Technologien im 3D Druck - Sheet Lamination (SHL)

Heute geht es um das Sheet Lamination, eines der eher unbekannten Verfahren in der additiven Fertigung.

Was ist Sheet Lamination (SHL, deutsch: Schichtlaminierung)

Die Sheet Lamination ist ein Verfahren der additiven Fertigung bei der dünne Material-"Folien" Schicht für Schicht aufeinandergelegt und miteinander verbunden werden. Bei diesem Verfahren werden Papier, Kunststoffe oder Metalle verwendet. Je nach Material ändert sich jedoch die Methode wie die Schichten verbunden werden. Bei Papier und bei Kunststoffen kann durch einen Klebstoff, Hitze und/oder Druck ein Bauteil geschaffen werden. Bei Metall kommen auch Ultraschallvibrationen (UAM) zum Einsatz.

Wie funktioniert Sheet Lamination?

Was passiert nun bei der Schichtlaminierung im 3D Drucker? Zuerst wird eine Materialfolie auf einer Plattform geklebt. Die Materialfolie besteht aus Metall, Kunststoff, Materialverbünden oder Papier. Dann schneidet ein Laser (oder ein Messer) aus dieser Folie den 2D Querschnitt heraus, der das Bauteil bilden soll. Darauf wird eine weitere Folienschicht entweder geklebt oder mit Hitze und Druck zusammengefügt und der Laser/Messer schneidet erneut den Teil aus der Folie, der für das fertige Bauteil übrigbleiben soll. Darauf folgen dann weitere Schichten die aufgeklebt/zusammengefügt und dann ausgeschnitten werden, bis das Bauteil fertig ist. Die nicht verwendeten Abschnitte des Materials verbleiben am Bauteil und müssen nach dem Prozess mechanisch entfernt werden, beispielsweise durch Sandstrahlen.

Was sind Vorteile und Nachteile von Sheet Lamination?

Ein Vorteil von Sheet Lamination ist, dass der Prozess an sich relativ schnell ist, da die Maschine sehr schnell die Umrisse des Bauteils ausschneiden kann. Für den User ist es einfach mit den Folien umzugehen. Vor allem im verglichen mit pulverbasierten Prozessen sind weniger Sicherheitsvorkehrungen nötig. Die Maschinen, die Sheet Lamination als Prozess verwenden, sind recht günstig aber die Zahl der Firmen, die diese Anlagen bauen ist momentan (Stand 2022) sehr klein. Sheet Lamination ist eher ein Nischenprodukt in der additiven Fertigung.

Die Nachteile von Sheet Lamination sind, dass die Bauteile sehr stark nachbearbeitet werden müssen und dass diese Zeit mit in den Gesamtprozess einberechnet werden muss. Auch gibt es wenig Auswahl bei den Materialien, die verwendet werden können. Man kann nur die vom Händler angebotenen Materialfolien verwenden und da ist die Auswahl eingeschränkt. Wenn man seine Produkte mit Hilfe von einem Sheet Lamination Prozess herstellen möchte, muss man sich vorher informieren, ob es möglich ist, das gewünschte Material als Folie zu bekommen. Weiterhin gibt es das Problem des Restmaterials. Es muss beim Kauf der Folien mit eingeplant werden, dass durch den beschriebenen „Scherenschnitt“-Prozess sehr viel Restmaterial entstehen kann und dass dieses Restmaterial am Ende nicht noch einmal verwendet werden kann. Aus diesem Grund muss für die Produktion mehr Materialfolie gekauft werden als für das Bauteil benötigt wird. Außerdem ist zu beachten, dass die einzelnen Folien zusammengeklebt werden und dass viel von der Stabilität des Bauteils von dem Kleber abhängt, der verwendet wird. Hier muss man sich vorher informieren welches Material in Kombination mit welchem Kleber verwendet werden können und wie stabil die Bauteile sein können, die dann herauskommen.

Wo wird Sheet Lamination eingesetzt?

Teile, die gut mit dem Sheet Lamination Verfahren hergestellt werden, sind vor allem Modelle, welche danach in Silikon abgegossen werden können. Weiterhin können Prototypenteile gut hergestellt werden, die keiner großen Belastung standhalten müssen. Generell können auch große Bauteile hergestellt werden, da sich Teile wenig verformen.

Wenn Sie mehr über das Sheet Lamination Verfahren erfahren möchten, kontaktieren Sie mich gerne über mein Kontaktformular.

Ihnen hat der Beitrag gefallen? Dann abonnieren Sie doch meinen Newsletter, so werden Sie benachrichtigt, sobald ein neuer Beitrag erscheint.

Robin

Disclaimer:

Die Reihe „Technologien im 3D Druck“ ist eine Reihe für 3D Druck Anfänger, die einen Überblick über alle Prozesse bekommen möchten. Die jeweiligen Prozesse sind daher einfach erklärt, um so vielen Lesern wie möglich Wissen über 3D Druck zu vermitteln. Manche Details wurden jedoch vereinfacht dargestellt, um die Texte verständlich zu halten und nicht unnötig kompliziert zu machen. Die Aussagen in den Texten sind daher nicht allgemeingültig und es gibt für jedes Verfahren genauso viele positive Aspekte wie negative Aspekte zu beachten. Es gibt nicht das eine beste Verfahren, welches alle Probleme löst und für jeden das Richtige ist. Entsteht durch das Lesen eines Artikels tieferes Interesse an einem Verfahren, möchte ich auf die Webseite des jeweiligen Herstellers verweisen und/oder auf passende Fachliteratur. Bei Fragen und Anmerkungen zu meinem Blog können Sie mich auch gerne kontaktieren.