6. Ist das SLS-Verfahren für meinen konkreten Anwendungsfall überhaupt geeignet?

Das selektive Lasersintern (SLS) ist zunächst ein additives Fertigungsverfahren, das sich vor allem für funktionsfähige Prototypen, Kleinserien und Rapid-Tooling-Anwendungen eignet. Ob es für Ihren konkreten Anwendungsfall passt, hängt im Kern von drei Dimensionen ab: geforderte Stückzahl beziehungsweise Lebensdauer, mechanische und thermische Beanspruchung sowie toleranz- und oberflächenrelevante Anforderungen. Erst wenn diese Eckpunkte klar sind, lässt sich SLS seriös gegen konventionelle Verfahren wie Spritzguss aus einem Serienwerkzeug oder spanende Fertigung bewerten.

Bei Bauteilen mit moderaten mechanischen Anforderungen, etwa Gehäusedeckeln, Luftführungen oder Halterungen im Maschinenbau, kann SLS eine sehr gute Option sein. Die typischen SLS-Kunststoffe (wie PA-basierte Pulver, teilweise mit Glasfaser) bieten ausreichende Festigkeiten für viele Funktionsprototypen und auch für bestimmte Endanwendungen. Wenn jedoch hochdynamische Belastungen, hohe Biegesteifigkeit oder langfristige Kriechfestigkeit gefordert sind, sollte geprüft werden, ob ein spritzgegossenes Teil aus dem späteren Serienmaterial die sichere Variante ist.

Im Kontext Werkzeug- und Formenbau für den Kunststoffspritzguss wird das SLS-Verfahren in zwei Rollen eingesetzt: als Fertigungstechnologie für Funktionsprototypen und Kleinserienbauteile sowie als Rapid-Tooling-Ansatz für Formeinsätze. SLS-Formeinsätze ermöglichen zum Beispiel konturnahe Kühlung, die im konventionellen Fräsprozess schwer oder gar nicht realisierbar ist. Wenn Sie etwa ein Vorserienwerkzeug für 1.000 bis 5.000 Schuss benötigen, kann ein SLS-basierter Einsatz eine interessante Option sein – vorausgesetzt, die Werkzeugtemperaturen, der Einspritzdruck und das zu verarbeitende Polymer liegen in einem Bereich, den das Material des SLS-Einsatzes dauerhaft verträgt.

Kriterien zur Beurteilung der Eignung

Für die Entscheidung, ob das SLS-Verfahren zu Ihrem Anwendungsfall passt, haben sich in der Praxis einige zentrale Kriterien bewährt:

• geforderte Stückzahl / geplante Lebensdauer (Prototyp, Kleinserie, Serie)
• thermische und mechanische Belastung (Dauergebrauchstemperatur, Stöße, Biegung, Medienkontakt)
• Anforderungen an Maßhaltigkeit, Toleranzen und Oberflächenqualität
• regulatorische Vorgaben (zum Beispiel Medizintechnik, Lebensmittelkontakt) und Materialfreigaben

Ein Praxisbeispiel aus der Automobilindustrie: Ein Zulieferer entwickelt einen Schnapphaken für ein Interieur-Bauteil, der später in einem Mehrkavitätenwerkzeug in Millionenstückzahl produziert werden soll. In der frühen Phase werden SLS-Bauteile aus PA12 eingesetzt, um Montagefähigkeit und Einrastverhalten im Fahrzeug zu testen. Für diese 50 bis 200 Musterteile ist das SLS-Verfahren ideal, da innerhalb weniger Tage funktionsfähige Teile vorliegen und konstruktive Änderungen schnell einfließen können. Für die Freigabe der Dauerfestigkeit erfolgt anschließend ein Wechsel auf spritzgegossene Teile aus dem Serienmaterial mit realer Werkzeugkühlung, da nur so das tatsächliche Langzeitverhalten bewertet werden kann.

Für SLS-Formeinsätze im Spritzgießwerkzeug zeigt sich ein ähnliches Bild. In der Medizintechnik werden beispielsweise Formeinsätze mit konturnaher Kühlung mittels SLS gefertigt, um komplexe Kavitäten mit stark variierenden Wandstärken prozesssicher beherrschen zu können. Hier erreichen die Einsätze je nach Polymertyp und Prozessführung mehrere tausend bis einige zehntausend Schüsse. Wenn allerdings glasfaserverstärkte Hochtemperaturkunststoffe verarbeitet werden sollen, sinkt die erreichbare Werkzeugstandzeit deutlich, und ein gehärteter Stahl (etwa 1.2343 oder 1.2738) ist auf Dauer die robustere Lösung.

Eine Grenze des SLS-Verfahrens ist die Oberflächenqualität. SLS-Teile haben eine charakteristische, leicht raue Oberfläche und eine gewisse Porosität. Für sichtbare Class-A-Oberflächen oder hochglanzpolierte optische Flächen ist SLS daher nur eingeschränkt geeignet; umfangreiche Nacharbeit (Schleifen, Polieren, Beschichten) wäre erforderlich und macht den Prozess meist unwirtschaftlich. Wenn Ihre Anwendung hohe Anforderungen an Glanzgrad, Haptik oder Dichtigkeit stellt, sollten Sie sehr genau prüfen, ob SLS-Bauteile das leisten können oder ob eine Kombination aus additiv erzeugten Urmodellen und konventionell abgeformten Serienwerkzeugen sinnvoller ist (beispielsweise über SLS-Urmodelle für Silikonformen oder Prototypenwerkzeuge).

Wirtschaftlich betrachtet spielt das SLS-Verfahren seine Stärken aus, wenn die Werkzeugkosten eines konventionellen Spritzgießwerkzeugs zu hoch wären – etwa bei Stückzahlen im Bereich weniger Dutzend bis einiger Hundert Teile oder bei sehr kurzen Entwicklungszyklen. In diesem Bereich sind die Stückkosten aus dem SLS trotz höherer Einzelteilkosten oft attraktiver, weil keine oder nur geringe Werkzeugkosten anfallen. Ab einer bestimmten Stückzahl kippt das Bild jedoch, und ein klassisches Serienwerkzeug mit optimiertem Formaufbau und verkürzter Zykluszeit ist klar im Vorteil.

Wenn Ihr Anwendungsfall also einen schnellen Funktionsnachweis, flexible Geometrieanpassungen oder eine instrumentierte Vorserie erfordert, dann ist das SLS-Verfahren meist eine sehr geeignete Option. Wenn hingegen hohe und reproduzierbare Stückzahlen, anspruchsvolle Oberflächen oder extreme Medien- und Temperaturbelastungen im Vordergrund stehen, sollten Sie SLS eher als Ergänzung betrachten: zur Absicherung der Konstruktion, für Prototypen und als Rapid-Tooling-Baustein – nicht als Ersatz für ein ausgereiftes Serienwerkzeug.

7. Welcher SLS-Werkstoff (PA12, PA3200GF, Alumide, TPU, PEEK usw.) passt am besten zu meinen Anforderungen an Temperatur-, Chemikalien- und Verschleißbeständigkeit?

Die Auswahl des geeigneten SLS-Werkstoffs hängt wesentlich davon ab, welche Belastungsart dominiert: Temperatur, Chemie oder Verschleiß – und in welcher Kombination. In vielen Projekten wird zunächst mit einem universellen Material gearbeitet und erst später auf Spezialwerkstoffe gewechselt, was Zeit und Kosten verursacht. Sinnvoller ist es, bereits zu Beginn zu definieren, ob Sie primär funktionsfähige Prototypen, hoch belastete Serienkomponenten oder Rapid-Tooling-Einsätze entwickeln und daraus eine gezielte Werkstoffauswahl abzuleiten.

Das „Arbeitstier“ im SLS ist nach wie vor PA12. Es bietet ein ausgewogenes Verhältnis von Zähigkeit, Festigkeit und Prozessstabilität, mit Dauergebrauchstemperaturen typischerweise im Bereich um 80 bis 100 Grad Celsius. Chemikalienbeständigkeit besteht gegenüber vielen Ölen, Fetten und Treibstoffen, bei aggressiven Medien (Bremsflüssigkeit, konzentrierte Reinigungsmittel, bestimmte Lösemittel) stößt PA12 jedoch an Grenzen. Für moderate Gleitbeanspruchung und Schnappverbindungen ist PA12 ausreichend verschleißfest, für hochdynamische oder abrasive Anwendungen sollten Sie zu verstärkten Systemen greifen.

PA3200GF (glasfaserverstärktes Polyamid) wird eingesetzt, wenn höhere Steifigkeit, Maßstabilität und verbesserte Verschleißbeständigkeit gefordert sind. Die Glasfasern erhöhen den E-Modul deutlich und verbessern das Verhalten bei Gleitlager- und Führungselementen, beispielsweise bei Schieberführungen von Prototypenwerkzeugen oder in Montagevorrichtungen. Gleichzeitig wird das Material spröder und empfindlicher gegenüber Kerben. Temperaturbeständigkeit und Chemikalienresistenz liegen ähnlich wie bei PA12, die Wärmeabfuhr im Bauteil ist jedoch durch die Füllstoffe etwas günstiger. Für Bauteile, die über längere Zeit mit abrasiven Medien oder harten Gegenlaufpartnern arbeiten, ist PA3200GF meist die robustere Wahl als reines PA12.

Alumide ist ein mit Aluminium-Partikeln gefülltes Polyamid und wird vor allem dann interessant, wenn gute Maßhaltigkeit, eine höhere Wärmeleitfähigkeit und eine metallic-ähnliche Optik gefragt sind. Die Temperaturbeständigkeit liegt im Bereich der PA12-Basis, die Wärmeleitfähigkeit ist aber erhöht, was beispielsweise bei Vorrichtungen oder leichten Rapid-Tooling-Einsätzen vorteilhaft sein kann. Die Chemikalienbeständigkeit orientiert sich im Wesentlichen am Polyamid, die Aluminiumfüllung ändert daran wenig. In Bezug auf Verschleiß zeigt Alumide ein gemischtes Bild: die Oberfläche ist härter, das Material insgesamt aber eher spröde. Für hochfrequente Stoß- oder Biegewechsel ist Alumide deshalb nur bedingt geeignet, für dimensionsstabile Aufnahmen und Lehren hingegen gut.

Elastomere SLS-Materialien wie TPU adressieren einen anderen Anwendungsbereich. Sie sind die Option der Wahl, wenn flexible, schlagzähe Bauteile, Dichtungen oder Dämpfungselemente benötigt werden. TPU bietet gute Abriebfestigkeit bei weichen Gegenlaufpartnern und eine ordentliche Beständigkeit gegen viele Öle und Fette, ist aber in der Dauergebrauchstemperatur begrenzt. Für starre Führungselemente oder hochbelastete Lagerstellen ist TPU nicht gedacht; es spielt seine Stärken bei dynamischen Biege- und Zugbelastungen aus, etwa für Faltenbälge, flexible Kupplungen oder Schutzmanschetten rund um spritzgegossene Komponenten.

Im Hochleistungsbereich liegt PEEK (und vergleichbare Hochleistungspolymere) deutlich vor den klassischen Polyamid-Systemen. SLS-PEEK erreicht Dauergebrauchstemperaturen von deutlich über 200 Grad Celsius, zeigt exzellente Chemikalienbeständigkeit auch gegenüber aggressiven Medien und eine sehr hohe Verschleißfestigkeit, insbesondere in Kombination mit geeigneten Gegenlaufpartnern. Der Preis ist allerdings deutlich höher, und die Verarbeitung im SLS erfordert hohe Bauraumtemperaturen und prozesssichere Anlagen. PEEK eignet sich daher vor allem für Bauteile in extremen Umgebungen – etwa im Bereich Heißkanaltechnik, in der Medizintechnik oder in chemisch aggressiven Produktionsumgebungen – und weniger für einfache Vorrichtungen, bei denen PA12 oder PA3200GF ausreichend wären.

Materialvergleich nach Belastungsart

Um zu einer belastbaren Entscheidung zu kommen, empfiehlt es sich, die dominierenden Anforderungen systematisch zu ordnen und anschließend zu gewichten:

• Wenn Temperaturanforderungen über 120 Grad Celsius im Dauerbetrieb auftreten, kommen im SLS praktisch nur Hochleistungswerkstoffe wie PEEK in Frage.
• Wenn aggressive Medien (Reinigungschemikalien, Kühl-/Schmierstoffe, Prozesschemikalien) im Vordergrund stehen, sollten Sie die Chemikalienbeständigkeits-Tabellen der jeweiligen PA- und PEEK-Typen vergleichen und konservativ auslegen.
• Wenn primär Verschleiß und Abrieb eine Rolle spielen (Führungen, Aufnahmen, Gleitflächen), sind glasfaser- oder anderweitig gefüllte Polyamide wie PA3200GF oder auf Verschleiß optimierte Spezialtypen sinnvoll, während Alumide eher für steife, aber weniger schlagzähe Bauteile taugt.
• Wenn alle drei Faktoren gleichzeitig kritisch sind, verschiebt sich die Auswahl fast zwangsläufig in Richtung Hochleistungspolymere und ggf. ergänzende Oberflächenbehandlungen oder Beschichtungen, vergleichbar mit Strategien im Spritzgießwerkzeug Standzeit.

Ein Praxisbeispiel aus der Verpackungsmaschinenindustrie zeigt die Unterschiede deutlich: Für eine Formatwechsel-Einheit, die in einer Hochleistungsmaschine Folien und Behälter führt, wurden zunächst Führungseinsätze aus PA12-SLS getestet. Diese zeigten nach einigen hundert Betriebsstunden sichtbaren Abrieb durch Folienpartikel und Reinigungszyklen mit alkalischen Medien. Im nächsten Schritt wurden die Bauteile aus PA3200GF gefertigt, wodurch sich die Verschleißbeständigkeit deutlich verbesserte, die Kanten jedoch schlagempfindlicher wurden. Erst die Umstellung auf PEEK-SLS-Einsätze in den am stärksten belasteten Positionen brachte die gewünschte Standzeit über mehrere tausend Betriebsstunden, während weniger kritische Komponenten weiterhin wirtschaftlich aus PA12 gefertigt werden konnten.

Wenn Sie Ihre Anforderungen klar priorisieren, ergibt sich typischerweise ein gestuftes Bild: PA12 für allgemeine Funktionsprototypen und mäßig belastete Vorrichtungen, PA3200GF oder ähnliche Faserverbundsysteme für steife, verschleißbeanspruchte Komponenten, Alumide für maßstabile, thermisch etwas höher belastete, aber mechanisch weniger stoßbeanspruchte Bauteile, TPU für flexible Elemente und PEEK für extreme Temperatur-, Chemie- und Verschleißanforderungen. Die endgültige Entscheidung sollte immer auf konkreten Einsatzdaten, Werkstoffdatenblättern und – wo sich die Grenze abzeichnet – gezielten Versuchen mit repräsentativen Belastungsprofilen basieren.

8. Wie belastbar und langlebig sind SLS-Teile im Vergleich zu spritzgegossenen Teilen im echten Betrieb?

Im direkten Vergleich zu spritzgegossenen Teilen liegen SLS-Teile bei der Belastbarkeit und Lebensdauer meist etwas darunter, insbesondere bei dynamischen und langfristigen Beanspruchungen. Der Hauptgrund ist die werkstoff- und prozessbedingte Porosität und Anisotropie der additiv gefertigten Struktur. Während Spritzgussteile bei korrekt ausgelegtem Werkzeug eine sehr dichte, weitgehend homogene Mikrostruktur aufweisen, entsteht beim selektiven Lasersintern ein schichtweiser Aufbau mit verschmolzenen Pulverkörnern und dazwischen liegenden Hohlräumen.

Bei statischer Belastung (Zug, Druck, Biegung) erreichen SLS-Materialien auf Polyamidbasis zwar Festigkeiten, die für viele Funktionsprototypen und auch einige Serienanwendungen ausreichend sind. Dennoch liegen Zugfestigkeit und Bruchdehnung typischerweise unter den Werten spritzgegossener Bauteile aus demselben Polymer, insbesondere quer zur Bauhöhe. Wenn Bauteile nahe an der zulässigen Spannung ausgelegt sind oder eine hohe Sicherheitsanforderung besteht, ist ein spritzgegossenes Teil aus dem Serienmaterial im Vorteil. Für Prototypen und Kleinserien wird häufig mit reduzierten zulässigen Spannungen gerechnet, um diese Unterschiede zu berücksichtigen.

Die Dauerfestigkeit und das Kriechverhalten unterscheiden sich ebenfalls. Durch die fein verteilte Porosität und die Grenzflächen zwischen den Schichten entstehen bevorzugte Risskeime, die unter Wechselbelastung schneller zur Rissausbreitung führen können als in einem kompakten Spritzgussteil. Bei langzeitigen statischen Lasten (zum Beispiel Kriechen bei erhöhter Temperatur) zeigen SLS-Teile häufig eine etwas höhere Verformung über die Zeit. In der Praxis bedeutet dies: Für Bauteile, die täglich viele Lastwechsel über Jahre hinweg sehen, etwa Schnapphaken in bewegten Baugruppen oder federnde Funktionselemente, sollte die Auslegung konservativer erfolgen oder auf spritzgegossene Seriengeometrien umgestellt werden.

Ein weiterer Unterschied ergibt sich aus der Oberflächenqualität. SLS-Teile weisen eine charakteristische Oberflächenrauheit auf, die sich nicht nur optisch, sondern auch funktional auswirkt. Rauere Oberflächen führen zu höheren lokalen Spannungen in Kerbbereichen und begünstigen Abrieb an Gleitstellen. Spritzgegossene Teile lassen sich mit definierten Oberflächenklassen herstellen und optional polieren oder strukturieren, was das Verschleißverhalten deutlich verbessert. Werden SLS-Teile im Betrieb geschliffen, gestrahlt oder beschichtet, kann das die Lebensdauer erhöhen, ändert aber zugleich die Reproduzierbarkeit und die Kostenstruktur.

Einfluss der Fertigungsrichtung und des Einsatzszenarios

Die Fertigungsrichtung im SLS-Prozess hat einen klaren Einfluss auf die Lebensdauer. In Bauteilbereichen, in denen Zugspannungen quer zur Schichtlage auftreten, sind SLS-Bauteile besonders empfindlich. Wenn kritische Bereiche konstruktiv so orientiert werden, dass die Hauptspannungen möglichst in der Ebene der Schichten verlaufen, steigt die Belastbarkeit deutlich. Diese Gestaltungsfreiheit existiert beim Spritzguss in dieser Form nicht; dort dominieren Fließ- und Bindenähte als Schwachstellen, die jedoch durch Anguss- und Formeinsatz-Konzept gezielt beeinflusst werden können.

