Warum SLS-3D-Druck für die Produktion entwickelt wurde – nicht nur für die Prototypenentwicklung

23. DEZEMBER 2025 | Lesezeit: 6 Min.

Wenn Ingenieure über den 3D-Druck mit Polymeren sprechen, teilt sich das Gespräch oft in zwei Bereiche: schnelle, flexible Prototypenentwicklung und robuste, wiederholbare Produktion.

Technologien wie Fused Deposition Modeling (FDM) und Stereolithografie (SLA) haben sich ihren Platz in der Prototypenfertigung verdient. Wenn Sie jedoch Maßgenauigkeit, thermische Stabilität, Prozesskontrolle und Skalierbarkeit benötigen, die mit Formteilen mithalten können, ändern sich die Anforderungen.

Hier zeichnet sich das selektive Lasersintern (SLS) aus. Für viele Hersteller ist SLS die erste Polymer-AM-Technologie, die wirklich den gesamten Produktionsprozess abdeckt und über Prototypen und experimentelle Arbeitsabläufe hinausgeht.

Dieser Beitrag befasst sich mit der Frage, warum SLS und insbesondere EOS SLS-Produktionsplattformen für reale AM-Produktionsumgebungen mit Polymeren entwickelt wurden.

Maßgenauigkeit und Wiederholbarkeit, auf die Sie Ihren Prozess aufbauen können

Die Produktion endet nicht mit einem einzigen guten Teil. Eine Produktlinie auf Industrieebene muss immer wieder dieselben guten Teile liefern.

Bei der SLS-Fertigung beginnen Maßgenauigkeit und Wiederholbarkeit mit thermischer Stabilität. Das Pulverbett wird bis knapp unter die Schmelztemperatur des Polymers erhitzt, und der Laser sintert das Material selektiv an den Stellen, an denen das Bauteil entstehen soll. EOS-Systeme sorgen während des gesamten Bauprozesses für streng kontrollierte, gleichmäßige thermische Bedingungen. Das Ergebnis

• Enge Toleranzen und gleichbleibende Teilequalität über das gesamte Bauvolumen.
• Isotrope mechanische Eigenschaften dank kontrollierter Schmelze und Erstarrung.
• Geringe Ausschussraten, da es weniger Abweichungen zwischen den einzelnen Teilen und Schichten gibt.

Da das Pulver selbst das Teil stützt, sind keine Stützstrukturen erforderlich, die die Geometrie verzerren oder beim Entfernen zu Abweichungen führen können. Das bedeutet, dass der SLS-Polymer-3D-Druck sowohl hinsichtlich der geometrischen Präzision als auch der mechanischen Leistung direkt mit Formteilen konkurrieren kann.

EOS fügt eine weitere Ebene hinzu: fortschrittliche Scan-Strategien, geschlossene Temperaturregelung und Echtzeit-Prozessüberwachung. Sensoren erfassen Variablen wie Temperatur, Bau-Geschwindigkeit und Laser-Verhalten, und für jeden Auftrag werden Baudaten aufgezeichnet. Für regulierte Branchen wie Medizin, Luft- und Raumfahrt oder Öl und Gas ist dieses Maß an Rückverfolgbarkeit für die Teilequalifizierung und langfristige Konformität unerlässlich.

Thermische und chemische Leistungsfähigkeit für anspruchsvolle Umgebungen

Viele Anwender von Polymer-AM beginnen mit FDM oder SLA und stoßen schnell an die Grenzen hinsichtlich Hitze, Belastung und Umgebung. Teile, die auf dem Arbeitstisch gut aussehen, überstehen den Einsatz in der Praxis nicht immer.

Bei der SLS-Produktion kommen technische Thermoplaste zum Einsatz, die bereits aus traditionellen Fertigungsprozessen bekannt sind – Materialien wie PA12, PA11 und PA6-Varianten sowie Spezialtypen. Diese SLS-Materialien bieten folgende Vorteile:

• Hohe thermische Stabilität für Anwendungen bei erhöhten Temperaturen.
• Chemische Beständigkeit gegenüber Ölen, Kraftstoffen und aggressiven Medien.
• Haltbarkeit und Ermüdungsbeständigkeit für bewegliche und tragfähige Komponenten.

In Branchen wie Öl und Gas können SLS-Teile Wasser- und Gasdichtheit erreichen, wobei die Konstruktionen strenge Normen wie API 6D und API 598 erfüllen können, wenn sie ordnungsgemäß konstruiert und validiert sind.

