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Durch selektives Lasersintern zum Werkstück: Ein Szenario für die Zukunft des Bauwesens?

Das selektive Lasersintern (kurz: SLS) gehört den additiven Fertigungstechniken an. Diese Fertigungstechniken werden auch als 3D-Druck bezeichnet. Das SLS ermöglicht die Erstellung von Werkstücken und Bauteilen in kürzester Zeit. Der Aufwand fällt im Hinblick auf die verwendeten Ressourcen sowie die Zeit gering aus. Dem Verfahren eröffnen sich Perspektiven beim Wohnungs- und Häuserbau, auch wenn es hier zurzeit selten zum Einsatz kommt. Die Integration komplexer geometrischer Formen ins Werkstück ist im Gegensatz zu anderen Fertigungstechniken beim SLS möglich.

Ressourcenschonung als zentraler Vorteil

Der maßgebliche Vorteil in der Fertigung von Werkstücken durch Selektives Lasersintern beruht auf der Schonung bzw. Einsparung von Ressourcen:

Es ist ein additives Fertigungsverfahren, was bedeutet, dass das Werkstück Schicht für Schicht aufgebaut wird. Beim SLS (Selektives Lasersintern auch als 3D-Druckverfahren bekannt) bilden die Grundlage hierfür die Produktionsanlage samt Laser sowie das Baumaterial. In einem einzigen Arbeitsgang verrichtet die Produktionsanlage ihre Arbeit. Anhand des Fertigungsprozesses in einem Durchgang verläuft das Lasersintern im Vergleich zu anderen Fertigungsverfahren schnell und spart dadurch Zeit ein. Je nach Anlage und deren Abmessungen lassen sich Bauteile verschiedener Abmessungen fertigen.

Wie funktioniert das Lasersintern?

Beim Lasersintern werden Werkstücke geschaffen, wobei verschiedene Materialien zur Konstruktion in Frage kommen. Zehn Kunststoffe und acht Metalle weisen nach derzeitigem Stand der Praxis eine Eignung für dieses Verfahren auf. Sie lassen sich separat oder untereinander gemischt anwenden. Für das Verfahren werden sie zu einem Pulver verarbeitet, welches durch Laser unter erhöhtem Druck erhitzt wird. Dabei wird der Schmelzvorgang umgangen, da die Temperatur beim Vorgang unterhalb der Schmelztemperatur liegt. Die Festigkeit der entstehenden Körper resultiert aus dem dritten Stadium des Sintervorgangs, im Zuge dessen sich Sinterhälse bilden.

Neue Möglichkeiten werden geschaffen!

Die Abweichungen beim SLS können bei +/- 0,3 % des Nennmaßes liegen. Dies variiert mit dem Baumaterial und dem gewünschten Maß des Werkstücks. Den minimalen Abweichungen zum Trotz erschließt das SLS den Anwendern Perspektiven, die andere Fertigungstechniken vermissen lassen: Durch die additive Fertigung ist es ermöglicht, Hohlräume und aufwendige Konstruktionen in die Tat umzusetzen. Unter die aufwendigen Konstruktionen fallen beispielsweise Hinterschneidungen bei den Werkstücken sowie dreidimensionale Geometrien. Mit Guss-Techniken und anderen mechanischen Fertigungsverfahren ließen sich diese Formen bis dato nicht realisieren.

Einsatzbereiche des SLS

Prinzipiell ist das SLS im Gebäudebau einsetzbar. Es kommt aktuell in dieser Branche kaum zum Einsatz. Allerdings lässt sich allmählich eine Erweiterung des Einsatzes auch in der Heimwerker- und Handwerkerbranche beobachten. Somit stehen die Anzeichen für eine Etablierung beim Einsatz im Bauwesen in der Zukunft gut. Die Baukultur und Baukonstruktion variieren je nach kulturellen Hintergründen und technischen Möglichkeiten, doch hat insbesondere die Zeit der Digitalisierung für eine schnelle Verbreitung der Technologien und Ideen im Bauwesen gesorgt. Somit ist davon auszugehen, dass die Idee und zunehmende Praxis der additiven Fertigungstechniken auf die Handwerkerbranche global einen Einfluss ausüben wird.

Mittlerweile häufig im Einsatz ist das SLS in den folgenden Branchen bzw. Bereichen:

Fazit: Richtungsweisende Fertigungstechnik für mehrere Branchen

Die additiven Fertigungstechniken - das SLS miteingeschlossen - eröffnen in der Herstellung von Werkstücken neue Perspektiven. In der Automobilindustrie, der Zahnmedizin und weiteren Branchen bereits regelmäßig im Einsatz, steckt die Nutzung im Bauwesen jedoch noch in den Kinderschuhen. Die Einsatzmöglichkeiten der Werkstoffe sind vielfältig und eröffnen dem SLS Einsatzchancen im Bauwesen der Zukunft. Das Verfahren liefert die Möglichkeit, an Kosten und Ressourcen einzusparen und den Bau sowie anfallende Sanierungs- und Renovierungsmaßnahmen zu beschleunigen.


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