In einem typischen Praxisfall aus dem Maschinenbau wurden beispielsweise Greiferfinger einer Roboter-Handhabung zunächst aus SLS-PA12 gefertigt, um Form, Kontaktflächen und Kollisionsfreiheit mit spritzgegossenen Komponenten zu erproben. Im Test mit moderaten Taktzahlen funktionierten die Greifer problemfrei. Nach Erhöhung der Taktzahl und Hinzukommen von Schlägen durch Fehlteile traten jedoch nach einigen Wochen Mikrorisse an Kanten und Schraubdurchbrüchen auf. Die Umstellung auf ein spritzgegossenes Bauteil aus glasfaserverstärktem Polyamid mit identischer Geometrie führte zu deutlich höherer Standzeit, ohne dass sich das Gewicht spürbar änderte.

Gleichzeitig gibt es Einsatzfälle, in denen SLS-Teile im realen Betrieb sehr gute Lebensdauern erreichen. Dazu gehören Vorrichtungen, Lehren, Transporttrays oder Abdeckungen, die zwar mechanisch beansprucht werden, aber keine extremen Lastwechsel und Temperaturen sehen. Viele Unternehmen nutzen SLS-Bauteile in der Fertigung und Montage, um Werkstücklagen zu fixieren oder Bauteile für optische Prüfungen zu positionieren. Hier sind die Vorteile der Geometriefreiheit, des geringen Gewichts und der schnellen Änderbarkeit wichtiger als die maximale Lebensdauer, die bei sachgemäßer Auslegung durchaus mehrere Jahre betragen kann.

Zu berücksichtigen ist auch die Betriebsumgebung: Temperaturwechsel, Medienkontakt und UV-Belastung beeinflussen SLS- und Spritzgussteile unterschiedlich stark. Polyamid-SLS-Bauteile nehmen Feuchtigkeit auf, was ihre Zähigkeit erhöht, aber die Maßhaltigkeit verändert. Spritzgegossene Polyamidteile verhalten sich in dieser Hinsicht ähnlich, weisen jedoch durch die dichtere Struktur meist eine etwas definiertere Dimensionsstabilität auf. Bei höheren Temperaturen in der Nähe der Glasübergangstemperatur oder bei dauerhafter Wärmeeinwirkung ist die reduziertere Dichte der SLS-Teile ein zusätzlicher Faktor, der die Lebensdauer begrenzen kann.

Ein Mikro-Case aus der Medizintechnik verdeutlicht den sinnvollen Mischbetrieb: Ein Hersteller nutzt SLS-Teile aus PA12 für Handlingsaufnahmen und Wechselplatten in der Vorserie einer Spritzgießlinie. Diese Komponenten werden in Reinigungsprozessen mit Desinfektionsmitteln beaufschlagt, sehen jedoch nur moderate mechanische Lasten. Über mehrere Validierungschargen halten die SLS-Aufnahmen zuverlässig und werden im Rahmen planmäßiger Wartungen ausgetauscht. Die eigentlichen funktionskritischen Komponenten in der Linie – etwa Lagerböcke, Zahnradsegmente und Gehäuseteile – sind dagegen als spritzgegossene Serienteile ausgeführt, weil hier eine klar definierte, über viele Jahre geforderte Lebensdauer nachzuweisen ist.

In der Summe lässt sich sagen: SLS-Teile sind im echten Betrieb durchaus belastbar und können in vielen Anwendungen über Jahre funktionieren, erreichen aber in der Regel nicht die gleiche, kalkulierbare Lebensdauer wie dicht gespritzte Serienteile aus optimiertem Werkzeug. Wenn Sie SLS-Bauteile in dauerbelasteten Funktionspositionen einsetzen wollen, sollten Sie mit angepassten Sicherheitsfaktoren rechnen, kritische Bereiche konstruktiv entlasten, gezielt Prototypentests unter realistischen Lastkollektiven fahren und für Serienanwendungen eine spätere Überführung der Geometrie in ein spritzgegossenes Bauteil einplanen.

9. Welche maximalen Bauteilgrößen, Wandstärken und Detailabmessungen sind mit Ihrem SLS-Prozess realistisch machbar?

Bei den maximalen Bauteilgrößen wird die Grenze im SLS im Wesentlichen durch den Bauraum der Anlage und durch die gewünschte Prozessstabilität bestimmt. Typische industrielle Anlagen für PA12-SLS liegen im Bereich von grob 300 × 300 × 300 Millimetern bis hin zu deutlich größeren Bauräumen, die etwa doppelt so lang sind. Konstruktiv sinnvoll ist es jedoch, nicht jede Bauraumkante bis auf den letzten Millimeter auszureizen, da Randzonen thermisch kritischer sind und Verzug sowie Maßabweichungen dort häufiger auftreten. In der Praxis planen viele Anwender einen „Sicherheitsabstand“ zum Bauraumrand ein und orientieren großflächige Bauteile so, dass kritische Funktionsflächen eher im thermisch stabileren Bereich liegen.

Die minimal sinnvolle Wandstärke hängt stark von Material, Belastung und Einbausituation ab. Rein geometrisch lassen sich bei PA12 und vergleichbaren Materialien Wandstärken im Bereich deutlich unter einem Millimeter darstellen. Für Bauteile, die nur der Visualisierung oder einem reinen Passversuch dienen, können Wandstärken von etwa 0,8 bis 1,0 Millimeter noch realistisch sein. Sobald aber mechanische Lasten, Montagekräfte oder gar Schraubverbindungen ins Spiel kommen, empfehlen sich deutlich höhere Werte – häufig 1,5 Millimeter aufwärts, bei großflächigen Strukturen eher zwei Millimeter und mehr, um Bruch- und Verzugrisiken in der Fertigung und im späteren Einsatz zu begrenzen.

Bei Detailabmessungen – Stege, Rippen, Gravuren, Schnapphaken – ist die Auflösung des Laser-Spotdurchmessers und die Pulverkörnung entscheidend. Feine Stege und Rippen lassen sich im SLS meist mit Breiten von etwa 0,8 bis 1,0 Millimetern abbilden, sollten jedoch eine ausreichende Höhe und Anbindung an massive Bereiche aufweisen, damit sie beim Entpulvern nicht beschädigt werden. Geprägte Schriftzüge oder Logos lassen sich mit Strichstärken von rund 0,5 bis 0,8 Millimetern noch erkennen, für funktionale Konturen – etwa Dichtleisten oder Schnappnasen – ist es allerdings sinnvoll, etwas gröber zu konstruieren, um die Wiederholgenauigkeit zu erhöhen. Sehr filigrane Details, die an die Grenze der Auflösung gehen, sind meist nur bei rein optischen Mustern sinnvoll.

Verzug, Bauorientierung und praxisnahe Grenzen

Die „Papiergrenze“ der Bauraumabmessung sagt noch wenig darüber aus, was in Ihrem konkreten Prozess verzugsarm und reproduzierbar gefertigt werden kann. Großflächige Platten oder lange, schlanke Bauteile neigen im SLS zu Verzug, weil Temperaturgradienten während des Bauprozesses zu Eigenspannungen führen. Wenn Sie etwa eine 400 Millimeter lange Abdeckhaube mit 2 Millimetern Wandstärke planen, ist das geometrisch zwar darstellbar, in der Praxis aber verzugskritisch. Eine sinnvolle Maßnahme ist dann eine versteifende Rippenstruktur, eine angepasste Bauorientierung und gegebenenfalls eine konstruktive Vorverformung („Antiverzug“), die den späteren Schrumpf ausgleicht.

Ein Praxisbeispiel aus der Automatisierungstechnik: Für eine Handhabungszelle wurden SLS-Formaufnahmen für Spritzgussteile benötigt, Bauteilabmessungen rund 250 × 200 Millimeter, mit lokalen Taschen und Konturen passend zur späteren Kavität im Serienwerkzeug. Die erste Version wurde mit sehr dünnen Wandstärken und großen Ausfräsungen umgesetzt, was im Bauprozess zu Verzug und zu Durchbiegungen der Anlageflächen führte. In der überarbeiteten Version wurden die Außenwände auf drei Millimeter verstärkt, Rippenstrukturen integriert und die Bauteile so orientiert, dass die Auflageflächen im Pulverbett gut unterstützt waren. Dadurch ließ sich die Maßhaltigkeit signifikant verbessern, obwohl nominell dieselbe Bauteilgröße genutzt wurde.

Für funktionale Bohrungen, Gewinde und Passungen ist es in der Regel sinnvoll, die Geometrien im SLS eher grob vorzusehen und die finale Genauigkeit spanend nachzuarbeiten. Typische Toleranzfelder im unveränderten SLS-Bauteil liegen – abhängig von Material, Bauraumposition und Bauteilgröße – im Bereich einiger Zehntelmillimeter. Wenn Sie Passbohrungen für Auswerfer, Stifte oder Schrauben planen, sollten Sie daher konstruktiv eine Bearbeitungszugabe vorsehen. Im Werkzeug- und Vorrichtungsbau ist es gängige Praxis, SLS-Bauteile mit Referenzflächen und Spannmöglichkeiten auszustatten, um etwa H7-Passungen oder präzise Planflächen nach dem Bauprozess zu fräsen.

Bei sehr kleinen Details, etwa Rastnasen oder Clips, ist weniger die reine Auflösung als vielmehr die Reproduzierbarkeit über mehrere Bausätze hinweg entscheidend. Ein Schnapphaken mit 0,6 Millimetern Wandstärke mag in einem Baulos funktionieren, im nächsten aber beim Entpulvern abbrechen oder in der Funktion streuen. Für nahe-serielle Anwendungen empfiehlt es sich daher, funktionale Schnapp- oder Rastgeometrien mit einer gewissen Reserve auszustatten und im Zweifel lieber am oberen Ende der prozesssicheren Grenzen zu bleiben. Wenn die spätere Serie spritzgegossen wird, können diese Geometrien dann nochmals im Hinblick auf die bessere Materialhomogenität optimiert werden.

In Summe ergeben sich für einen typischen industriellen SLS-Prozess grobe Orientierungswerte: Bauteilgrößen im Bereich einiger hundert Millimeter Kantenlänge sind machbar, sollten aber konstruktiv gegen Verzug abgesichert werden. Mechanisch belastete Wandstärken bewegen sich praxisnah meist ab 1,5 bis 2 Millimetern aufwärts, feinere Bereiche sind speziellen Fällen vorbehalten. Funktionsrelevante Details im Sub-Millimeter-Bereich sind eher kritisch und sollten nur dann eingesetzt werden, wenn sie nicht zugleich als hochbelastete Elemente fungieren. Entscheidend ist letztlich die Kombination aus Bauteilgeometrie, Bauorientierung und Nachbearbeitung – wenn diese aufeinander abgestimmt sind, lässt sich das technisch Machbare im SLS-Prozess zuverlässig in reproduzierbare Serien- oder Near-Series-Bauteile überführen.

10. Welche Maßtoleranzen erreichen Sie mit SLS – und wie reproduzierbar sind diese bei Kleinserien und Nachbestellungen?

Maßtoleranzen im SLS-Prozess bewegen sich typischerweise im Bereich von wenigen Zehntelmillimetern, liegen aber in der Regel über dem Niveau eines sauber ausgelegten Spritzgießwerkzeugs. Viele industrielle SLS-Anwendungen arbeiten mit Richtwerten wie beispielsweise ±0,2 Millimeter für Längen bis 100 Millimeter und einer zusätzlichen prozentualen Komponente für größere Abmessungen. Diese Werte sind jedoch als Orientierungsrahmen zu verstehen. Entscheidend ist, ob der Prozess die geforderten Toleranzen mit ausreichender Prozessfähigkeit (Cp, Cpk) über mehrere Baujobs hinweg stabil erreicht.

Die maßgeblichen Einflussgrößen auf die Maßhaltigkeit sind Bauraumtemperatur, Pulverqualität, Bauteilorientierung, Bauteilposition im Bauraum und die Auslastung des Jobs. Schrumpf- und Verzugseffekte werden durch skalierte Daten (globales „Overscaling“) nur teilweise kompensiert, lokale Effekte bleiben bestehen. In der Praxis zeigt sich: Bauteile im „sweet spot“ des Bauraums, mit ausgewogener Orientierung und ausreichend Steifigkeit, liegen deutlich stabiler in der Toleranz als Grenzgeometrien nahe den Bauraumrändern oder mit großflächigen, dünnwandigen Bereichen. Ein reproduzierbarer SLS-Prozess erfordert daher feste Prozessfenster und dokumentierte Bauparameter, nicht nur eine einmalig definierte globale Skalierung.

Typische Toleranzbereiche und praktische Grenzen

Für die Konstruktion ist es hilfreich, mit belastbaren Orientierungswerten zu arbeiten, anstatt sich ausschließlich auf allgemeine Prospektangaben zu verlassen. Typische praxisnahe Bereiche sind zum Beispiel:

• Längenmaße bis etwa 100 Millimeter: prozesssicher oft im Bereich ±0,1 bis ±0,2 Millimeter erreichbar, sofern Geometrie und Positionierung günstig gewählt sind.
• Größere Längen: zusätzliche Abweichung im Bereich von ungefähr 0,1–0,2 Prozent der Nennlänge, insbesondere bei flächigen Strukturen.
• Bohrungen und Innenkonturen: systematisch leicht zu klein; hier sind Korrekturen in den CAD-Daten oder Bearbeitungszugaben für Passungen sinnvoll.

Im Werkzeug- und Vorrichtungsbau wird SLS deshalb häufig als endkonturnahes Verfahren genutzt, bei dem funktionskritische Maße anschließend spanend auf Maß gebracht werden. Typisches Beispiel: Eine Aufnahmeplatte für Spritzgussteile wird im SLS mit Übermaß an Passbohrungen und Referenzflächen gefertigt und anschließend auf H7-Passung und definierte Planflächen gefräst. So lassen sich die Vorteile der additiven Geometriefreiheit mit der Maßpräzision klassischer Zerspanung verbinden.

Die Reproduzierbarkeit innerhalb einer Kleinserie – also innerhalb weniger aufeinanderfolgender Baujobs – ist in einem stabilen SLS-Prozess in der Regel gut. Wenn Pulvermanagement (Frischpulveranteil, Rezyklat), Beladung und Bauraumtemperaturen konstant gehalten werden, befinden sich die Maße von Bauteilen aus mehreren Jobs meist innerhalb derselben Toleranzbänder. Kritisch wird es dann, wenn Randbedingungen unbemerkt verändert werden: andere Maschinenkalibrierung, geänderter Pulverlieferant, angepasste Belichtungsstrategie oder stark abweichende Bauteilbelegung im Bauraum. In solchen Fällen verschieben sich Maße spürbar, obwohl die nominellen Prozessparameter „gleich“ erscheinen.

Ein Praxisbeispiel aus dem Umfeld von Handhabungs- und Prüfvorrichtungen zeigt das deutlich: Ein Unternehmen ließ SLS-Aufnahmen für eine Spritzguss-Kleinserie fertigen, die eng an Kavitäten im Serienwerkzeug angelehnt waren. Die erste Serie von 20 Aufnahmen passte mit einer gemessenen Streuung von ±0,15 Millimeter sehr gut. Bei einer Nachbestellung einige Monate später – gleicher Datensatz, gleicher Dienstleister – lagen einzelne Aufnahmen bis zu 0,3 Millimeter über dem ursprünglich gemessenen Mittelwert. Ursache waren ein anderer Pulver-Los und eine leicht veränderte Packdichte im Bauraum. Die Lösung bestand darin, definierte Referenzflächen zu integrieren und kritische Passungen generell nachträglich zu bearbeiten, statt sich vollständig auf die additive Maßhaltigkeit zu verlassen.

Für reproduzierbare Nachbestellungen ist es sinnvoll, bereits in der Zeichnung und im Lastenheft klare Festlegungen zu treffen: geforderte Toleranzklassen, kritische Maße, vorgesehene Nachbearbeitungen und eine gewünschte Bauorientierung. Wenn Sie beispielsweise definieren, dass bestimmte Funktionsflächen zwingend in einem bestimmten Winkel zur Bauplattform liegen sollen, reduziert das die Streuung zwischen verschiedenen Batches. Ebenso hilfreich ist eine Dokumentation der ersten bemusterten Baujobs (Messprotokolle, Bauraumposition, Pulvercharge), um bei Abweichungen später gezielt vergleichen zu können.

Aus konstruktiver Sicht sollte SLS nicht als „eins zu eins“-Ersatz für die Toleranzwelt des klassischen Spritzgusses verstanden werden, sondern als eigenständiger Prozess mit eigenen Stärken und Grenzen. Für viele Vorrichtungen, Lehren, Montagehilfen oder Funktionsprototypen sind Toleranzbänder von ±0,2 Millimeter vollkommen ausreichend, und die Reproduzierbarkeit über mehrere Kleinserien ist mit einem gut geführten Prozess sehr hoch. Wo hingegen Passungen, Dichtungen oder hochpräzise Lagerstellen im Spiel sind, hat sich eine Kombination aus additiver Urform und anschließendem Feinbearbeiten als deutlich robuster erwiesen.

Wenn Sie also Kleinserien und wiederkehrende Nachbestellungen planen, lohnt sich ein zweistufiger Ansatz: Zunächst wird der SLS-Prozess über ein Bemusterungs-Los charakterisiert (Messung aller relevanten Maße, Ermittlung von systematischen Abweichungen), anschließend werden CAD-Daten und Toleranzkonzept angepasst. Für zukünftige Lose definieren Sie feste Bauparameter und – wo nötig – Bearbeitungszugaben. Auf dieser Basis lassen sich SLS-Teile mit realistisch erreichbaren Toleranzen von wenigen Zehnteln Millimetern über mehrere Baujobs hinweg reproduzieren, ohne dass jede Nachbestellung eine neue Überraschung bei der Maßhaltigkeit mit sich bringt.

11. Welche Anforderungen gibt es an meine 3D-Daten (Format, Auflösung, Ausrichtung) – können Sie auch aus vorhandenen CAD-Daten oder einer Mustergeometrie druckfähige STL-Dateien erstellen?

Für einen stabilen SLS-Prozess ist die Qualität Ihrer 3D-Daten mindestens so entscheidend wie die Wahl des Werkstoffs. In der Praxis arbeiten die meisten Anlagen mit triangulierten Datenformaten wie der STL-Datei als Produktionsbasis, während die eigentliche Konstruktion im Werkzeug- oder Vorrichtungsbau in parametrischen CAD-Systemen erfolgt. Wichtig ist, dass die übergebenen Daten ein geschlossenes Volumen (solider Körper), klare Einheiten und eine zur Bauteilgeometrie passende Flächenauflösung besitzen; reine Flächenmodelle oder „undichte“ Geometrien verursachen in der Slicer-Software regelmäßig Probleme.

Beim Datenformat hat sich ein zweistufiger Ansatz bewährt: Für konstruktive Abstimmung und Änderungen sind native oder neutrale CAD-Daten (beispielsweise STEP, Parasolid, IGES) sinnvoll, für die eigentliche Fertigung die daraus abgeleitete STL. Wenn Sie die STL selbst erzeugen, sollten Sie mit Ihrem SLS-Partner abstimmen, welche Toleranzen und Einstellungen für dessen Anlagen geeignet sind. Alternativ kann der Dienstleister aus Ihren CAD-Daten eine prozessoptimierte STL erzeugen, was oft besser ist, weil er seine Maschinen- und Werkstoffcharakteristik kennt und beispielsweise Overscaling-Faktoren direkt berücksichtigen kann.