Neben Standard-Nylons unterstützt EOS eine Reihe von speziellen SLS-Materialien für die Polymer-AM-Produktion, darunter:

• Flammhemmende Typen für Transport oder Elektronik.
• Elektrostatisch ableitfähige Materialien für den Umgang mit Elektronik.
• Mit Glasfasern und Kohlenstofffasern verstärkte Optionen für Steifigkeit, Stabilität und geringe Gewicht.

Da viele dieser Materialien in ihrer Leistungsfähigkeit herkömmliche Optionen wie Acrylnitril-Butadien-Styrol oder Polyoxymethylen widerspiegeln, können Teams auf die SLS-Produktion umsteigen, ohne ihre gesamte Materialstrategie neu zu überdenken. EOS unterstützt dies durch eine Chargen-für-Chargen-Materialqualitätskontrolle und Rückverfolgbarkeit, was besonders wichtig ist, wenn Teile in sicherheitskritischen oder regulierten Anwendungen zum Einsatz kommen.

Entwickelt für die echte Produktion – nicht nur für Prototypen

Das größte Produktionshindernis für viele Polymer-AM-Prozesse ist die Reibung im Betrieb: Stützen, die manuell entfernt werden müssen, begrenzte Verschachtelungsoptionen und Arbeitsabläufe, die auf mehreren unzusammenhängenden Werkzeugen und Schritten beruhen.

SLS beseitigt viele dieser Reibungspunkte:

• Keine Stützen erforderlich: Die Teile sind von ungesintertem Pulver umgeben, sodass keine Stützstrukturen erforderlich sind und keine Nachbearbeitung zum Entfernen dieser Stützen notwendig ist.
• Hohe Packungsdichte: Teile können innerhalb des Bauvolumen gestapelt und verschachtelt werden, wodurch die Anzahl der Teile pro Bauvorgang maximiert wird.
• Minimaler Bedienereingriff: Sobald der Bau vorbereitet ist, laden die Bediener in der Regel das Pulver, starten den Bau und entfernen später das Pulver und entnehmen die Teile.

EOS hat die SLS-Produktion durch optimierte Scan-Strategien und eine verbesserte Heizungssteuerung weiter verfeinert, wodurch auf aktuellen Systemen um bis zu 30 % schnellere Bauzeiten erzielt werden können. Schnellere Bauzeiten und dichteres Nesting bedeuten geringere effektive Kosten pro Teil und eine bessere Ausnutzung der Stellfläche und der Investitionskosten.

Entscheidend ist, dass diese Skalierbarkeit bieten. EOS SLS-Produktionssysteme sind auf Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit ausgelegt und werden durch integrierte Prozessüberwachungs- und vorausschauende Wartungstools unterstützt. Dadurch können Hersteller sicher von Pilotläufen zur vollständig geplanten Produktion übergehen.

Gestaltungsfreiheit ohne Support-Probleme

Für Ingenieure, die bereits mit Polymer-AM arbeiten, ist die Gestaltungsfreiheit einer der größten Vorteile. Bei vielen Verfahren muss man diese Freiheit jedoch mit komplexen Support-Strategien oder Überhangregeln bezahlen.

SLS verwandelt das Pulverbett in eine 360°-Design-Sandkiste:

• Interne Kanäle, konformes Kühlen und komplexe interne Geometrien.
• Gitterstrukturen und organische Formen für Gewichtsreduzierung ohne Einbußen bei der Festigkeit.
• Funktionale Konsolidierung, bei der mehrere geformte oder montierte Komponenten zu einem einzigen SLS-gedruckten Teil zusammengefasst werden.

Da keine Stützstrukturen entworfen, gedruckt und entfernt werden müssen, können sich Designer bei SLS auf die funktionale Komplexität konzentrieren und müssen sich nicht mit Workarounds für Prozessbeschränkungen befassen. Im Vergleich zu FDM und SLA, wo die Ausrichtung und Entfernung von Stützen die Designentscheidungen dominieren kann, spart SLS Ihnen Entwicklungszeit – und liefert oft Teile, die sowohl leistungsfähiger als auch einfacher in großem Maßstab herzustellen sind.

