisangaben:

Anbieter	Angebotene Materialien	Preisspanne (pro kg)	Anmerkungen
Höganäs	Rostfreier Stahl, Werkzeugstahl, Bronze	$50 – $150	Bekannt für hochwertige Metallpulver
Tischlertechnik	Titan, Nickellegierungen, rostfreier Stahl	$100 – $300	Umfangreiches Angebot an Metallpulvern
Sandvik	Rostfreier Stahl, Titan, Nickellegierungen	$80 – $250	Innovative Materiallösungen
GKN-Zusatzstoff	Aluminium, rostfreier Stahl, Nickellegierungen	$70 – $200	Große Auswahl an Materialien
LPW Technologie	Rostfreier Stahl, Titan, Nickellegierungen	$90 – $220	Hochwertige, konsistente Pulver
Arcam AB	Titan, Kobalt-Chrom, Werkzeugstahl	$120 – $350	Spezialisierung auf hochwertige Materialien
EOS GmbH	Rostfreier Stahl, Aluminium, Titan	$100 – $280	Branchenführer bei LAM-Materialien
Renishaw	Titan, Aluminium, rostfreier Stahl	$110 – $290	Fokus auf Innovation und Qualität
Oerlikon AM	Nickellegierungen, Kobalt-Chrom, Titan	$130 – $320	Umfassendes Materialportfolio
Metco	Nickellegierungen, rostfreier Stahl, Werkzeugstahl	$75 – $250	Fortschrittliche Oberflächenlösungen

Pro und Kontra: Eine vergleichende Analyse

Jede Technologie hat ihre Stärken und Schwächen. Hier finden Sie eine detaillierte Gegenüberstellung der Vor- und Nachteile von LAM:

Vorteile	Nachteile
Präzision und Genauigkeit: Hoher Detaillierungsgrad	Kosten: Erstausstattung und Materialien können teuer sein
Komplexe Geometrien: Fähigkeit zur Erstellung komplizierter Designs	Geschwindigkeit: Kann im Vergleich zu traditionellen Methoden langsamer sein
Materialeffizienz: Weniger Abfall	Oberfläche: Kann Nachbearbeitung erfordern
Personalisierung: Einfaches Anpassen und Prototyping	Größenbeschränkungen: Begrenzt durch die Größe der Baukammer
Materialvielfalt: Große Auswahl an Metallpulvern	Energieverbrauch: Hoher Leistungsbedarf
Reduzierte Vorlaufzeiten: Schnellerer Durchlauf vom Entwurf zum Produkt	Materielle Beschränkungen: Einige Materialien sind schwer zu verarbeiten

FAQ

Frage	Antwort
Was ist Laser-Additive Fertigung (LAM)?	LAM ist ein Verfahren, bei dem Metallpulver mit Hilfe von Lasern verschmolzen wird, um feste Objekte Schicht für Schicht zu erzeugen.
Was sind die Vorteile von LAM?	Hohe Präzision, Materialeffizienz, Fähigkeit zur Erstellung komplexer Geometrien und individuelle Anpassung.
Welche Branchen profitieren am meisten von LAM?	Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik, Automobilindustrie, Werkzeugbau, Energie, Schmuck, Elektronik, Konsumgüter, Schifffahrt und Verteidigung.
Welche Metalle können in LAM verwendet werden?	Rostfreier Stahl, Inconel, Titan, Aluminium, Kobalt-Chrom, Maraging-Stahl, Kupfer, Nickellegierungen, Werkzeugstahl, Bronze.
Wie schneidet LAM im Vergleich zur traditionellen Fertigung ab?	LAM bietet eine höhere Präzision und Flexibilität, kann aber kostspieliger und langsamer sein.
Gibt es irgendwelche Einschränkungen bei LAM?	Ja, einschließlich hoher Kosten, Energieverbrauch und möglicher Größenbeschränkungen der Baukammern.
Wie wähle ich das richtige Metallpulver für LAM aus?	Berücksichtigen Sie die Anforderungen der Anwendung, wie Festigkeit, Temperaturbeständigkeit und Biokompatibilität.
Welche Normen gelten für LAM?	ISO/ASTM 52900, ISO 9001, AS9100, ISO 13485 und andere.
Wer sind die führenden Anbieter von Metallpulvern für LAM?	Höganäs, Carpenter Technology, Sandvik, GKN Additive, LPW Technology, Arcam AB, EOS GmbH, Renishaw, Oerlikon AM, Metco.
Wie hoch ist die Preisspanne für Metallpulver in LAM?	Die Preise reichen von $50 bis $350 pro Kilogramm, je nach Material.

Das Laser Additive Manufacturing (LAM) ebnet den Weg für die Zukunft der Metallverarbeitung und bietet unvergleichliche Präzision, Effizienz und Vielseitigkeit. Ganz gleich, ob Sie Komponenten für die Luft- und Raumfahrt, medizinische Implantate oder filigranen Schmuck herstellen möchten - LAM bietet eine robuste Lösung, die den Anforderungen der modernen Fertigung gerecht wird. Wenn Sie die Arten von Metallpulvern, ihre Eigenschaften und die wichtigsten Merkmale von LAM kennen, können Sie das volle Potenzial dieser bahnbrechenden Technologie ausschöpfen.

mehr über 3D-Druckverfahren erfahren