Die Auflösung der STL – also die Flächenauflösung durch Dreiecksnetze – beeinflusst sowohl die Bauteilqualität als auch die Datenmengen. Zu grob triangulierte Modelle führen zu „kantigen“ Radien, abgeflachten Fasen und sichtbaren Facetten, insbesondere an Kreisen, Zylindern und Freiformflächen. Zu fein triangulierte Modelle erzeugen sehr große Dateien und erschweren die Datenverarbeitung, ohne im SLS-Prozess immer einen sichtbaren Mehrwert zu liefern. Als Orientierung haben sich chordale Abweichungen im Bereich einiger Hundertstel Millimeter für typische Vorrichtungs- und Funktionsbauteile bewährt; entscheidend ist, dass kritische Konturen (Passflächen, Dichtkonturen, Verrastungen) sauber abgebildet werden und die Einheiten eindeutig sind (Millimeter statt versehentlich Zoll).

Geometrische Anforderungen betreffen vor allem die Solidität des Modells. Für den SLS-Prozess müssen die Körper „wasserdicht“ sein, das heißt ohne offene Kanten, doppelte Flächen, Eigenüberlappungen oder invertierte Normalen. Mehrfachkörper in einer Datei (zum Beispiel Schraube und Mutter in einem Datensatz) sollten klar getrennt und – falls gewünscht – mit definiertem Abstand modelliert werden, damit sie im Pulverbett nicht ungewollt verschmelzen. Ebenso wichtig ist eine konsistente Wandstärke: Extrem dünne Bereiche unterhalb der prozesssicheren Grenzen lassen sich zwar möglicherweise slicen, brechen aber beim Entpulvern oder im Betrieb. Eine vorgelagerte Wandstärkenanalyse im CAD ist daher hilfreich, insbesondere wenn Sie komplexe, funktionale Strukturen für Vorrichtungen oder SLS-Bauteilgrößen und Wandstärken ausreizen.

Die Bauteilausrichtung in den 3D-Daten ist nicht zwingend identisch mit der späteren Bauorientierung im SLS-Bauraum, hat aber Einfluss auf die Kommunikation. Viele Anwender liefern Bauteile in funktionsorientierter Lage (zum Beispiel Bezug auf Maschinennullpunkt oder Werkzeugaufbau), während der SLS-Dienstleister intern eine eigene Orientierungsstrategie zur Minimierung von Verzug und zur Optimierung der Oberflächen nutzt. Für kritische Funktionsflächen – etwa Auflage- und Referenzflächen von Formaufnahmen, Schnittstellen zu Auswerferpaketen oder Passflächen in Vorrichtungen – ist es hilfreich, diese in der Zeichnung klar zu kennzeichnen und ggf. gewünschte Orientierungen zu besprechen, damit die anisotropen Eigenschaften des SLS-Prozesses berücksichtigt werden können.

Aufbereitung von CAD- und Mustergeometrien

Aus vorhandenen CAD-Daten druckfähige STL-Dateien zu erzeugen, gehört heute zum Standardumfang professioneller SLS-Anbieter. Üblich ist ein Workflow, bei dem Sie die geometrische Definition in einem neutralen Format liefern und der Dienstleister das Modell hinsichtlich geschlossener Volumina, Wandstärken, eventueller Hohlräume und Entlüftungen prüft. Anschließend wird anhand definierter Tesselierungsparameter eine STL erzeugt, gegebenenfalls mit eingebauter Schrumpfkompensation und prozessspezifischer Skalierung. In vielen Fällen werden im Zuge dieser Datenaufbereitung auch kleine Optimierungen vorgenommen, etwa das Abrunden scharfer Innenkanten zur Spannungsreduzierung oder das Ergänzen von Markierungen und ID-Nummern.

Komplexer wird es, wenn Sie nur eine Mustergeometrie als physisches Bauteil zur Verfügung haben. Dann stehen im Prinzip zwei Wege offen: 3D-Scan mit anschließender Flächenrückführung oder klassische Vermessung mit anschließender Rekonstruktion im CAD. Beim Scannen erhalten Sie zunächst ein Polygonnetz, das direkt als STL dienen kann, allerdings oft mit „Scanrauschen“, lokalen Fehlern und ohne klare Konstruktionslogik (keine Zylinder, keine echten Ebenen). Für hochwertige Vorrichtungen oder komponentennahe Einsätze – beispielsweise SLS-Aufnahmen für spritzgegossene Teile – ist es meist sinnvoll, aus dem Scan eine saubere CAD-Geometrie abzuleiten und erst daraus eine druckfähige STL zu generieren, um Passungen und Toleranzen sicher zu beherrschen.

In einem typischen Fall aus dem Werkzeugbau wurde etwa eine bestehende Formeinsatz-Geometrie aus einem Serienwerkzeug genutzt, um SLS-Vorrichtungen für die Bemusterung und Qualitätssicherung zu erstellen. Der Kunde stellte die STEP-Daten der Kavität sowie ein Musterteil zur Verfügung. Der SLS-Partner erstellte daraufhin ein parametrisches 3D-Modell der Aufnahme mit Referenzflächen, Spannmöglichkeiten und Bearbeitungszugaben, exportierte eine optimierte STL und fertigte die Vorrichtung. Bei einer späteren Anpassung der Kavität konnten diese Daten mit überschaubarem Aufwand aktualisiert und erneut in druckfähige STL-Dateien überführt werden, ohne den gesamten Reverse-Engineering-Prozess von vorn zu starten.

Für eine prozesssichere Zusammenarbeit lohnt es sich, die Verantwortlichkeiten klar zu definieren: Wenn Sie die volle Kontrolle über Geometrie und Toleranzen behalten wollen, erstellen Sie die STL selbst und stimmen lediglich Tesselierungsparameter und Einheiten mit dem SLS-Partner ab. Wenn Sie hingegen von dessen Erfahrung mit Bauraum, Werkstoffen und Overscaling profitieren möchten, ist es oft effizienter, nur geprüfte CAD-Daten oder eine Mustergeometrie zu liefern und die Erstellung der druckfähigen STL-Dateien bewusst in den Verantwortungsbereich des Dienstleisters zu geben – idealerweise mit sauber dokumentierten Parametern, sodass Kleinserien und Nachbestellungen später reproduzierbar umgesetzt werden können.

12. Worauf muss ich bei der Konstruktion speziell für SLS achten (Hinterschnitte, Hohlräume, Bohrungen, Clips, Schnapphaken), um Qualität und Kosten zu optimieren?

SLS erlaubt aus Konstruktionssicht deutlich mehr Freiheit als der Spritzguss, weil das Pulverbett die Funktion klassischer Stützstrukturen übernimmt. Trotzdem ist es nicht sinnvoll, „einfach alles zu drucken, was CAD erlaubt“. Für eine robuste Qualität und wirtschaftliche Stückkosten müssen Sie Geometrie, Pulveraustrag und Bauzeit im Blick behalten. Zentral sind dabei sinnvolle Wandstärken, entpulverbare Hohlräume und robuste Auslegung der Funktionsdetails wie Bohrungen, Clips und Schnapphaken.

Bei Hinterschnitten entfällt zwar die Einschränkung durch Entformung aus einem Werkzeug, aber es entsteht eine neue Grenze: Entpulverbarkeit und Reinigbarkeit. Wenn Sie tiefe, ineinander verschachtelte Hinterschnitte oder kastenförmige Strukturen mit engem Zugang gestalten, bleibt dort Pulver eingeschlossen oder nur schwer entfernbar. Sinnvoll sind deshalb Entlüftungs- und Austragsöffnungen mit ausreichendem Durchmesser sowie „Fluchtwege“ für das Pulver. Geschlossene Hohlräume sollten Sie nur dann vorsehen, wenn eingeschlossenes Pulver unkritisch ist – sonst sind Servicebohrungen oder definierte Öffnungen erforderlich, die im Zweifel nach dem Bauprozess verschlossen werden.

Hohlräume und Leichtbaustrukturen sind ein wirksamer Hebel zur Kostenoptimierung, weil das verbrauchte Volumen und die Bauzeit sinken. Anstelle massiver Blöcke in Vorrichtungen oder Formaufnahmen können Sie Rippenstrukturen, Waben oder Shell-Strukturen mit definierter Wandstärke nutzen. Wichtig ist dabei, dass die Wandstärken nicht zu stark „ausgedünnt“ werden: Bei typischen PA12-Systemen haben sich für tragende Außenwände Werte ab etwa 1,5 bis 2,0 Millimetern bewährt, innenliegende Rippen können etwas dünner sein, sollten aber sauber an die Außenhaut angebunden werden. Wenn Hohlräume längliche Taschen bilden, sind zusätzliche Öffnungen sinnvoll, um Pulver vollständig auszutragen und spätere Abrasion durch loses Pulver zu vermeiden.

Bohrungen und Passungen sollten Sie in SLS immer mit Blick auf Maßstreuung und Entpulverung konstruieren. Lange, schlanke Bohrungen mit kleinem Durchmesser lassen sich zwar geometrisch erzeugen, das Pulver ist aber oft nur mit erheblichem Aufwand zu entfernen. Praktisch bewährt haben sich Mindestdurchmesser im Bereich mehrerer Millimeter und – bei funktionalen Bohrungen – eine konstruktive Bearbeitungszugabe. Für Passbohrungen von Auswerferstiften, Zentrierungen oder Schrauben empfiehlt es sich, nominal etwas größer zu modellieren und die finale Toleranz spanend einzubringen, wie es auch bei SLS-Aufnahmen im Umfeld von SLS-Maßtoleranzen und Reproduzierbarkeit üblich ist.

Bei Clips und Schnapphaken müssen Sie die anisotropen Eigenschaften des SLS-Prozesses aktiv berücksichtigen. Die Biegebelastung sollte nach Möglichkeit in der Ebene der Schichten verlaufen, nicht quer dazu, sonst entstehen frühzeitige Risse entlang der Schichtgrenzen. Konstruktiv bedeutet das: Schnapphaken so orientieren, dass ihre Längsachse möglichst parallel zur Bauplattform liegt, Radien im Wurzelbereich großzügig wählen und extreme Kerben vermeiden. Gleichzeitig sind in SLS tendenziell größere Querschnitte und weichere Übergänge notwendig als im Spritzguss, um die geringere Bruchdehnung zu kompensieren. Ein in der Praxis bewährter Ansatz ist, Schnapphaken im SLS eher „überdimensioniert“ auszulegen und in der späteren Spritzgussgeometrie wieder zu verschlanken.

Zur Optimierung von Qualität und Kosten hilft es, die folgenden Konstruktionsprinzipien systematisch einfließen zu lassen:

• Funktionstragende Bereiche mit ausreichend steifen Wandstärken und weichen Übergängen gestalten, filigrane Geometrien auf nicht kritische Zonen beschränken.
• Hohlräume und Hinterschnitte so planen, dass Pulver frei ausfallen oder gezielt über Öffnungen ausgetragen werden kann.
• Bohrungen und Passungen konstruktiv mit Fertigungszuschlag auslegen und gegebenenfalls nacharbeiten, statt Grenztoleranzen rein additiv „erzwingen“ zu wollen.
• Clips und Schnappgeometrien mit Bauorientierung, Radien und Querschnitten so gestalten, dass Spannungen nicht quer zur Schichtlage konzentriert werden.

Ein Praxisbeispiel aus dem Serien-Spritzgussumfeld: Für eine Bemusterungslinie wurden SLS-Formaufnahmen mit integrierten Schnappclips entwickelt, die spritzgegossene Bauteile formschlüssig fixieren sollten. In der ersten Iteration waren die Clips schlank ausgeführt und quer zur Schichtlage orientiert, um eine bestimmte Einbausituation zu imitieren. Im Betrieb führten leichte Fehlausrichtungen beim Einlegen zu wiederholten Clipbrüchen. Nach einer konstruktiven Anpassung – breitere Haken, größere Radien, geänderte Bauorientierung und definierte Einführschrägen – stieg die Standzeit deutlich, und die Aufnahmen konnten über mehrere Bemusterungskampagnen ohne Clipbruch eingesetzt werden.

Nicht zu unterschätzen ist die Bauteilpositionierung im Bauraum. Wenn Sie mehrere SLS-Bauteile in einer Kleinserie benötigen, lohnt es sich, Konstruktion und Fertigung so aufeinander abzustimmen, dass baugleiche Teile in vergleichbaren Zonen des Bauraums liegen. Das verringert Maßstreuung und erleichtert die Auslegung von Clips, Rastnasen und Passungen. Zudem wirken sich kompakte Bauteilnester direkt auf die Kosten aus: Ein gut „gepackter“ Bauraum nutzt Pulver und Bauhöhe effizienter, verkürzt die Bauzeit und reduziert die anteiligen Maschinenkosten je Bauteil.

Für Werkzeug- und Formenbauer bietet SLS damit zwei zentrale Hebel: Einerseits können Sie konstruktiv Funktionen integrieren, die im klassischen Fräsprozess nur mit hohem Aufwand realisierbar sind (konturnahe Kanäle, komplexe Unterbauten, funktionale Hinterschnitte). Andererseits müssen Sie bewusst mit den Besonderheiten des Verfahrens umgehen – Pulverentfernung, anisotrope Mechanik, begrenzte Toleranzfähigkeit. Wenn diese Aspekte bereits in der Konstruktion berücksichtigt werden, entsteht ein Bauteil, das im SLS-Prozess stabil gefertigt, im Alltag robust eingesetzt und insgesamt wirtschaftlich dargestellt werden kann.

13. Wie sieht die natürliche Oberflächenqualität von SLS-Teilen aus und welche Nachbearbeitungen (Strahlen, Gleitschleifen, chemisches Glätten) bieten Sie an?

Unbearbeitete SLS-Teile weisen eine typische, leicht körnige Oberflächenrauheit auf, die durch Pulverkörnung und Schichtbauprinzip bestimmt wird. Die Haptik ist eher „sandstrahlmatt“ als glatt, einzelne Schichten sind bei geeigneten Prozessparametern zwar kaum sichtbar, die Oberfläche bleibt aber deutlich rauer als eine saubere Spritzgussoberfläche. Für viele funktionale Anwendungen im Werkzeug- und Vorrichtungsbau – etwa Spannaufnahmen, Lehren, Abdeckungen – ist diese Rohoberfläche vollkommen ausreichend, für hochwertige Sichtflächen oder Medienkontakt dagegen meist nicht.

Die natürliche Rauheit hat funktionale Konsequenzen: Kanten wirken scharf, Kerben sind betont, und in Rauen können sich Medien, Pulverreste oder Partikel festsetzen. Dadurch steigt lokal die Spannung in Kerbbereichen und das Verschleißverhalten an Gleitstellen verschlechtert sich. Auch die Reinigbarkeit – etwa in medizintechnischen oder Lebensmittel-Umgebungen – ist mit der Rohoberfläche eingeschränkt, weil Mikrovertiefungen Flüssigkeiten und Kontaminationen „festhalten“. An dieser Stelle setzen die verschiedenen Nachbearbeitungsverfahren an, die je nach Anforderung unterschiedlich tief in die Topografie eingreifen.

Das Strahlen (Glasperlen, Korund, Kunststoffgranulat) ist der naheliegende Basisschritt. Es löst lose Pulverreste, homogenisiert die Oberfläche optisch und reduziert die Rauheit etwas, ohne die Geometrie grundsätzlich zu verändern. Gravuren und scharfe Kanten bleiben gut erkennbar, Fasen werden nur leicht „gebrochen“. Maßänderungen bewegen sich bei kontrollierten Parametern in einem Bereich, der für die meisten Vorrichtungen und Funktionsbauteile vernachlässigbar ist, sollten aber bei hochpräzisen Passungen dennoch berücksichtigt oder durch Abkleben der Funktionsflächen begrenzt werden.

Beim Gleitschleifen (Trowalisieren) ist der Eingriff deutlich stärker. Die Bauteile werden mit Schleifkörpern in einer Trommel bzw. einem Vibrationsbehälter bewegt, wodurch Spitzen abgetragen und Kanten verrundet werden. Das Ergebnis sind wesentlich glattere, homogener wirkende Oberflächen, allerdings mit messbarem Materialabtrag, insbesondere an exponierten Kanten. Für Bauteile wie Greiferfinger, Formaufnahmen oder Handling-Trays, bei denen eine angenehme Haptik, reduzierte Partikelbildung und weniger „aggressive“ Kanten gefragt sind, ist Gleitschleifen sehr wirkungsvoll. Für scharfe Passkanten, feine Gravuren oder definierte Rastgeometrien muss jedoch sorgfältig abgewogen werden, ob der Verrundungseffekt tolerierbar ist.

Das chemische Glätten (zum Beispiel durch Dampf- oder Lösemittelglättung geeigneter Kunststoffe) geht noch einen Schritt weiter. Hier werden die obersten Schichten der Kunststoffmatrix kontrolliert angelöst und nivelliert, sodass Täler in der Mikrorauheit „zugelaufen“ werden. Die Oberfläche wird deutlich glatter, dichter und optisch hochwertiger, häufig mit leicht glänzendem Erscheinungsbild. Funktional entstehen geschlossenere Oberflächen, die sich besser reinigen lassen, weniger Flüssigkeit aufnehmen und auch hinsichtlich Medienbeständigkeit und Abriebverhalten Vorteile haben können – insbesondere gegenüber der porösen Rohoberfläche.

Allerdings hat chemisches Glätten seinen Preis, sowohl finanziell als auch geometrisch. Feine Details, scharfe Kanten und kleine Gravuren werden sichtbar „weicher“, sehr kleine Schriften können an Lesbarkeit verlieren. Außerdem können sich Maße im Bereich weniger Zehntelmillimeter verschieben, insbesondere bei dünnen Stegen, Clips und Schnapphaken, deren Querschnitt durch den „Fluss“ der Oberfläche quasi verrundet wird. Für sichtbare Bauteile, Gehäuse, ergonomische Griffe oder Teile, die im direkten Kontakt mit Medien stehen, ist chemisches Glätten dennoch oft die einzige sinnvolle Option, um SLS-seriennahe Oberflächen zu erreichen.

In der Praxis hat es sich bewährt, die Nachbearbeitung klar nach Funktionsgruppen zu trennen. Bauteile mit primär funktionaler Aufgabe im Inneren von Werkzeugen oder Vorrichtungen werden häufig nur gestrahlt, um Pulverreste zu entfernen und die Handhabung zu verbessern. Komponenten, die mit Bedienern oder Produkten in Kontakt sind, profitieren vom Gleitschleifen, weil scharfe Kanten und Spitzen reduziert werden. Sichtteile oder Komponenten mit hohen Anforderungen an Reinigbarkeit und Medienbeständigkeit werden schließlich zusätzlich chemisch geglättet, häufig kombiniert mit einem definierten Strahlschritt im Vorfeld.