Integrierter Workflow und Qualitätskontrolle für die Polymer-AM-Produktion

In der Produktion ist der Polymer-3D-Druck nur so stark wie sein Workflow und seine Daten. Die Verwaltung der Bauvorbereitung in einem Tool, der Materialhandhabung in einem anderen und der Qualitätsdaten in einem separaten System wird schnell zu einem Engpass.

EOS SLS-Plattformen sind so konzipiert, dass sie sich in eine digital integrierte Produktionsumgebung einfügen:

• Die direkte Integration mit führenden CAD/CAM-Plattformen wie Autodesk Fusion und Siemens NX ermöglicht simulationsgesteuertes Design und automatisierte Bauvorbereitung. Ingenieure können Teile verschachteln, Parameter festlegen und Bauprojekte direkt aus ihrer gewohnten Umgebung heraus versenden.
• Geschlossene Pulverfördersysteme sorgen für eine gleichbleibende Materialqualität und reduzieren Abweichungen zwischen den einzelnen Bauvorgängen und Schichten.
• Umfassende Build-Protokollierung und Prozessüberwachung bedeuten, dass jeder SLS-Produktions-Build eine vollständige digitale Aufzeichnung generiert – unerlässlich für die Luft- und Raumfahrt, Medizin, Automobilindustrie und andere stark regulierte Branchen.

Durch diesen Integrationsgrad wird SLS von einer eigenständigen Maschine zu einer rückverfolgbaren, zertifizierbaren Produktionszelle. Die Konstruktionen können einmal validiert und dann zuverlässig wiederholt werden – eine wichtige Voraussetzung für jede skalierbare AM-Produktionsstrategie für Polymere.

Beschleunigter Weg zur Produktion mit Additive Minds

Selbst mit der richtigen Technologie kann der Übergang vom Pilotprojekt zur Serienfertigung eine Herausforderung sein. Prozessqualifizierung, Teilevalidierung, Workflow-Design, Bedienerschulung – all dies erfordert Zeit und spezielles Fachwissen.

Das Additive Minds-Team von EOS wurde gegründet, um diesen Zeitrahmen zu verkürzen und Risiken zu reduzieren. Durch AM Turnkey können Hersteller:

1. Qualifizieren Sie SLS-Produktionsbuilds auf EOS-Systemen in EOS-Einrichtungen unter Verwendung realer Teile und realer Parameter.
2. Sobald der Prozess validiert ist, übertragen Sie dieselbe Produktionszelle und Konfiguration auf Ihren eigenen Standort.

Dieser Ansatz:

1. Verringert die Risiken bei der Skalierung der Polymer-AM-Produktion.
2. Reduziert die Einrichtungs- und Validierungszeit in der Fertigung des Kunden.
3. Baut internes Fachwissen auf, damit Teams die SLS-Produktion sicher betreiben und ausweiten können.

Anstatt bei Null anzufangen, greifen Hersteller auf ein bewährtes Konzept für den Produktionshochlauf von SLS zurück, um sicherzustellen, dass jedes System vom ersten Tag an einsatzbereit ist.

Warum SLS Ihre Basis für die Polymer-AM-Produktion sein sollte

Wenn Sie bereits Polymer-AM-Technologien wie FDM oder SLA einsetzen, kennen Sie den Wert schneller Iterationen und digitaler Arbeitsabläufe. Wenn es jedoch nicht mehr um Prototypen, sondern um die Produktion geht, ändern sich die Anforderungen:

• Enge, wiederholbare Toleranzen und isotrope Eigenschaften.
• Thermische und chemische Leistungsfähigkeit in anspruchsvollen Umgebungen.
• Hoher Durchsatz und dichte Verschachtelung ohne zusätzliche Arbeitskräfte.
• Integrierte Arbeitsabläufe, Materialqualitätskontrolle und vollständige Rückverfolgbarkeit.
• Ein klarer, risikofreier Weg vom ersten Teil bis zur Serienfertigung.

Selektives Lasersintern – und insbesondere die EOS SLS-Produktionsplattformen – wurden speziell für diese Anforderungen entwickelt. Aus diesem Grund wird SLS zunehmend zur Standardwahl für die Produktion im Polymer-3D-Druck.

Möchten Sie diese Funktionen in Aktion sehen und direkt von den Experten hören?

Sehen Sie sich das Video „Warum SLS die für die Produktion entwickelte Polymer-AM-Technologie ist“ an, um zu erfahren, wie EOS SLS-Systeme produktionsreife Polymer-AM in großem Maßstab liefern.