Wichtig ist, dass Nachbearbeitung und Toleranzkonzept zusammen gedacht werden. Wenn Sie hochgenaue Passflächen oder Bohrungen benötigen, sollten diese entweder nach der mechanischen Nachbearbeitung spanend feinbearbeitet werden oder von Strahl- und Schleifprozessen durch Abdecken ausgespart bleiben. Für Clips, Schnapphaken und Rastelemente empfiehlt sich in der Regel, die Geometrie so auszulegen, dass sie auch in geglättetem Zustand noch sicher funktioniert – im Zweifel eher etwas massiver und mit großzügigeren Radien, um die geringere Bruchdehnung geglätteter Oberflächen zu kompensieren.

Insgesamt gilt: Die Rohoberfläche von SLS-Teilen ist funktional brauchbar, aber rau und porös. Mit abgestuften Nachbearbeitungen – vom einfachen Strahlen über Gleitschleifen bis hin zum chemischen Glätten – lässt sich die Oberfläche gezielt auf das Anforderungsniveau Ihrer Anwendung bringen. Wenn Sie Konstruktion, Toleranzkonzept und Nachbearbeitungsschritt von Beginn an gemeinsam planen, erhalten Sie Bauteile, die sowohl hinsichtlich Oberflächenqualität als auch bezüglich Kostenstruktur zu Ihrem realen Einsatzszenario im Werkzeugbau und in der Serienfertigung passen.

14. Können SLS-Teile anschließend spanend bearbeitet werden (Bohren, Fräsen, Gewinde) und welche Genauigkeiten sind dann erreichbar?

SLS-Teile lassen sich grundsätzlich gut spanend nachbearbeiten, sofern Material, Geometrie und Aufspannung darauf ausgelegt sind. Die Kombination aus additiver Fertigung für die komplexe Grundgeometrie und zerspanender Bearbeitung für Passflächen, Bohrungen und Gewinde ist im Werkzeug- und Vorrichtungsbau ein gängiger Ansatz. Die erreichbaren Genauigkeiten liegen dann deutlich näher an klassischer Zerspanung als an der reinen SLS-Maßhaltigkeit – die Grenzen werden weniger durch die Maschine als durch die poröse, thermoplastische Werkstoffstruktur gesetzt.

Die mechanischen Eigenschaften von SLS-Polyamiden unterscheiden sich spürbar von zähen, dicht gespritzten Kunststoffen: Das Gefüge ist leicht porös, der E-Modul geringer, die Dämpfung höher. Für die Bearbeitung bedeutet das: geringe Schnittkräfte, sehr scharfe Werkzeuge, reduzierte Vorschübe und – wo möglich – eine vollflächig stützende Aufspannung. Ein definiertes Aufspannkonzept ist entscheidend, weil punktuelle Spannkräfte dünnwandige oder lokale Bereiche eindrücken können. Häufig werden daher weiche Spannbacken, Formeinlagen oder eine Aufspannung über plane Bezugsflächen gewählt, die später ohnehin nachbearbeitet werden.

Konstruktiv sinnvoll ist es, Bearbeitungszugaben vorzusehen. Flächen, die später als Referenz- oder Dichtflächen dienen, werden im SLS mit einem kleinen Übermaß gefertigt und anschließend plangefräst oder geschlichtet. Typische Zugaben liegen je nach Bauteilgröße im Bereich von 0,2 bis 0,5 Millimetern. Dünnwandige Bereiche sollten Sie vermeiden, wenn diese zugleich als Spann- oder Bearbeitungszone dienen sollen; in solchen Zonen sind lokale Verstärkungsrippen oder massive „Bearbeitungsinseln“ zweckmäßig, die erst zum Schluss auf Endmaß gebracht werden.

Typische Bearbeitungsoperationen und erreichbare Genauigkeiten

In der Praxis haben sich die folgenden Operationen und Genauigkeitsbereiche für SLS-Teile etabliert:

• Bohren / Reiben: Kernbohrungen werden im SLS leicht untermaßig vorgesehen und anschließend auf Endmaß gebohrt oder gerieben. Rundheits- und Maßgenauigkeiten im Bereich IT7–IT9 sind bei sinnvoller Aufspannung realistisch; Passbohrungen für Stifte oder Auswerfer lassen sich so deutlich präziser herstellen, als es die reine SLS-Toleranz (vgl. SLS-Maßtoleranzen und Reproduzierbarkeit) erlaubt.
• Fräsen: Planflächen, Nuten, Referenzkanten und Taschen können sauber gefräst werden. Ebenheiten und Lagegenauigkeiten im Bereich einiger Hundertstel Millimeter sind auf einzelnen Funktionselementen erreichbar, solange ausreichend Querschnitt vorhanden ist und das Bauteil nicht nachgibt. Für großflächige Strukturen begrenzt eher die Bauteilsteifigkeit als die Maschine die Genauigkeit.
• Gewinde: Direkt geschnittene oder geformte Gewinde in PA12- oder PA3200GF-SLS sind möglich, haben aber begrenzte Dauerfestigkeit. Für häufig verschraubte Verbindungen sind Gewindeeinsätze (Messing, Edelstahl) oder Gewindebuchsen in verstärkten Bossen die robustere Lösung. Maßhaltigkeit und Position der Gewinde orientieren sich dann an der vorangegangenen Bohrungsbearbeitung.
• Planen / Bezugflächen: Eine oder mehrere Referenzflächen werden am SLS-Rohteil gezielt als Bearbeitungszone vorgesehen und anschließend plangefräst. Von diesen Flächen aus können weitere Bearbeitungen referenziert werden, wodurch sich die Gesamtgeometrie deutlich genauer in sich ausrichten lässt, als es die rohe SLS-Struktur zulässt.

Durch die spanende Bearbeitung verbessert sich neben der Maßhaltigkeit auch die Oberflächenqualität lokal erheblich. Während rohe SLS-Oberflächen typischerweise im Bereich einer zweistelligen Rauheit (Ra im Bereich einiger Mikrometer) liegen, lassen sich gefräste oder geschlichtete Flächen in Richtung Ra 1–3 µm bringen, abhängig vom Werkzeug und den Schnittparametern. Das ist zum Beispiel für Dichtflächen, Auflageflächen von Formeinsätzen oder für Funktionsbereiche von Vorrichtungen relevant, während die übrige, nicht bearbeitete Oberfläche die typische SLS-Struktur behalten kann.

Ein Praxisbeispiel: In einer Spritzgießfertigung wurden SLS-Aufnahmeplatten für eine Prüfvorrichtung genutzt, die spritzgegossene Bauteile entlang mehrerer Bezugskanten positionieren sollten. Die Platten wurden zunächst komplett im SLS gefertigt, mit großzügiger Übermaß-Zone im Bereich der späteren Auflageflächen. Nach dem Bau wurden die Platten über Hilfsbohrungen gespannt und die Funktionsflächen plan- und seitengefräst, Bohrungen für Stifte und Schnellspanner auf Maß gebohrt und gerieben. Die resultierende Wiederholgenauigkeit der Teilelage lag im Bereich von ±0,02 bis ±0,05 Millimeter – deutlich besser als die reine SLS-Maßhaltigkeit, bei gleichzeitig maximaler Gestaltungsfreiheit in den nicht bearbeiteten Bereichen.

Ein zweites Beispiel aus dem Rapid-Tooling-Umfeld: Für ein Vorserienwerkzeug wurden SLS-Formeinsätze mit konturnaher Kühlung eingesetzt. Die funktionskritischen Schnittstellen zum Formaufbau – Passflächen, Auflageflächen, Gewinde für Befestigungsschrauben – wurden bewusst massiv und mit Bearbeitungszugabe konstruiert. Nach dem SLS-Bau wurden diese Zonen auf dem Bearbeitungszentrum auf Endmaß gefräst und gebohrt, Gewinde geschnitten und Dichtflächen geplant. Die komplexe Innenkontur mit den konturnahen Kanälen blieb unangetastet. Das Ergebnis war ein Einsatz, der sich in den Stahlformaufbau mit den gewohnten Toleranzen integrieren ließ, während die additiv erzeugten Bereiche die gewünschte thermische Performance einbrachten.

Wichtig ist, Bearbeitung und Konstruktion eng zu verzahnen. Wenn Sie schon in der CAD-Phase definieren, wo Referenzflächen, Spannpunkte und Bearbeitungszonen liegen, reduziert das den Aufwand in der Fertigung erheblich. Kritische dünnwandige Bereiche sollten nicht als primäre Spannfläche dienen, und durchbrochene Strukturen (Gitter, Leichtbau) benötigen ggf. lokale „Vollzonen“ für Bohrungen und Gewinde. Darüber hinaus ist es sinnvoll, die Bearbeitung in der Zeichnung oder im Fertigungsauftrag explizit festzuhalten, etwa: „Fläche A planen, Bohrung B auf Ø10 H7 reiben, Gewinde M6 in Boss C schneiden“.

Unter diesen Bedingungen sind mit SLS-Teilen nach spanender Nachbearbeitung Genauigkeiten im Bereich weniger Hundertstel Millimeter auf den bearbeiteten Funktionsflächen erreichbar, während die übrige Geometrie die typische additive Streuung behält. Für den Werkzeug- und Formenbau entsteht damit ein hybrider Ansatz: additive Freiheit dort, wo es um komplexe Geometrien und Kühlkanäle geht, kombiniert mit klassischer Zerspanung dort, wo Passung, Dichtung und Referenzgenauigkeit entscheidend sind. Wenn Sie das konsequent berücksichtigen, lassen sich SLS-Teile prozesssicher in präzise Werkzeuge, Vorrichtungen und Serienumgebungen integrieren.

15. Welche Möglichkeiten zur optischen und funktionalen Veredelung gibt es (Färben, Lackieren, Beschichtungen, Galvanisieren)?

Rohteile aus dem SLS-Prozess haben eine matte, leicht körnige Oberfläche mit homogener, aber technisch anmutender Optik. Für viele Vorrichtungen, Formaufnahmen und intern genutzte Komponenten ist das ausreichend, für sichtbare Gehäuse, Bedienoberflächen oder repräsentative Muster jedoch oft nicht. Veredelungsverfahren setzen genau hier an: Sie verändern Farbe, Haptik und Oberflächenstruktur und können gleichzeitig funktionale Eigenschaften wie Dichtigkeit, Reinigbarkeit, Reibung oder elektrische Leitfähigkeit beeinflussen. Entscheidend ist, früh zu klären, ob die Veredelung primär optisch oder funktional wirken soll – oder beides.

Das Färben von SLS-Teilen, meist per Tauchfärbung, ist der einfachste Schritt zur optischen Veredelung. Dabei dringt die Farbe einige Zehntelmillimeter in die offene Oberfläche ein, sodass Kratzer nicht sofort den Grundwerkstoff freilegen. Die natürliche Rauheit bleibt grundsätzlich erhalten, lediglich der Farbeindruck wird homogener. Der Einfluss auf Maße ist minimal, dafür sind Farbtöne und Reproduzierbarkeit von der Materialcharge und der Vorbehandlung abhängig; für streng definierte Corporate-Farben ist Färben daher eher als „nahe Annäherung“ zu sehen, nicht als absoluter Farbstandard.

Lackieren geht deutlich weiter, sowohl optisch als auch in Bezug auf die Oberflächenstruktur. Nach einer vorbereitenden Behandlung (Reinigen, Strahlen, gegebenenfalls Füller/Primer) wird eine geschlossene Lackschicht aufgebaut, die die Rauheit nivelliert und Glanzgrad, Farbe und Oberflächenhaptik nahezu frei wählbar macht. Auf diese Weise lassen sich SLS-Teile optisch sehr nah an hochwertige Spritzgussteile heranführen, inklusive spezieller Effekte wie Soft-Touch oder Metallic-Look. Der Preis ist eine zusätzliche Schichtdicke im Bereich einiger Zehntelmillimeter, die bei Passflächen, Clips und Schnapphaken konstruktiv einkalkuliert werden muss, um Klemmen oder Funktionsverlust zu vermeiden.

Funktionale Beschichtungen auf polymerer oder hybrider Basis adressieren spezifische Anforderungen, etwa Medienbeständigkeit, Abrieb, Reibung oder ESD-Verhalten. Möglich sind beispielsweise Imprägnierungen zur Porenversiegelung, die das Eindringen von Flüssigkeiten reduzieren und die Reinigbarkeit verbessern, oder Gleit- und Antihaftbeschichtungen (PTFE-, PFA-ähnliche Systeme) für Gleitbereiche in Vorrichtungen. Zusätzlich kommen leitfähige oder ableitfähige Schichten in Frage, um SLS-Teile in ESD-kritischen Bereichen einsetzbar zu machen; hier werden meist leitfähige Lacke oder Dünnschichtsysteme verwendet, die eine definierte Oberflächenleitfähigkeit herstellen, ohne die Geometrie massiv zu verändern.

Das Galvanisieren von SLS-Kunststoff ist eine Sonderform der Beschichtung, bei der die Oberfläche zunächst chemisch aktiviert und mit einer leitfähigen Zwischenschicht (zum Beispiel chemisch Nickel/Kupfer) belegt wird, bevor galvanisch Metall (Nickel, Chrom, andere Dekorschichten) aufgetragen wird. Ergebnis ist eine metallisch glänzende, deutlich härtere und steifere Außenschicht, die sowohl optische als auch funktionale Vorteile bieten kann. Typische Anwendungen sind Designmuster für später verchromte Spritzgussteile, reflektierende Oberflächen oder Abschirmgehäuse. Grenzen ergeben sich aus der Porosität des Grundmaterials, der Gefahr von Delamination bei starken Verformungen und dem zusätzlichen Gewicht; filigrane Clips oder Schnapphaken sind für vollflächige Galvanik nur bedingt geeignet.

Auswahl der Veredelung nach Einsatzfall

Für die Auswahl der passenden Veredelung hat sich eine klare Trennung nach Einsatzszenario bewährt. Für interne Vorrichtungen und Formaufnahmen reicht oft Färben in Kombination mit Strahlen, um eine robuste, gut erkennbare Oberfläche zu erhalten und verschiedene Varianten farblich zu codieren. Für sichtbare Gehäuseteile, Bedienfelder oder Kundenmuster sind Lackieren oder chemisches Glätten mit anschließender Lackierung sinnvoll, weil sie eine hochwertige Haptik und klar definierte Oberflächenoptik ermöglichen. Wo Medienbeständigkeit, Abrieb oder ESD-Schutz im Vordergrund stehen, sind gezielte funktionale Beschichtungen sinnvoller als reine Dekorlacke; Galvanik ist dann ein Spezialfall, wenn zusätzlich metallisches Erscheinungsbild oder Abschirmung gefordert werden.

Ein Praxisbeispiel aus einer Spritzgießfertigung: Für eine automatisierte Prüflinie wurden SLS-Handlingtrays für Kunststoffformteile eingesetzt. Die Trays wurden zunächst gestrahlt und schwarz gefärbt, um einen hohen Kontrast zu den häufig hellen Spritzgussteilen zu erzielen und Kameraprozesse zu unterstützen. Da der Einsatzbereich im ESD-kritischen Umfeld lag, erhielten ausgewählte Kontaktbereiche zusätzlich eine leitfähige ESD-Beschichtung, während die restliche Geometrie unverändert blieb. So ließen sich optische Anforderungen, Handhabung und ESD-Schutz kombinieren, ohne das Toleranzkonzept der Aufnahmen zu gefährden.

Ein weiteres Beispiel aus dem Rapid-Tooling: SLS-Formeinsätze für ein Vorserienwerkzeug wurden an der Kavitätsoberfläche chemisch geglättet und anschließend selektiv beschichtet, um die Reinigbarkeit zu verbessern und Anhaftungen bei einem klebrigen TPE zu reduzieren. Die Schnittstellen zum metallischen Formaufbau blieben unbehandelt und wurden klassisch spanend bearbeitet, um Passungen und Dichtflächen exakt einzuhalten. Die Kombination aus additiv erzeugter Geometrie, gezielter Oberflächenveredelung in der Kavität und präzise bearbeiteten Anschlussflächen führte zu einem Einsatz, der sowohl prozesssicher im Werkzeug lief als auch realistische Rückschlüsse auf das spätere Serienverhalten im Spritzguss zuließ. Wenn Veredelung, Konstruktion und Toleranzkonzept so abgestimmt sind, wird SLS auch in anspruchsvollen B2B-Anwendungen zu einer vollwertigen Option für optisch und funktional hochwertige Bauteile.

16. Wie dicht sind SLS-Bauteile standardmäßig – und wann brauche ich eine Imprägnierung, um Dichtigkeit gegenüber Gasen oder Flüssigkeiten zu gewährleisten?

Standardmäßig sind SLS-Bauteile nicht vollständig dicht, sondern weisen eine prozessbedingte Porosität auf. Obwohl der Verdichtungsgrad moderner PA12- oder PA3200GF-SLS-Systeme hoch ist, bleibt immer ein Netzwerk aus Mikroporen und Grenzflächen zwischen den verschmolzenen Pulverkörnern bestehen. Für trockene Anwendungen, Abdeckungen oder nicht druckführende Gehäuse ist das unkritisch, für flüssigkeits- oder gasführende Komponenten führt diese Mikrostruktur jedoch zu messbarer Permeation und im Extremfall zu sichtbaren Leckagen.

Die praktische Dichtheit hängt stark von Medium, Druckniveau, Wandstärke und Einwirkdauer ab. Wasser oder Öle bei geringem statischem Druck und kurzem Kontakt (Reinigung, Spritzwasser) sind in vielen Fällen problemlos, weil ein eventuelles Durchsickern langsam und lokal begrenzt bleibt. Druckluft, Vakuum oder niederviskose Medien verhalten sich anders: Gase finden deutlich schneller ihren Weg durch das Porennetz, wodurch SLS-Teile bereits bei relativ niedrigen Differenzdrücken nicht mehr als „dicht“ im klassischen Sinne gelten. Für echte Druckdichtheit über längere Zeiträume reicht die Rohstruktur daher nur in wenigen, sehr moderaten Anwendungsfällen aus.

Im Werkzeug- und Vorrichtungsbau werden SLS-Teile häufig als Träger, Aufnahmen oder Gehäuse eingesetzt, ohne dass sie Medien dauerhaft halten müssen. In diesen Fällen genügt die Standarddichtheit vollständig, auch wenn gelegentlich Reiniger, Kühlmittel oder Schmierstoffe auf die Oberflächen treffen. Kritischer sind Bauteile, die Medien führen oder trennen sollen – beispielsweise Kühlkanäle in Rapid-Tooling-Einsätzen, pneumatische Verteiler, Vakuumaufnahmen, Fluidverteiler oder Sensorgehäuse, in denen Feuchtigkeit oder Gaszutritt absolut unerwünscht ist. Hier sollte die Dichtheitsanforderung immer explizit mit dem Fertiger abgestimmt werden, statt stillschweigend von „dicht wie Spritzguss“ auszugehen.

Wann ist eine Imprägnierung notwendig – und welche Alternativen gibt es?

Als Faustregel gilt: Sobald ein SLS-Bauteil dauerhaft Druckdifferenzen aufnehmen, Medien zuverlässig zurückhalten oder eine definierte Leckagerate einhalten muss, ist eine Imprägnierung oder eine alternative Abdichtungslösung ein Thema. Typische Auslöser sind:

• Druckführende Medien (Druckluft, Öle, Wasser) mit signifikanten Differenzdrücken oder Vakuumanwendungen, bei denen Leckage sofort prozessrelevant ist.
• Langzeitkontakt mit Flüssigkeiten, insbesondere niederviskosen Medien oder aggressiven Chemikalien, bei denen ein permanentes „Schwitzen“ durch die Wand unzulässig ist.
• Anforderungen an Sauberkeit und Medienbarriere (z. B. kein Eindringen von Reinigungsmedien oder kein Austreten von Inhalt in sensiblen Bereichen).
• Bauteile, die als Dichtkörper fungieren sollen (Kammern, Reservoirs, Verteilerblöcke), nicht nur als Gehäuse oder Abdeckung.

Die klassische Imprägnierung erfolgt meist durch Vakuum- oder Drucktränkung mit einem niedrigviskosen Polymer- oder Harzsystem, das in die offenen Poren des SLS-Werkstoffs eindringt und dort aushärtet. Dadurch wird das Porennetz weitgehend verschlossen und die Permeation stark reduziert; SLS-Teile können so signifikant dichter gegenüber Gasen und Flüssigkeiten werden. In der Konstruktion muss berücksichtigt werden, dass die Imprägnierung nur dort wirken kann, wo die Poren zugänglich sind – geschlossene Hohlräume ohne Zugang werden nicht oder nur unvollständig durchdrungen. Außerdem ist die Medienbeständigkeit des Imprägnierharzes gegenüber den später eingesetzten Medien mit zu betrachten.

Alternativ oder ergänzend kommen Beschichtungen zum Einsatz, etwa Versiegelungslacke, chemisches Glätten mit anschließender Versiegelung oder dünne Polymer- oder Metallbeschichtungen, wie sie auch im Kontext von SLS Oberflächenqualität und Nachbearbeitung genutzt werden. Solche Schichten schließen die oberflächennahe Porosität und verbessern die Reinigbarkeit, erreichen aber je nach Schichtdicke und Integrität nicht immer das Dichtheitsniveau einer tiefen Imprägnierung. Für Anwendungen mit Spritzwasser, Reinigungsmedien oder geringer Druckbelastung können sie ausreichend sein, für Vakuum- oder Hochdruckszenarien in der Regel nicht.

In der Praxis hat sich daher ein gestuftes Vorgehen etabliert: Für drucklose Behälter, einfache Spül- oder Reinigungsmedien und kurzzeitige Flüssigkeitskontakte werden SLS-Teile oft ohne zusätzliche Maßnahmen eingesetzt, eventuell mit einer einfachen Versiegelung der Innenseiten. Für pneumatische Anbindungen, Vakuumaufnahmen oder Kühlkanäle mit höherem Druck werden die Bauteile entweder imprägniert oder konstruktiv so ausgelegt, dass kritische Medienwege über metallische Einsätze, O-Ring-Sitze oder separate dichtende Elemente geführt werden. SLS bildet dann den komplexen Geometrie-Träger, während die eigentliche Dichtung durch klassische Dichtelemente erfolgt.

Ein Beispiel aus der Automatisierung: Ein Handling-Greifer sollte Vakuum über einen komplexen Kanalkörper aus SLS-PA12 verteilen. Im ersten Aufbau ohne Imprägnierung stellte sich im Test eine Leckrate ein, die zwar gering, für die angestrebte Prozesssicherheit aber deutlich zu hoch war. Nach Vakuum-Imprägnierung des SLS-Körpers mit einem Harzsystem sank die Leckrate um Größenordnungen, der Greifer konnte im Serienbetrieb eingesetzt werden. In einer späteren Optimierung wurden zusätzlich O-Ring-Sitze und metallische Anschlussstücke integriert, um Dichtflächen klar zu definieren und den Einsatzbereich weiter abzusichern.

Im Rapid-Tooling-Umfeld ist die Fragestellung ähnlich: SLS-Formeinsätze mit konturnaher Kühlung können bei moderaten Werkzeugdrücken und Wassertemperaturen über viele Schuss dicht genug sein, ohne dass sichtbare Leckagen auftreten. Wenn jedoch dauerhaft hohe Kühlwasserdruckniveaus oder Medien mit niedriger Viskosität gefahren werden, erhöht eine Imprägnierung die Sicherheit, dass weder ins Werkzeuginnere noch nach außen Medien austreten. Bei sehr hohen Anforderungen an Dichtheit und Standzeit werden SLS-Strukturen häufig mit metallischen Rohren, Einschraubstutzen oder gelöteten/gedichteten Einsätzen kombiniert, sodass das SLS primär die Geometrie und Wärmeführung bestimmt, während die Dichtfunktion klassisch abgesichert wird.

In Summe sind SLS-Bauteile im Standard nicht „tankdicht“ oder „gasdicht“ im Sinn eines geschlossenen, homogenen Spritzgussteils. Sie können in vielen Anwendungen trotzdem problemlos eingesetzt werden, solange Medienkontakt, Druckniveau und Leckagerisiko realistisch bewertet sind. Dort, wo Dichtigkeit eine zentrale Funktion ist, sollten Sie früh entscheiden, ob eine Imprägnierung, eine Versiegelungsschicht oder ein hybrides Dichtkonzept mit O-Ringen, Einsätzen und spanend bearbeiteten Dichtflächen der passende Weg ist – und den SLS-Prozess entsprechend auslegen lassen.

17. Für welche Stückzahlen ist SLS wirtschaftlich sinnvoll, und ab welchem Volumen empfehlen Sie den Wechsel z. B. auf Spritzguss?

Wirtschaftlich betrachtet unterscheiden sich SLS und Spritzguss vor allem in der Verteilung von Fixkosten und Stückkosten. Beim selektiven Lasersintern fallen praktisch keine Werkzeugkosten an, dafür sind die Stückkosten durch Maschinenzeit, Pulver und Nacharbeit relativ hoch und sinken mit der Stückzahl nur begrenzt. Beim Spritzguss ist es umgekehrt: hohe Werkzeugkosten am Anfang, dafür sehr niedrige variable Kosten pro Teil, sobald das Serienwerkzeug läuft. Die zentrale Frage lautet daher nicht „SLS oder Spritzguss?“, sondern „bei welcher erwarteten Gesamtstückzahl und Laufzeit amortisiert sich das Werkzeug?“.

Für Prototypen, Funktionsmuster, Designstudien und erste Nullserien ist SLS nahezu immer die wirtschaftlichere Wahl. Typische Bauteilstückzahlen in diesen Phasen liegen im Bereich von wenigen Einzelteilen bis zu einigen Dutzend oder wenigen Hundert Teilen. In diesem Bereich dominieren Änderungszyklen, kurze Lieferzeiten und die Flexibilität, Geometrien schnell anzupassen. Würden Sie dafür bereits ein aufwendiges Spritzgießwerkzeug bauen (insbesondere mit Heißkanal, Mehrkavitätenwerkzeug, Hartbearbeitung etc.), wäre die Amortisation kaum zu rechtfertigen, weil das Werkzeug oft noch vor Serienreife mehrfach umgebaut werden müsste.

Ab einer gewissen Stückzahl kippt das Bild. Der Break-even zwischen SLS und Spritzguss hängt stark von Teilegröße, Material, Komplexität und geforderter Oberflächenqualität ab, liegt in der Praxis aber häufig im Bereich einiger Hundert bis weniger Tausend Teile pro Artikel. Entscheidend ist, wie hoch die zu erwartenden Stückkosten im Spritzguss inklusive Werkzeugabschreibung über die geplante Laufzeit sind. Bei einfachen, kleinen Bauteilen mit günstigen Werkzeugen ist der Wechsel schon bei wenigen Hundert Teilen sinnvoll, bei sehr komplexen Geometrien mit teuren Werkzeugen kann SLS – oder ein Rapid-Tooling-Konzept – durchaus bis in den niedrigen Tausenderbereich hinein wirtschaftlich sein.

Stückzahlbereiche und typische Szenarien

Grob lassen sich die üblichen Stückzahlbereiche wie folgt einordnen (Richtwerte, keine starren Grenzen):

• Bis etwa 50–100 Teile: SLS klar im Vorteil (Prototypen, Funktionsmuster, Versuchsstände, Vorrichtungen, interne Komponenten).
• Etwa 100–500 Teile: SLS oft noch wirtschaftlich, besonders bei komplexen Geometrien und wenn sich Änderungen am Design abzeichnen; alternativ Prototypenwerkzeug bzw. Rapid Tooling mit begrenzter Standzeit.
• Etwa 500–2 000 Teile: Übergangszone; wirtschaftliche Bewertung nötig. Für einfache Teile lohnt sich häufig bereits ein einfaches Spritzgießwerkzeug, für komplexe, geometriefreudige Teile kann ein SLS-basierter Ansatz (inklusive spanender Nachbearbeitung) noch tragfähig sein.
• Ab etwa 2 000–5 000 Teile und aufwärts: In vielen Fällen ist ein Spritzguss-Serienwerkzeug wirtschaftlich überlegen, insbesondere wenn eine robuste Serienfertigung mit kurzen Zykluszeiten und definierter Oberflächenqualität gefordert ist.

Diese Einordnung verschiebt sich, sobald mehrere Varianten, Familienwerkzeuge oder stark schwankende Bedarfe ins Spiel kommen. Wenn beispielsweise viele Varianten eines Bauteils mit jeweils kleinen Stückzahlen benötigt werden, kann SLS trotz höherer Stückkosten wirtschaftlicher sein als mehrere Variantenwerkzeuge. Umgekehrt führen Etagenwerkzeuge oder hochoptimierte Mehrkavitätenkonzepte dazu, dass der Break-even zugunsten des Spritzgusses früher erreicht wird, weil die Werkzeugkosten auf sehr viele Teile verteilt werden.

In der Praxis spielen neben der reinen Stückzahl weitere Faktoren eine entscheidende Rolle. Dazu gehören Bauteilabmessungen (Bauraumausnutzung im SLS), Materialanforderungen (Hochtemperatur, Medienkontakt), benötigte Oberflächenqualität und Toleranzen sowie die Frage, ob die Geometrie bereits „eingefroren“ ist oder noch in Entwicklung. Solange Sie konstruktiv noch größere Änderungen erwarten, ist es wirtschaftlich sinnvoller, länger mit SLS zu arbeiten und das Serienwerkzeug erst zu beauftragen, wenn die Formdaten stabil sind. In dieser Übergangsphase bieten SLS-Vorserien und Rapid-Tooling-Lösungen die Möglichkeit, echte Prozesse zu fahren, ohne das endgültige Werkzeug bereits vollständig auszureizen.

Ein Mikro-Case aus der Automobilindustrie verdeutlicht das: Ein Zulieferer entwickelt ein Innenraum-Bauteil mit mehreren Rast- und Clipsfunktionen. In der Konzeptphase werden rund 30–50 SLS-Teile gefertigt, um Bauraum und Haptik zu prüfen. Anschließend folgen etwa 200–300 Funktionsmuster, ebenfalls aus SLS, um Ein- und Ausbau, Crashverhalten und Toleranzketten im Fahrzeug zu validieren. Erst als die Geometrie stabil ist, wird ein Prototypenwerkzeug mit begrenzter Standzeit aufgebaut, mit dem weitere 500–1 000 Teile im späteren Serienmaterial und mit realistischer Werkzeugkühlung gespritzt werden. Für die geplante Serienmenge im sechsstelligen Bereich wird danach ein vollwertiges Serienwerkzeug ausgelegt. Wirtschaftlich wäre ein direkter Sprung von SLS zum Serienwerkzeug zu früh gewesen; die zusätzliche Zwischenstufe spart Änderungskosten und reduziert Risiko.

Aus Sicht des Werkzeug- und Formenbaus macht es Sinn, SLS strategisch als Ergänzung einzusetzen: SLS für frühe Phasen und Kleinserien, Rapid Tooling und Prototypenwerkzeuge als Brücke, Spritzguss-Serienwerkzeuge ab klar definierter Stückzahl und Lebensdauer. Gleichzeitig kann SLS im Umfeld des Serienwerkzeugs dauerhaft wirtschaftlich bleiben – etwa für Hilfsvorrichtungen, Handlingsaufnahmen, Prüflehren, Ersatzkavitäten mit spezieller Kühlung oder temporäre Änderungswerkzeuge. Die Frage „ab wann Spritzguss?“ stellt sich dann nicht mehr generell, sondern pro Bauteil und Funktionsgruppe.

Wenn Sie Ihre Projekte wirtschaftlich planen wollen, empfiehlt sich daher eine einfache Daumenregel: Für Einzelteile, Versuche und Kleinserien bis einige Dutzend oder wenige Hundert Teile ist SLS praktisch gesetzt. Zwischen einigen Hundert und etwa 2 000 Teilen lohnt eine gezielte Break-even-Betrachtung unter Einbeziehung von Werkzeugkosten, erwarteter Lebensdauer, Oberflächenanforderungen und Änderungsrisiko. Oberhalb dieses Bereichs führt an einem Spritzguss-Serienwerkzeug – eventuell stufenweise über ein einfaches Vorserienwerkzeug – meist kein Weg vorbei, wenn Sie die Stückkosten im Griff behalten und gleichzeitig die Prozesssicherheit in der Serienfertigung gewährleisten wollen.

18.Wie setzt sich der Preis eines SLS-Bauteils zusammen (Bauraum, Material, Rüstkosten, Nachbearbeitung) und welche Stellschrauben habe ich, um die Kosten zu senken?

Der Preis eines SLS-Bauteils ergibt sich im Kern aus vier Blöcken: Bauraumkosten, Materialeinsatz, Rüstkosten und der gewünschten Nachbearbeitung. Anders als im Spritzguss spielt nicht nur das einzelne Bauteil, sondern der gesamte Baujob eine Rolle, weil Maschine, Pulver und Prozesszeit immer für den kompletten Bauraum laufen. Je besser Ihre Teile in diesen Gesamtjob „passen“, desto niedriger werden am Ende die Stückkosten. Die Konstruktion hat damit direkten Einfluss auf die wirtschaftliche Seite, nicht nur auf Funktion und Qualität.

Die Bauraumkosten bilden normalerweise den größten Anteil. Der Maschinenstundensatz eines industriellen SLS-Systems ist hoch, und die verfügbare Zeit pro Schicht fließt in den Preis ein. Viele Anbieter rechnen intern mit einem Preis pro Kubikzentimeter belegtem Bauraum oder pro Kilogramm Bauteil plus Zuschlägen. Große Bauhöhen, wenig dicht gepackte Jobs oder viele sehr sperrige Teile treiben die Kosten, selbst wenn das Einzelteil an sich relativ leicht ist. Konstruktionen, die kompakte, gut stapel- und nestbare Geometrien erlauben, helfen dem Fertiger, den Bauraum effizient zu nutzen – das wirkt sich direkt positiv auf Ihr Angebot aus.

Der Materialanteil bemisst sich einerseits über das tatsächliche Bauteilvolumen, andererseits über das Pulvermischungsverhältnis aus Frischmaterial und Rezyklat. Dickwandige, massiv konstruierte Bauteile verbrauchen unnötig Pulver und verkürzen gleichzeitig die mögliche Wiederverwendung des Restpulvers im Bauraum. Wenn Sie dagegen mit funktionalen, aber schlanken Wandstärken arbeiten und Hohlräume oder Rippenstrukturen nutzen, reduzieren Sie sowohl das Bauteilgewicht als auch den Materialanteil pro Baujob. Die Grenze ist dort erreicht, wo Stabilität, Entpulverbarkeit und Funktion leiden – hier hilft eine konstruktive Optimierung, statt pauschal „dicker zu machen“.

Rüstkosten fallen bei jedem neuen Baujob an, unabhängig davon, wie viele Teile im Job liegen. Dazu gehören Datencheck, Jobvorbereitung, Maschinenreinigung, Befüllen und das Handling vor und nach dem Bau. Wenn Sie 5 Teile oder 50 Teile eines Typs in einem Rüstvorgang fertigen lassen, verteilen sich diese Fixkosten sehr unterschiedlich auf die Stückzahl. Kleine, häufig wiederkehrende Abrufe mit jeweils wenigen Teilen sind deshalb deutlich teurer pro Stück als gebündelte Losgrößen. Aus Projektsicht lohnt es sich, den realen Bedarf über einen Zeitraum zusammenzufassen, statt in sehr kleinteiligen Abrufen zu denken.

Die Nachbearbeitung ist der zweite große Kostentreiber neben dem Bauraum. Entpulvern, Strahlen, gegebenenfalls Gleitschleifen, chemisches Glätten, Färben, Lackieren oder sogar spanende Bearbeitungsschritte schlagen mit Arbeitszeit und gegebenenfalls Anlagenkosten zu Buche. Je höher Ihre Anforderungen an Oberflächen, Maßgenauigkeit und Optik, desto mehr Bearbeitungsschritte sind nötig. Eine Rohoberfläche mit einfachem Strahlen ist deutlich günstiger als eine Kombination aus chemischem Glätten, Lackierung und mechanischer Nacharbeit von Passflächen. Auch Prüf- und Messaufwand (Erstbemusterung, Serienmessung) kann bei engen Spezifikationen relevant werden, wird aber oft separat ausgewiesen.

Stellschrauben zur Kostensenkung

Aus diesen Kostentreibern ergeben sich mehrere Stellhebel, mit denen Sie den Preis Ihres SLS-Bauteils beeinflussen können:

• Geometrie für Bauraumeffizienz auslegen: Kompakte, gut stapelbare Formen, Vermeidung extrem langer Ausleger und sehr flacher, großflächiger Platten; Bauteile so konstruieren, dass sie sinnvoll gedreht und verdichtet im Bauraum platziert werden können.
• Wandstärken und Volumen optimieren: Tragende Bereiche bewusst auslegen, massive Blöcke durch Rippen- oder Shell-Strukturen ersetzen, kritische Zonen verstärken statt das gesamte Bauteil „auf Verdacht“ aufzudicken.
• Losgrößen bündeln und Varianten reduzieren: Möglichst viele identische Teile oder Varianten pro Baujob abrufen, um Rüstkosten zu verteilen; Prüfen, ob sich Varianten konstruktiv konsolidieren oder über Inserts/Labels differenzieren lassen.
• Nachbearbeitung gezielt differenzieren: Funktionsflächen und Sichtbereiche hochwertig ausführen, unkritische Flächen mit minimaler Nachbearbeitung belassen; chemisches Glätten und Lackieren nur dort einsetzen, wo es technisch oder optisch zwingend notwendig ist.
• Toleranzen und Anforderungen realistisch definieren: Nicht jeder Vorrichtungsklotz braucht Spritzguss-Niveau; wo ±0,2 Millimeter genügen, sollten sie nicht „automatisch“ engere Toleranzfelder spezifizieren, die zusätzliche Bearbeitung erfordern.

Ein Praxisbeispiel aus dem Vorrichtungsbau zeigt die Wirkung dieser Stellschrauben deutlich: Ein Werk nutzte zunächst massive SLS-Aufnahmeblöcke mit hohen Wandstärken, vollflächig geglättet und lackiert. Die Stückkosten waren entsprechend hoch, die Durchlaufzeiten lang. In einem Optimierungsprojekt wurden die Bauteile auf einen rippenversteiften Hohlaufbau umgestellt, Funktionsflächen gezielt als bearbeitete Inseln ausgeführt und nur die Kontakt- und Bedienbereiche gleitgeschliffen, der Rest lediglich gestrahlt. Gleichzeitig wurden Abrufe gebündelt, sodass anstatt fünf Baujobs mit jeweils zehn Teilen ein Baujob mit fünfzig Teilen gefahren wurde. Die Stückkosten sanken im Ergebnis um deutlich über 30 Prozent, bei identischer Funktion.

Aus Sicht von Projektleitern und Konstrukteuren lohnt es sich, Angebote nicht nur auf den Einzelteilpreis zu reduzieren, sondern gezielt die Kostentreiber zu hinterfragen: Wie ist der Bauraumanteil? Welche Nachbearbeitungsstufen sind eingeplant? Gibt es Spielraum, Toleranzen oder Oberflächenanforderungen an unkritischen Bereichen zu entspannen? In vielen Fällen liegt die größte Hebelwirkung nicht im Verhandeln von Rabatten, sondern im gemeinsamen Optimieren von Geometrie, Losgrößen und Nachbearbeitung mit dem SLS-Partner.

Langfristig fügt sich die Kostenfrage in die übergeordnete Entscheidung ein, bis zu welchen Stückzahlen SLS sinnvoll ist und ab wann ein SLS Wirtschaftlichkeit Stückzahlen-Break-even zugunsten des Spritzgusses erreicht wird. Wenn Sie die Kostenstruktur eines SLS-Bauteils verstanden haben, können Sie deutlich fundierter entscheiden, ob Sie noch eine Iteration im SLS fahren oder bereits in ein Prototypen- oder Serienwerkzeug investieren. Genau an dieser Schnittstelle entscheidet sich, ob additive Fertigung im Projektverlauf ein Kostentreiber bleibt – oder zu einem sehr gezielt eingesetzten Werkzeug in Ihrem Gesamtportfolio wird.

19. Mit welchen typischen Lieferzeiten muss ich für Prototypen und Kleinserien rechnen und was beeinflusst diese Lieferzeit am stärksten?

Für SLS-Projekte im industriellen Umfeld liegen die typischen Lieferzeiten für Prototypen meist im Bereich weniger Tage, für Kleinserien eher im Bereich von ein bis wenigen Wochen. Der große Vorteil des SLS gegenüber klassischen Spritzgießwerkzeugen ist der Wegfall der Werkzeugherstellung – trotzdem ist es kein „Overnight-Drucker“ ohne Randbedingungen. Entscheidend ist, wie gut Ihre Bauteile in die Baujobplanung und die vorhandenen Nachbearbeitungsprozesse passen und ob die 3D-Daten ohne Zusatzaufwand verarbeitet werden können.

Für reine Prototypen mit Standardmaterial (beispielsweise PA12), ohne umfangreiche Nachbearbeitung und mit sauberen STL-Daten sind Lieferzeiten von etwa zwei bis fünf Arbeitstagen vielfach realistisch. In diesem Bereich läuft der Prozess schematisch so ab: Datencheck, Jobplanung, Baujob im nächsten freien Bauraumfenster, Entpulvern, Strahlen und Versand. Sobald zusätzliche Schritte hinzukommen – etwa chemisches Glätten, Färben, spanende Bearbeitung, Messprotokolle – verlängert sich die Durchlaufzeit entsprechend, weil weitere Maschinen und Ressourcen disponiert werden müssen.

Bei Kleinserien mit einigen Dutzend bis mehreren Hundert Teilen kommen zwei Effekte hinzu: Zum einen steigt die reine Bearbeitungszeit für Entpulvern, Strahlen, Sichtkontrolle und Verpackung, zum anderen lohnt es sich für den Fertiger meist, die Teile in einen optimal gefüllten Bauraum zu integrieren. Wenn Ihre Serie nicht kritisch terminiert ist, wird sie häufig in Sammeljobs mit anderen Kundenbauteilen kombiniert, um Bauraumauslastung und Pulvereffizienz zu optimieren. Das ist wirtschaftlich sinnvoll, kostet aber Zeit. Für solche Kleinserien sind Lieferzeiten von etwa einer bis drei Wochen je nach Umfang, Material und Nachbearbeitung ein praxisnaher Orientierungsbereich.

Einflussfaktoren auf die Lieferzeit

Der stärkste Einflussfaktor ist die verfügbare Kapazität im Bauraum und die aktuelle Jobplanung. SLS-Anlagen laufen im industriellen Umfeld typischerweise nahezu im Dauerbetrieb, einzelne Baujobs belegen den Bauraum oft über viele Stunden oder eine ganze Schicht. Wenn Ihr Projekt genau dann kommt, wenn gerade ein großer Job gestartet wurde, rutscht es automatisch auf den nächsten freien Slot. Projekte, die sich geometrisch gut in vorhandene Joblayouts einfügen, lassen sich schneller „einschieben“ als sperrige, bauraumfüllende Geometrien. Schlanke, gut platzierbare Bauteile sind deshalb nicht nur material-, sondern auch zeitökonomisch im Vorteil.

Ein weiterer Hebel ist die Qualität und Vollständigkeit Ihrer 3D-Daten. Wenn Sie geprüfte, druckfähige STL- oder CAD-Daten liefern, reduziert das den Aufwand im Datencheck deutlich. Offene Volumen, falsche Einheiten, zu grobe Triangulierung oder kritische Wandstärken führen dagegen zu Rückfragen, Korrekturschleifen und damit zu Verzögerungen noch bevor der erste Layer gebaut ist. In vielen Fällen gehen ein bis zwei Tage allein durch Klärungen zwischen Konstruktion, Einkauf und Fertiger verloren – Zeit, die formal nicht „im Prozess“ liegt, aber die wahrgenommene Lieferzeit massiv beeinflusst. Wer hier sauber arbeitet, verkürzt den Vorlauf spürbar.

Die gewünschte Nachbearbeitung ist der nächste große Einflussfaktor. Ein Bauteil, das nur entpulvert und gestrahlt wird, kann häufig unmittelbar nach dem Baujob in den Versand. Sobald Gleitschleifen, chemisches Glätten, Färben, Lackieren oder spanende Bearbeitungsschritte (Bohren, Fräsen, Gewinde) hinzukommen, werden weitere Anlagen und Fachabteilungen eingebunden, oft mit eigenen Kapazitätsengpässen. Besonders chemische Glättprozesse und hochwertige Lackierungen laufen in vielen Betrieben in Batches, vergleichbar mit Wärmebehandlungen im Werkzeugbau. Wenn Ihr Bauteil einen dieser Batches verpasst, verlängert sich die Lieferzeit typischerweise um den jeweiligen Takt.

Auch die geforderte Dokumentation spielt eine Rolle. Wenn Sie Erstmusterprüfberichte, Messprotokolle oder definierte Prüfaufwände verlangen, muss dafür Messtechnikzeit eingeplant werden. Gerade bei Kleinserien, die an Serienprozesse im Spritzguss angelehnt sind, wird SLS häufig mit demselben Anspruch bewertet. Dann ist nicht der Druck, sondern die komplette Abwicklung inklusive Qualitätssicherung der Taktgeber. In der Praxis ist es sinnvoll, sehr genau zu unterscheiden, welche Teile wirklich voll vermessen werden müssen und wo Stichproben oder einfache Funktionsprüfungen ausreichen.

Ein Praxisbeispiel aus der Spritzgießfertigung: Für eine neue Prüfvorrichtung wurden SLS-Aufnahmen benötigt, um Bauteile aus einem Serienwerkzeug in der Linie zu referenzieren. Die Konstruktion stellte saubere STEP-Daten und eine klare Priorisierung zur Verfügung: mechanisch relevante Flächen, gewünschte Nachbearbeitung (Planfräsen, Bohrungen), einfache Strahloberfläche, keine Lackierung. Der SLS-Partner konnte die STL-Erstellung, den Baujob, die mechanische Nacharbeit und eine einfache Funktionsprüfung innerhalb einer Woche abwickeln. Bei einer späteren Variante mit zusätzlicher chemischer Glättung, Farbcodierung und detaillierter Messdokumentation verlängerte sich die Lieferzeit für einen ähnlichen Bauteilsatz auf knapp drei Wochen, obwohl die reine Bauzeit im Pulverbett nahezu identisch war.

Schließlich beeinflusst auch Ihr Bestellverhalten die Lieferzeit. Kleinste Abrufe im Tagesrhythmus sind organisatorisch und rüsttechnisch aufwendiger als gebündelte Bestellungen, bei denen mehrere Baujobs planbar hintereinander gefahren werden können. Wenn Sie Ihren Bedarf für Prototypen und Kleinserien möglichst früh und in sinnvollen Losgrößen anmelden, kann der SLS-Partner seine Baujobs, seine Materiallogistik und die Nachbearbeitungsressourcen besser glätten. In vielen Fällen führt das zu kürzeren und vor allem verlässlicheren Lieferzeiten, als wenn dringende Einzelabrufe immer wieder „dazwischengeschoben“ werden sollen.

In Summe bestimmen also nicht nur Maschinengeschwindigkeit und Schichtdicke die Lieferzeit, sondern das Zusammenspiel aus Datenqualität, Geometrie, Bauraumauslastung, Nachbearbeitung und organisatorischer Planung. Wenn Sie diese Faktoren in der Projektplanung berücksichtigen und früh mit dem SLS-Partner abstimmen, lassen sich Prototypen und Kleinserien in klar definierten Zeitfenstern realisieren – und die additive Fertigung wird zu einem planbaren Baustein in Ihrem Gesamtprozess, nicht zu einem schwer kalkulierbaren Engpass.

20. Können Sie nicht mehr verfügbare Ersatzteile anhand eines vorhandenen Musters (Reverse Engineering, 3D-Scan) nachbauen?

Nicht mehr verfügbare Ersatzteile lassen sich in vielen Fällen anhand eines vorhandenen Musters über Reverse Engineering und 3D-Scan nachbauen und anschließend im SLS-Verfahren fertigen. Der Schlüssel ist ein klar strukturierter Prozess: Zunächst wird das Musterteil vermessen und bewertet, danach wird eine digitale Geometrie aufgebaut, die konstruktiv und werkstofftechnisch zu Ihrem geplanten Einsatz im Betrieb passt. Erst am Ende steht der eigentliche SLS-Bau – und nicht umgekehrt. Wenn dieser Ablauf eingehalten wird, sind funktionsfähige Nachbauten für viele Bauteilklassen realistisch.

Am Anfang steht die Zustandsanalyse des Musterteils. Verschlissene Kanten, eingelaufene Führungen oder nachträglich angepasste Bohrungen dürfen nicht unkritisch eins zu eins übernommen werden, sonst rekonstruieren Sie den Verschleißzustand statt der Sollgeometrie. In der Praxis wird das Musterteil daher zunächst optisch und, sofern verfügbar, mit vorhandenen Zeichnungen oder Werkzeugdaten abgeglichen. Gleichzeitig klärt man Materialart, Einbaulage, Lastkollektive und Anforderungen an Temperatur-, Medien- und Verschleißbeständigkeit, um zu entscheiden, ob ein SLS-Kunststoffteil als direkter Funktionsersatz taugt oder nur als Prototyp bzw. Zwischenlösung geeignet ist.

Für die Geometrieerfassung kommen je nach Bauteiltyp unterschiedliche Scan- und Messverfahren zum Einsatz. Freiformteile, Griffe, Gehäuse oder komplexe Konturteile lassen sich gut mit optischen 3D-Scannern erfassen, die ein dichtes Polygonnetz erzeugen. Präzise Passflächen, Bohrungsachsen und Bezugsebenen werden oft zusätzlich mit klassischen Messmitteln oder Koordinatenmesstechnik aufgenommen, um später eine saubere, referenzierte CAD-Geometrie ableiten zu können. Bei innenliegenden Kanälen oder verdeckten Strukturen (etwa in Fluidverteilern oder dickwandigen Maschinenteilen) kann ein taktiles Vermessen oder im Extremfall ein CT-Scan notwendig werden, wenn die Geometrie funktional kritisch ist.

Aus dem Scan entsteht zunächst ein Flächen- oder Meshmodell, das sich noch nicht direkt als konstruktive Basis für Änderungen und Toleranzdefinition eignet. Daher folgt eine CAD-Rückführung, in der das polygonale Netz in saubere CAD-Elemente überführt wird: Ebenen, Zylinder, Radien, Freiformflächen. In diesem Schritt werden auch Verschleiß und Verzüge des Musterteils korrigiert, beispielsweise durch Ausgleich von eingelaufenen Führungskanten oder das Zurückführen von „eiförmig“ gewordenen Bohrungen auf zylindrische Sollkonturen. Das Ergebnis ist ein parametrisches oder zumindest topologisch sauberes CAD-Modell, auf dessen Basis Sie Passungen, Toleranzen und eventuelle Verbesserungen definieren können.

Im nächsten Schritt wird entschieden, wie nah das SLS-Ersatzteil am Originalmaterial liegen muss. War das Ursprungsteil bereits aus Kunststoff, lässt sich die Funktion häufig mit PA12, glasfaserverstärktem Polyamid oder einem anderen SLS-Material sehr gut abbilden. Bei metallischen Originalteilen muss klar getrennt werden: Handelt es sich um ein hoch belastetes, sicherheitsrelevantes Bauteil (z. B. tragende Maschinenteile), oder „nur“ um Führungen, Lagerleisten, Anschlagklötze, Abdeckungen, die primär Verschleiß und Positionierung übernehmen? Im zweiten Fall können SLS-Teile als Funktionsersatz sinnvoll sein, im ersten Fall oft nur als Muster oder als Basis für weitere Prozesse (beispielsweise als Urmodell für Guss oder als Lehre im Werkzeugbau).

Für den SLS-Bau selbst wird aus dem CAD-Modell eine prozessgerechte STL-Datei generiert, inklusive eventueller Bearbeitungszugaben auf Passflächen, Bohrungen oder Gewindeinseln. In vielen Reverse-Engineering-Projekten ist es sinnvoll, kritische Flächen im SLS nur endkonturnah abzubilden und anschließend spanend auf Endmaß zu bringen – so wie bei neu konstruierten SLS-Vorrichtungen auch. Das umfasst zum Beispiel H7-Passbohrungen, Auflageflächen für Formeinsätze, Dichtflächen oder präzise Referenzkanten. Das gedruckte Ersatzteil wird dadurch zu einer hybriden Komponente: komplexe Geometrie aus SLS, Genauigkeit aus klassischer Zerspanung.

Nach dem Bau und der Nachbearbeitung folgt die funktionale Erprobung im realen Einbau. In vielen Fällen wird zunächst ein einzelnes, nachgebautes Ersatzteil in eine Baugruppe integriert und im Betrieb beobachtet: Passt die Geometrie zu allen Gegenstücken? Verhält sich das Bauteil hinsichtlich Verschleiß und Temperaturstabilität wie erwartet? Müssen Radien, Fasen oder Freistiche angepasst werden, um Ein- und Ausbau zu erleichtern? Erst wenn diese Punkte geklärt sind, lohnt sich der Aufbau einer kleinen Serie, die als Ersatzteilpuffer in der Instandhaltung bereitgehalten wird.

Praxisbeispiele aus Werkzeug- und Formenbau sowie Automatisierung zeigen, dass sich auf diese Weise insbesondere verschlissene Kunststoffführungen, Handlinggriffe, Trays, Formaufnahmen, Abdeckungen und kleinere Gehäusekomponenten erfolgreich über SLS nachbauen lassen. In einer Verpackungslinie etwa wurden nicht mehr lieferbare Kunststoff-Gleitleisten einer älteren Zuführeinheit über Scan und CAD-Rückführung rekonstruiert und als PA12-SLS-Teile mit lokal verstärkten Querschnitten neu aufgelegt. Die Geometrie wurde dabei leicht optimiert, um Montage und Verschleißverhalten zu verbessern. Nach einer kurzen Erprobungsphase ließ sich der Ersatzteilbedarf für die komplette Linie langfristig aus der additiven Fertigung decken – unabhängig von ursprünglichen Lieferanten oder Werkzeugen.

Grenzen entstehen dort, wo die geforderte Genauigkeit deutlich unterhalb dessen liegt, was sich aus Scan, CAD-Rückführung und SLS plus Nachbearbeitung wirtschaftlich darstellen lässt, oder wo sicherheitsrelevante Funktionen an metallische Eigenschaften gebunden sind. Dann kann SLS dennoch eine wichtige Rolle spielen, etwa als Basis für ein neues Fräsmodell, als Prüfmittel zur Geometrievalidierung oder als temporäre Lösung, um eine Anlage in reduzierter Last am Laufen zu halten, bis ein konventionell gefertigter Ersatz verfügbar ist. Entscheidend ist, dass Reverse Engineering nicht nur als „Kopie im 3D-Drucker“ verstanden wird, sondern als vollständiger, ingenieurtechnischer Prozess von der Musteranalyse bis zur funktionsfähigen Ersatzteilgeometrie.

21. Wie stellen Sie den Schutz meiner vertraulichen CAD-Daten und Konstruktionsunterlagen sicher (Datensicherheit, NDA, interne Prozesse)?

Der Schutz vertraulicher CAD-Daten ist in der additiven Fertigung ein zentrales Thema, weil Sie damit nicht nur einzelne Bauteile, sondern oft komplette Funktionsprinzipien und Werkzeugkonzepte offenlegen. Ein professioneller SLS-Partner verankert den Schutz Ihrer Daten auf drei Ebenen: technische Informationssicherheit, rechtlich saubere Verträge und klar definierte interne Prozesse mit Zugriffskontrolle und Löschkonzept.

Technisch beginnt Datensicherheit bei der Art der Datenübertragung. Üblich sind verschlüsselte Upload-Portale oder SFTP-Verbindungen mit aktueller Transportverschlüsselung; reine E-Mail-Anhänge ohne Zusatzschutz sind für sensible Konstruktionsdaten in der Regel nicht akzeptabel. Auf Serverseite werden CAD- und STL-Daten auf getrennten, Zugriff-geschützten Systemen abgelegt, idealerweise mit Verschlüsselung „at rest“ und regelmäßigen, ebenfalls gesicherten Backups. In vielen Unternehmen ist die Datenhaltung auf Rechenzentren in klar definierten Rechtsräumen (beispielsweise EU/EWR) beschränkt, um Compliance-Vorgaben der Kunden zu erfüllen.

Ein zweiter technischer Baustein ist die feingranulare Zugriffskontrolle. Nicht jeder Mitarbeiter des Dienstleisters braucht Einblick in Ihre Konstruktionsdaten. Seriöse Anbieter arbeiten mit rollenbasierten Berechtigungskonzepten: Nur die konkret beteiligten Personen aus Arbeitsvorbereitung, Fertigung und Qualitätssicherung erhalten Zugriff, dieser wird protokolliert und regelmäßig überprüft. Externe Dienstleister (z. B. freie Konstrukteure) werden entweder nicht eingesetzt oder nur unter streng geregelten Rahmenbedingungen, bei denen der Zugriff auf Ihre Daten vertraglich und technisch weiter eingeschränkt ist.

NDA und vertragliche Regelungen

Die formale Grundlage bildet eine schriftliche Geheimhaltungsvereinbarung, meist in Form eines NDA oder als Teil eines Rahmenvertrags. Darin werden Zweck und Umfang der Datenweitergabe klar definiert: Welche Daten dürfen zu welchem Zweck verwendet werden, wie ist die Nutzung außerhalb des konkreten Projekts ausgeschlossen, und wem gehören die daraus entstehenden Ergebnisse. Ebenso wichtig sind Regelungen zur Weitergabe an Unterlieferanten, zur Dauer der Geheimhaltung und zu Sanktionen bei Verstößen. In sensiblen Branchen (Automotive, Medizintechnik, Luftfahrt) werden darüber hinaus oft spezielle Kundenvorgaben oder IT-Sicherheitsstandards (z. B. definierte Passwortregeln, Patch-Management, Audits) vertraglich fixiert.

Parallel zum NDA gibt es meist Datenschutz- und Auftragsverarbeitungsvereinbarungen, sobald personenbezogene Daten berührt sein könnten – etwa bei Zeichnungen mit Klarnamen, Projektnummern oder Seriennummern, die Rückschlüsse auf Personen zulassen. Auch Exportkontroll- und Sanktionsrecht kann eine Rolle spielen, wenn Datensätze bestimmten Restriktionen unterliegen. Ein professioneller Dienstleister prüft solche Punkte im Angebots- bzw. Onboarding-Prozess und legt im Zweifel gemeinsam mit Ihnen fest, welche Daten wirklich notwendig sind und wie sie bereitgestellt werden sollen.

Auf organisatorischer Ebene sorgen interne Richtlinien und Schulungen dafür, dass Datensicherheit nicht nur auf dem Papier existiert. Dazu gehören verbindliche Vorgaben, wie mit vertraulichen Unterlagen umzugehen ist (kein Speichern auf privaten Datenträgern, keine Cloud-Dienste außerhalb der freigegebenen Infrastruktur, „Clean Desk“-Prinzip in sensiblen Bereichen). Besprechungen zu vertraulichen Projekten finden in geeigneten Räumen statt, Bildschirme und Ausdrucke werden nicht unbeaufsichtigt gelassen, und der physische Zugang zu Serverräumen und produktionsnahen Bereichen ist eingeschränkt und dokumentiert.

Der konkrete Umgang mit Ihren Konstruktionsdaten im Projekt folgt im Idealfall einem standardisierten Ablauf. Nach Eingang der Daten erfolgt ein formaler Datencheck, der protokolliert, welche Version welchen Status hat. Änderungen werden versioniert, sodass jederzeit nachvollziehbar bleibt, welche CAD-Version der gefertigten SLS-Charge zugrunde liegt. Für die Fertigung werden häufig nur die minimal erforderlichen Informationen bereitgestellt: etwa prozessoptimierte STL-Dateien ohne überflüssige Metadaten oder Zeichnungen, aus denen vertrauliche Kontextinformationen (Kundenname, Projektkennungen) entfernt wurden. So wird das Risiko reduziert, dass über den unmittelbaren Fertigungskreis hinaus Wissen über Projekt- oder Kundenstrukturen entsteht.

Ein wesentlicher Bestandteil des Schutzkonzepts ist die Datenminimierung: Es wird nur gespeichert, was für Angebotserstellung, Fertigung und Qualitätssicherung zwingend erforderlich ist. Zeichnungen mit sehr sensiblen Informationen können in anonymisierter Form genutzt werden, während vollständige Dokumente beispielsweise nur im gesicherten Dokumentenmanagementsystem liegen. Nach Projektabschluss greifen definierte Aufbewahrungsfristen, die meist zwischen gesetzlichen Anforderungen (z. B. Nachweispflichten) und Ihrem Wunsch nach Löschung abzuwägen sind. Häufig werden produktionsrelevante Daten für einen klar definierten Zeitraum archiviert und danach gelöscht oder so anonymisiert, dass keine Rückschlüsse auf Personen oder vertrauliche Projektkontexte mehr möglich sind.

Zu einem professionellen Löschkonzept gehört, dass auf Wunsch Löschungen oder Datensperren dokumentiert und Ihnen bestätigt werden können – etwa in Form eines Löschprotokolls oder einer Bestätigung im Rahmen des Projektabschlusses. Das umfasst sowohl produktive Systeme als auch Backups und mögliche Spiegelungen in Test- oder Staging-Umgebungen. Zusätzlich werden regelmäßig Sicherheitsaudits oder Penetrationstests durchgeführt, um technische Schwachstellen zu identifizieren und zu schließen.

In der Praxis hat sich ein offener Umgang mit dem Thema Datensicherheit bewährt. Gerade größere Werkzeug- und Formenbauer oder OEMs auditieren ihre Partner regelmäßig und erwarten, dass Prozesse, Rollen und technische Maßnahmen transparent dargestellt werden können. Für Sie als Auftraggeber ist es sinnvoll, im Lastenheft oder in der Anfrage früh festzuhalten, welche Anforderungen Sie an Datensicherheit, NDA, Speicherort und Löschfristen stellen. Ein SLS-Partner, der diese Punkte strukturiert beantworten kann, signalisiert nicht nur technische Kompetenz, sondern auch, dass der Schutz Ihrer vertraulichen CAD-Daten als integraler Bestandteil des Leistungsangebots verstanden wird – und nicht als unangenehmes Anhängsel der eigentlichen Fertigung.

22. Wie gut lassen sich SLS-Teile mit anderen Komponenten verbinden (Kleben, Schweißen, Schrauben, Schnapp- und Rastverbindungen)?

SLS-Teile – typischerweise aus PA12 oder gefüllten Polyamiden – lassen sich grundsätzlich gut mit anderen Komponenten verbinden, erfordern aber eine auf das Verfahren angepasste Verbindungstechnik. Die schichtweise Struktur und die leichte Porosität unterscheiden sie von kompakten, spritzgegossenen Bauteilen. Wenn Sie diese Eigenheiten konstruktiv berücksichtigen, funktionieren Schraub-, Kleb-, Schnapp- und in Grenzen auch Schweißverbindungen zuverlässig und reproduzierbar, sowohl im Prototypenbau als auch in funktionsnahen Anwendungen.

Mechanische Verbindungen über Schrauben sind meist der robusteste Ansatz. Direkt in SLS-Polyamid geschnittene Gewinde sind für Montagezyklen mit begrenzter Anzahl brauchbar, neigen aber bei hohen Drehmomenten zum Ausreißen. Für wiederholtes Lösen und Anziehen oder höhere Vorspannkräfte sind Gewindeeinsätze (Messing-, Edelstahlbuchsen, Helicoil-ähnliche Systeme) deutlich belastbarer. Konstruktiv sollten Sie ausreichend große Schraubdome mit Lastverteilung über Unterlagscheiben vorsehen und die Einschraubtiefe im Vergleich zum Spritzguss eher großzügig wählen. In vielen Fällen ist es sinnvoll, Bohrungen im SLS nur vorzuformen und später spanend auf Maß zu bringen, um Passung und Gewindesitz zu stabilisieren.

Schnapp- und Rastverbindungen funktionieren im SLS gut, wenn Geometrie und Bauorientierung aufeinander abgestimmt sind. Die Biegung der Rastfeder sollte möglichst in der Schichtebene erfolgen, um Delamination entlang der Schichtgrenzen zu vermeiden. Radien im Wurzelbereich, ausreichend Querschnitt am Haken und definierte Einführschrägen reduzieren Kerbspannungen und Montagekräfte. Im Vergleich zu spritzgegossenen Clips ist es oft sinnvoll, Haken im SLS etwas massiver und mit weicheren Übergängen auszulegen. Für hochdynamische oder dauerbelastete Rastfunktionen können flexible Materialien wie TPU sinnvoll sein; für klassische PA12-SLS-Bauteile ist die Schnappverbindung eher als Montage- und Positionierhilfe zu sehen, nicht als hochzyklische Feder.

Klebverbindungen bieten sich an, wenn große Flächen zur Verfügung stehen oder hybride Baugruppen (SLS + Blech, SLS + Frästeil) aufgebaut werden. Die poröse Oberfläche von SLS-PA hat hier Vor- und Nachteile: Einerseits bietet sie viel Oberfläche für mechanische Verankerung, andererseits können eingeschlossene Poren und Pulverreste die Haftung beeinträchtigen. Eine saubere Vorbehandlung ist zwingend: Entfetten, Strahlen und – bei anspruchsvollen Anwendungen – gegebenenfalls zusätzliche Vorbehandlungen wie Plasma oder Primer. Für strukturelle Klebverbindungen haben sich 2K-Epoxide, Methacrylat- und bestimmte PU-Klebstoffe bewährt, während Cyanacrylate eher für kleine Reparaturen und Fixierungen geeignet sind. Kritische Passflächen oder Dichtzonen sollten Sie nicht ausschließlich über Klebeschichten definieren, sondern immer konstruktive Anlageflächen vorsehen.

Schweißprozesse sind bei SLS nur eingeschränkt einsetzbar. Theoretisch lassen sich Polyamid-SLS-Teile mit geeigneten Partnern per Heizelement-, Laser- oder Ultraschallschweißen fügen, praktisch begrenzen Porosität und Oberflächenrauheit die Prozessstabilität. Besonders Ultraschallschweißen kann funktionieren, wenn Sie im Design Energierichtungsgeber vorsehen und mit einem kompakten Fügepartner (z. B. spritzgegossenes Gegenstück) arbeiten. Zwei poröse SLS-Teile gegeneinander zu schweißen, ist deutlich anspruchsvoller und meist nur für sekundäre Funktionen sinnvoll. In vielen Projekten wird deshalb Schweißen zugunsten von Schrauben, Einsätzen und Kleben zurückgestellt.

Zur Einordnung der Verfahren lässt sich grob differenzieren:

• Schrauben und Gewindeeinsätze für hochbelastbare, lösbare Verbindungen und definierte Vorspannungen.
• Schnapp- und Rastverbindungen für montagefreundliche Clips und Abdeckungen mit moderaten mechanischen Anforderungen.
• Kleben für großflächige, dauerhafte Verbindungen und hybride Baugruppen, insbesondere mit Metallen oder anderen Kunststoffen.
• Schweißen nur in ausgewählten Fällen, vor allem in Kombination mit kompakten, nicht porösen Fügepartnern oder für kleine Funktionselemente.

Ein Praxisbeispiel aus dem Vorrichtungsbau: Für eine Prüflehre wurden SLS-Aufnahmen aus PA12 auf einer gefrästen Aluminiumgrundplatte montiert. Die Grundbefestigung erfolgte über Senkschrauben in integrierten Bossen mit Messing-Gewindeeinsätzen, die hoch belastbaren Kraftfluss sicherstellten. Zusätzlich wurden kleine Anschlagleisten als Schnappverbindung ausgelegt, um Formteile nur einzuklipsen, ohne jedes Mal Schrauben zu lösen. Nach mehreren Monaten Einsatz zeigte sich: Die verschraubten Bereiche blieben stabil, die Clips mussten konstruktiv leicht verstärkt werden, um Montagefehler und Verkanten abzufangen – danach war die Kombination dauerhaft prozesssicher.

In einem anderen Fall im Anlagenbau sollten SLS-Gehäuseteile mit Blecheinsätzen und Standardkomponenten kombiniert werden. Die Bleche wurden über Passlaschen mechanisch geführt und mit struktureller Klebverbindung im SLS-Gehäuse fixiert, Schraubdome im SLS erhielten Gewindeeinsätze für Deckelverschraubungen. Die ursprünglich angedachte verschweißte Variante wurde verworfen, weil Prüfversuche mit Heizelementsystemen an der porösen SLS-Oberfläche zu inkonsistenten Nähten führten. Die geklebte Hybridlösung erwies sich in Dichtigkeitstests und Klimaprüfungen als ausreichend robust und war gleichzeitig montagefreundlich.

In Summe gilt: SLS-Teile lassen sich gut in bestehende Baugruppen integrieren, wenn Sie das Verbindungskonzept von Beginn an SLS-gerecht auslegen. Mechanische Befestigungen über Schrauben und Einsätze tragen die Hauptlast, Schnapp- und Rastverbindungen übernehmen komfortable Montagefunktionen, Klebverbindungen verbinden großflächig und hybrid, während Schweißprozesse gezielt und mit Augenmaß eingesetzt werden sollten. Wer diese Rollenverteilung respektiert und Konstruktion, Materialwahl und Fügetechnik abgestimmt betrachtet, bekommt robuste und wartungsfreundliche Baugruppen – trotz oder gerade wegen der Besonderheiten des SLS-Verfahrens.

23. Welche Material- oder Prozesszertifikate (z. B. Medizintechnik, Lebensmittelkontakt, Flammhemmung) können Sie für SLS-Teile bereitstellen?

Für SLS-Teile lassen sich grundsätzlich drei Ebenen von Nachweisen unterscheiden: Materialzertifikate des Pulverherstellers, Prozess- bzw. Systemzertifikate beim Fertiger und teilespezifische Nachweise wie Prüfberichte oder Konformitätserklärungen. Welche Kombination Sie benötigen, hängt stark vom Einsatzfeld ab – Prototyp für interne Versuche, medizintechnisches Bauteil, Komponente im Lebensmittelbereich oder flammhemmende Anwendung.

Auf Materialebene können für viele SLS-Kunststoffe Herstellerzertifikate bereitgestellt werden, etwa Werksprüfzeugnisse zur mechanischen Kennwerten oder Bestätigungen zur Einhaltung bestimmter Normen. Typisch sind Datenblätter mit Zugfestigkeit, E-Modul, Bruchdehnung, Wärmeformbeständigkeit und – bei Spezialtypen – Angaben zur Flammhemmung oder Biokompatibilität. Wichtig ist: Diese Nachweise beziehen sich zunächst auf das Pulver in definierter Prüfgeometrie, nicht automatisch auf Ihr konkret gedrucktes Bauteil mit spezifischer Bauorientierung und Nachbehandlung.

Medizintechnik und Biokompatibilität

Für medizinnahe Anwendungen kommen in der Regel Biokompatibilitätsprüfungen nach Normenreihen wie ISO 10993 (z. B. Zytotoxizität, Sensibilisierung, Irritation) oder Einstufungen nach USP Class VI in Betracht. Einige SLS-Polyamide (beispielsweise bestimmte PA12-Typen) sind vom Hersteller so getestet, dass sie für definierte Kontaktarten (kurzzeitiger Hautkontakt, begrenzter Gewebe- oder Blutkontakt) geeignet sind. Ein SLS-Dienstleister kann hier typischerweise bereitstellen: Materialzertifikate und Prüfberichte des Pulverlieferanten, eine Konformitätserklärung, dass genau dieses Material in definierten Prozessfenstern eingesetzt wurde, sowie auf Wunsch ergänzende Prozessnachweise (Reinigung, Partikelmanagement, ggf. Bioburden- oder Sauberkeitsprüfungen).

Entscheidend ist, dass Biokompatibilität streng genommen nicht nur material-, sondern auch prozessabhängig ist. Nachbearbeitung (Strahlen, Gleitschleifen, chemisches Glätten, Färben) verändert die Oberfläche und kann Zusatzstoffe einbringen. Für echte medizintechnische Produkte (MDR-konform) reicht es daher nicht aus, ein „biokompatibles Pulver“ zu verwenden; es braucht ein qualifiziertes Fertigungsszenario mit definierter Validierung und dokumentierten Prozessschritten. Für Funktionsmuster, OP-Hilfsmittel oder Vorrichtungen in der Medizintechnik reicht oft die Kombination aus Materialzertifikat und sauberer Prozessdokumentation.

Lebensmittelkontakt und Hygienebereiche

Im Umfeld von Lebensmittelkontakt geht es primär um Konformität mit Regelwerken wie EU 1935/2004, EU 10/2011 (Kunststoffe im Lebensmittelkontakt) oder gegebenenfalls FDA-konforme Materialien. Einige SLS-Materialien sind vom Hersteller für Lebensmittelkontakt unter bestimmten Bedingungen freigegeben; dazu gehören typische Einschränkungen wie Art des Lebensmittels, Kontaktzeit und Temperaturbereich. Ein SLS-Fertiger kann in solchen Fällen die Herstellererklärung zur Eignung des Pulvers für definierten Lebensmittelkontakt bereitstellen, eine Erklärung abgeben, dass keine nicht zugelassenen Farb- oder Additivsysteme eingesetzt wurden, und Prozessangaben zur Reinigung und Kontaminationsvermeidung beisteuern.

Zu beachten ist, dass echte Rechtssicherheit im Lebensmittelbereich oft erst durch Migrationstests am realen Bauteil entsteht – insbesondere, wenn mehrere Prozessschritte (Färben, Beschichten, Imprägnieren) im Spiel sind. Für produktnahe Handling- oder Formaufnahmen, die zwar in der Linie stehen, aber keinen direkten intensiven Lebensmittelkontakt haben, genügt vielen QM-Systemen die Kombination aus materialseitiger Konformität und internen Hygienekonzepten. Für Bauteile mit direktem Produktkontakt sollten Sie früh mit dem SLS-Partner und Ihrem eigenen Qualitätsmanagement klären, ob zusätzliche Prüfungen notwendig sind.

Flammhemmung und weitere Spezialanforderungen

Für Anwendungen mit Anforderungen an Flammhemmung (z. B. UL 94, Bahntechnik, Luftfahrt) existieren spezielle flammhemmende SLS-Werkstoffe, häufig auf Basis modifizierter Polyamide. Der Pulverhersteller lässt diese Materialien typischerweise nach UL 94 (HB, V-2, V-0) oder branchenspezifischen Normen prüfen. Ein SLS-Anbieter kann Ihnen dann die entsprechenden Prüfzertifikate und Klassifizierungen des Materials, eine Konformitätserklärung für Ihre Teile (Materialcharge, Bauparameter, ggf. Bauteildicke) und bei Bedarf ergänzende mechanische oder thermische Prüfberichte aus Bauteilcoupons zur Verfügung stellen.

Auch hier gilt: Flammprüfungen sind geometrie- und dickeabhängig. Ein UL-94-V-0-Rating für 3 mm Prüfstäbchen ist kein Automatismus für jede beliebige, 1 mm dünne Bauteilwand. Sinnvoll ist deshalb eine konstruktive Abstimmung (Mindestwandstärken, Rippen, lokale Verstärkungen) und – bei kritischen Anwendungen – eine ergänzende Bauteilprüfung.

Neben diesen drei „großen“ Themen spielen in regulierten Branchen oft noch weitere Nachweise eine Rolle: Qualitätsmanagementzertifizierungen wie ISO 9001 oder EN 9100 (Luftfahrt), materialseitige RoHS- und REACH-Erklärungen, ESD-Eigenschaften oder Sauberkeits- und Partikelanalysen. Diese betreffen meist den Prozess des Fertigers und können in Form von Zertifikaten, Auditberichten oder QM-Handbuchauszügen nachgewiesen werden.

In der Praxis hat sich eine modulare Dokumentationsstrategie bewährt: Für ein medizintechnisches Handlingsmodul aus PA12-SLS etwa wurden Materialzertifikate (ISO-10993-Auszüge), eine interne Prozessbeschreibung zur Fertigung und Reinigung, ein Konformitätszertifikat für den konkreten Los sowie ein reduzierter Erstmusterprüfbericht bereitgestellt. In einem anderen Fall – Wechselteile einer Verpackungslinie mit indirektem Lebensmittelkontakt und Forderung nach flammhemmenden Eigenschaften – kombinierte man ein flammhemmendes SLS-Material mit Herstellerzertifikat, eine RoHS/REACH-Erklärung, eine UL-94-Klassifizierung und eine interne Erklärung zu Reinigung und Materialtracking.

Für Sie als Projekt- oder Qualitätsverantwortlichen ist wichtig, die Anforderungen klar zu strukturieren: Welches Regelwerk, welche Kontaktart, welche Lebensdauer, welche Nachweispflicht? Auf dieser Basis kann ein SLS-Partner sehr konkret benennen, welche Materialzertifikate, Prozessdokumente und teilespezifischen Prüfberichte er liefern kann – und an welchen Stellen zusätzliche Prüfungen oder ein anderes Fertigungsverfahren sinnvoller wären. So vermeiden Sie die Situation, dass Bauteile zwar technisch funktionieren, aber am Ende an der Dokumentation für Regulatory oder Kundenfreigabe scheitern.

24. Wie nachhaltig ist Ihr SLS-Prozess – welcher Anteil des Pulvers wird wiederverwendet, wie hoch ist die Auffrischungsrate und was passiert mit Restmaterial?

Die Nachhaltigkeit eines SLS-Prozesses wird im Wesentlichen durch den Pulverkreislauf, die Energieeffizienz der Anlagen und den Umgang mit Restmaterial bestimmt. Anders als beim Spritzguss entsteht beim Lasersintern kein klassischer Anschnitt- oder Angussabfall, aber das gesamte Pulverbett wird aufgeheizt und nur ein Teil davon wird tatsächlich zum Bauteil verschmolzen. Der Rest bleibt als loses Pulver zurück und muss sinnvoll in den Prozess zurückgeführt oder geordnet aus dem System herausgeführt werden.

Im Standard arbeitet ein industrieller SLS-Prozess mit einem definierten Mischungsverhältnis aus Neuware und wiederverwendetem Pulver (Rezyklat). Das Pulver, das während eines Baujobs die Bauteile umgibt, erfährt eine thermische Belastung (Temperatur knapp unterhalb Schmelzpunkt über mehrere Stunden) und altert dabei. Es kann nicht beliebig oft ohne Qualitätsverlust wieder aufgeheizt werden. Um Materialeigenschaften stabil zu halten, wird das zurückgewonnene Pulver mit einem Anteil frischen Pulvers „aufgefrischt“. Die konkrete Auffrischungsrate hängt von Werkstoff, Maschine und Qualitätsanforderung ab, typischerweise liegen Sie bei PA12-SLS irgendwo in einer Größenordnung von etwa 20 bis 40 Prozent Neuware im Mix, der Rest wird aus aufbereitetem Pulver gespeist.

Aus Nachhaltigkeitssicht ist dieser Punkt kritisch: Je niedriger die Auffrischungsrate, desto besser die Ressourceneffizienz – allerdings nur, solange die mechanischen und thermischen Kennwerte im zulässigen Fenster bleiben. Wird zu viel gealtertes Pulver eingesetzt, driften Dichte, Schlagzähigkeit und Oberflächenqualität ab, was im Extremfall zu Ausschuss und damit erneut zu Abfall führt. Ein professioneller SLS-Prozess stützt sich deshalb auf Materialkennzahlen und einfache Prüfungen (zum Beispiel Schüttdichte, Sieblinien, ggf. DSC-Analysen), um zu definieren, bis zu welchem Rezyklatanteil der Prozess stabil bleibt. Innerhalb dieses Fensters kann der Pulverkreislauf mehrfach genutzt werden, bevor Restmaterial tatsächlich entsorgt werden muss.

Neben dem „regulären“ Rücklaufpulver fallen weitere Pulverfraktionen an: Feinstaub aus der Entpulverung, Material aus Reinigungs- und Siebvorgängen sowie Pulver, das außerhalb der Spezifikation liegt (etwa nach Störungen oder sehr langen Zwischenlagerzeiten). Ein Teil dieser Ströme lässt sich noch in weniger kritischen Anwendungen einsetzen, etwa für Versuchsbauteile, nicht funktionsrelevante Halter oder interne Hilfskörper. In vielen Betrieben wird überschüssiges Pulver jedoch gezielt als Reststoff erfasst und einer geregelten thermischen Verwertung zugeführt. Wichtig ist, dass dieses Restmaterial nicht unkontrolliert „wegdiffundiert“, sondern als klar dokumentierter Abfallstrom gehandhabt wird.

Einen starken Einfluss auf die ökologische Bilanz hat die Bauraumausnutzung. Jede SLS-Anlage heizt für jeden Job ein bestimmtes Bauvolumen auf, unabhängig davon, ob dieses Volumen zu 20 oder zu 80 Prozent mit Bauteilvolumen belegt ist. Je dichter ein Bauraum mit sinnvoll orientierten Bauteilen „genestet“ wird, desto geringer ist der spezifische Energieeinsatz pro Bauteil und desto effizienter wird der Pulverkreislauf, weil der Anteil tatsächlich verschmolzenen Materials steigt. Konstruktionsseitig helfen kompakte Geometrien, sinnvolle Stapelbarkeit und die Vermeidung unnötig großer Hüllmaße, damit der Fertiger den Bauraum besser füllen kann.

Neben Material und Bauraum spielt der Energieverbrauch der Anlagen eine Rolle: SLS-Systeme halten das Pulverbett über Stunden auf erhöhter Temperatur, dazu kommen Peripherie wie Klimatisierung, Absaugung und Nachbearbeitung. Ein nachhaltiger Betrieb nutzt daher idealerweise lange Baujobs mit guter Bauraumauslastung, abgestimmte Stand-by-Konzepte und – wo möglich – Abwärmenutzung oder zumindest eine sinnvolle Taktung der Jobs, statt viele kleine, halb leere Baujobs mit häufigen Aufheiz- und Abkühlzyklen zu fahren. Für Sie als Kunde ist das indirekt spürbar: Projekte, die sich gut bündeln und planbar in volle Jobs integrieren lassen, sind meist nicht nur günstiger, sondern auch ökologisch sinnvoller.

Stellhebel für einen nachhaltigeren SLS-Prozess

Aus Kundensicht können Sie an mehreren Stellen aktiv zur Nachhaltigkeit des SLS-Prozesses beitragen:

• Bauteilgeometrie und Volumen: Wandstärken und Strukturen so auslegen, dass kein unnötig massives Volumen entsteht; Rippen- und Hohlstrukturen sparen Material und verbessern gleichzeitig den Pulverkreislauf.
• Bauraumfreundliche Konstruktion: Bauteile so gestalten, dass sie gut nestbar sind (keine extrem langen, dünnen „Stäbe“, möglichst kompakte Hüllformen), damit der Fertiger die Baujobs dicht packen kann.
• Losgrößenplanung: Abrufe bündeln, statt viele kleinste Jobs anzustoßen – das reduziert Rüstaufwand und Energie pro Teil und erlaubt höhere Rezyklatanteile bei konstanten Eigenschaften.
• Materialauswahl: Für viele Vorrichtungen, Hilfsteile und Aufnahmen genügt ein Standard-PA12 mit gut etabliertem Pulverkreislauf; Spezialmaterialien mit eingeschränkten Re-use-Fenstern sollten echten Spezialfällen vorbehalten bleiben.
• Transparenz einfordern: Kennzahlen zum Rezyklatanteil, zur typischen Auffrischungsrate und zum Umgang mit Restpulver offen anfragen – das schafft Klarheit und motiviert alle Beteiligten, Prozesse weiter zu optimieren.

Ein Praxisbeispiel aus einem Fertigungsbetrieb: In einem SLS-Bereich wurden langfristig Standardbauteile für Vorrichtungen, Greifer und Lehren hergestellt. Anfangs lag die Auffrischungsrate bei rund 40 Prozent Neuware, der Rest war Rezyklat, gleichzeitig waren die Jobs oft nur mäßig ausgelastet. Nach einer gemeinsamen Analyse mit Konstruktion und Arbeitsvorbereitung wurden Geometrien auf Bauraumfreundlichkeit geprüft, Vorrichtungen leichter ausgeführt und Abrufe gebündelt. Ergebnis: Die durchschnittliche Bauraumausnutzung stieg deutlich, die Auffrischungsrate konnte bei gleicher Bauteilqualität auf etwa 25–30 Prozent gesenkt werden, und die Menge an endgültig auszusonderndem Restpulver sank spürbar.

In der Gesamtbetrachtung ist SLS kein „per se grünes“ Verfahren, aber es bietet klare Hebel zur Ressourceneffizienz – insbesondere, wenn lokale Fertigung, Bauraumoptimierung und ein bewusst gesteuerter Pulverkreislauf zusammenkommen. Entscheidend ist, dass Sie mit Ihrem SLS-Partner offen über Re-use-Anteile, Auffrischungsraten, Energieeinsatz und Restmaterialströme sprechen. Wo Kennzahlen und Prozesse transparent sind, lässt sich SLS so aufsetzen, dass es nicht nur technisch und wirtschaftlich, sondern auch ökologisch ein sinnvoller Baustein in Ihrem Fertigungsportfolio ist.

25. Wie unterstützen Sie mich konkret bei der Bauteiloptimierung für SLS (Designberatung, Materialauswahl, Überführung vom Prototypen in die Serie)?

Eine sinnvolle Unterstützung bei der Bauteiloptimierung für SLS beginnt nicht erst beim Daten-Upload, sondern idealerweise schon in der Konzeptphase. Ziel ist, Bauteile so auszulegen, dass sie konstruktiv, werkstofftechnisch und fertigungstechnisch zum SLS-Prozess passen – und gleichzeitig der spätere Weg in die Serie (Spritzguss, Rapid Tooling, Vorrichtungen) offen bleibt. Dazu gehören eine saubere Machbarkeitsbewertung, strukturierte Designberatung, fundierte Materialauswahl und ein klar definierter Übergang vom Prototypen zur Serienlösung.

Am Anfang steht eine Machbarkeits- und Geometrieanalyse der bereitgestellten CAD-Daten. Dabei werden typische SLS-Kennwerte geprüft: minimale und maximale Wandstärken, Entpulverbarkeit von Hohlräumen, kritische Hinterschnitte, mögliche Verzüge und die Bauraumorientierung. Parallel werden Toleranzanforderungen, Funktionsflächen und Befestigungspunkte identifiziert. Auf dieser Basis erhalten Sie gezielte Rückmeldungen – keine pauschale Aussage „geht“ oder „geht nicht“, sondern konkrete Vorschläge, wo Rippen, Verstärkungen, Radien oder Bearbeitungszugaben sinnvoll sind, um Funktion, Maßhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit in Einklang zu bringen.

In der Designberatung geht es dann um die eigentliche Optimierung: Wie lässt sich das Bauteil SLS-gerecht gestalten, ohne die spätere Serienfertigung zu verbauen? Typische Hebel sind das Auflösen massiver Volumina in Rippen- oder Shell-Strukturen, das Anpassen von Clips und Schnapphaken an die anisotropen SLS-Eigenschaften, das Auslegen von Bohrungen und Passungen mit Bearbeitungszugaben sowie die Optimierung der Bauraumausnutzung durch kompaktere Hüllgeometrien. In vielen Fällen werden alternative Varianten gegenübergestellt: reine SLS-Optimierung versus „SLS-kompatibel, aber später gut in ein Spritzgießwerkzeug überführbar“.

Die Materialauswahl erfolgt auf Basis definierter Randbedingungen: Temperaturbereich, Medienkontakt, mechanische Lastkollektive, notwendige Steifigkeit oder Dämpfung, ESD- oder Flammhemm-Anforderungen. Aus dem SLS-Portfolio (z. B. PA12, glasfaserverstärkte Polyamide, flexible Werkstoffe, flammhemmende oder ESD-fähige Typen) wird eine Vorauswahl getroffen, die zu Ihrer Anwendung passt. Ergänzend kann ein Testkonzept erstellt werden: Zugstäbe in relevanten Bauorientierungen, kleine Funktionsproben für Clips oder Schnappverbindungen, Verschleißproben für Gleitbereiche. So wird nicht nur „ein Material empfohlen“, sondern auch messtechnisch hinterlegt, warum dieses Material zu Ihrer Anwendung passt.

Ein praxisnahes Vorgehen ist es, Material- und Geometrieentscheidungen an realen Funktionsmustern zu validieren. Beispielsweise kann ein Vorrichtungsbauteil zunächst in PA12 gefertigt werden, um Geometrie, Handhabung und Prozessintegration zu prüfen. Zeigt sich im Einsatz, dass Steifigkeit oder Verschleißgrenzen erreicht werden, folgt eine zweite Iteration mit PA3200GF und gezielt verstärkten Querschnitten in hochbelasteten Zonen. Die Ergebnisse – etwa reduzierte Durchbiegung unter Last oder verbesserte Standzeit an Kontaktflächen – fließen in einen strukturierten Erfahrungsdatensatz ein, der bei künftigen Projekten direkt nutzbar ist.

Unterstützung beim Übergang vom Prototypen in die Serie

Der Übergang von funktionierenden SLS-Prototypen in die Serie ist kein Automatismus, sondern ein eigenständiger Arbeitsschritt. Hier unterstützen wir, indem zunächst die SLS-Ergebnisse systematisch ausgewertet werden: Welche Merkmale sind kritisch für Funktion und Montage, welche Toleranzen wurden in der Praxis benötigt, wie verhalten sich Clips, Passungen und Dichtflächen im realen Betrieb? Aus diesen Erkenntnissen werden Zeichnungen und Toleranzkonzepte abgeleitet, die entweder für eine SLS-Kleinserie oder für ein Vorserienwerkzeug im Spritzguss geeignet sind.

Für Bauteile, die später klassisch gespritzt werden sollen, ist es wichtig, SLS-Optimierungen bewusst zu trennen von spritzgussbedingten Anpassungen. Beispielsweise können bei SLS sehr frei platzierte Hinterschnitte, variable Wandstärken und komplexe Hohlräume genutzt werden, die im Spritzguss nur mit erheblichem Aufwand (Schieber, Kernzüge, Etagenwerkzeuge) darstellbar wären. In der Serienüberführung werden daher frühzeitig Werkzeugbauer und Konstruktion eingebunden, um zu entscheiden, welche Features beibehalten, vereinfacht oder zugunsten eines robusten Serienwerkzeugs angepasst werden. SLS-Prototypen dienen dann als Referenz für Haptik, Funktionsverhalten und Montage, nicht als 1:1-Vorlage für die Kavität.

In vielen Projekten ergibt sich ein stufenweiser Pfad: SLS-Prototypen für erste Funktions- und Handlingtests, SLS-Kleinserie oder Rapid-Tooling-Einsätze für prozessnahe Erprobung im Serienmaterial, anschließend das finale Serienwerkzeug. Diese Stufen werden aktiv begleitet, beispielsweise durch ausgearbeitete Vergleichsberichte (SLS-Bauteil versus Spritzgussteil), Empfehlungen zur Anguss- und Kühlkonzeption im Werkzeug, Anpassungsvorschläge für Steifigkeit und Bindenähte sowie durch die Definition von Prüfmerkmalen, die beim Serienhochlauf gezielt überwacht werden sollen.

Zur Strukturierung dieses Unterstützungsangebots hat sich eine modulare Vorgehensweise bewährt:

• Machbarkeits- und Designcheck mit konkreten Konstruktionshinweisen für SLS.
• Materialberatung mit Testkonzept und optionalen Funktionsproben.
• Auslegung von Toleranzen, Bearbeitungszugaben und Verbindungskonzepten (Schrauben, Clips, Kleben).
• Überführungsplanung Prototyp → Kleinserie → Serie, inklusive Abstimmung mit Werkzeugbau und Qualitätsmanagement.

Ein Mikro-Case aus der Praxis: Ein Maschinenbauer wollte ein neues Sensorgehäuse zunächst im SLS testen, später aber in fünfstelligen Stückzahlen spritzgießen. In der ersten Phase wurden mehrere SLS-Varianten mit unterschiedlichen Wandstärken, Schnappkonzepten und Materialtypen gebaut und im Feldversuch getestet. Nach Auswertung der Ergebnisse wurde eine „best of“-Geometrie definiert, die bewusst spritzgussgerecht war (entformbare Hinterschnitte, angepasste Wandstärken, definierte Trennebene). Parallel entstand ein Konzept für ein Vorserienwerkzeug mit begrenzter Kavitätenanzahl. Durch diese abgestimmte Vorgehensweise konnten die SLS-Erkenntnisse direkt in ein robustes Werkzeugkonzept einfließen – ohne teure, nachträgliche Änderungsrunden am Serienwerkzeug.

Wenn Designberatung, Materialauswahl und Serienüberführung verzahnt gedacht werden, wird SLS vom reinen Prototypenwerkzeug zu einem integralen Bestandteil Ihrer Produkt- und Werkzeugentwicklung. Sie erhalten nicht nur gedruckte Teile, sondern einen strukturierten Pfad von der Idee über funktionsfähige Prototypen bis hin zu Serienlösungen, die im Werkzeug- und Formenbau langfristig tragfähig sind.