Lithography-based Metal Manufacturing (LMM): Mikro-3D-Druck
LMM Metall-3D-Druck: Lichtinduzierte Stereolithografie für feinste Metallteile, Schichtdicken ab 10 µm, Ra < 2 µm, Grünling-Sinterung für Uhren, Dental und Medizintechnik.
Lithography-based Metal Manufacturing (LMM / VPP-M nach ISO/ASTM 52900) adaptiert das Prinzip der Stereolithografie für Metalle. Ein lichtempfindliches Polymerharz wird mit feinsten Metallpulvern zu einem hochviskosen Schlicker homogenisiert. Ein UV-Projektor (DLP) härtet die Schichten mit Pixelauflösungen unter 35 µm selektiv aus. Nach dem Druck wird das Polymer bindemitteltechnisch entfernt (Entbindern) und das Metallteil im Ofen auf Enddichte (> 98.5 %) gesintert. LMM erreicht unerreichte Oberflächenqualitäten (Ra < 2 µm) ohne thermischen Verzug.
- Oberflächenrauheiten von Ra 1.5 - 3 µm direkt aus dem Ofen – keine Nachpolitur nötig.
- Minimalste Wandstärken bis hinab zu 80 µm und Schichtstärken von 10 bis 30 µm.
- Vollkommen spannungsfreier Schichtaufbau: Keine Eigenspannungen oder Rissneigung im Bauprozess.
Technische Kennwerte & Verfahrensvergleich
ISO/ASTM 52900| Parameter | LMM (Lithografie-Sintern) | Micro-LPBF | Metal Binder Jetting |
|---|---|---|---|
| Lichtquelle / Laser | UV-LED DLP Projektor (405 nm) | Faserlaser (~20 µm Fokus) | Inkjet Druckkopf (Piezo) |
| Oberflächengüte (Ra) | 1.5 - 2.5 µm | 4 - 8 µm | 5 - 10 µm |
| Geometriepräzision | ± 0.03 mm | ± 0.05 mm | ± 0.15 mm |
| Stützstrukturen | Keine / minimale Harzstützen | Metallstützen obligatorisch | Keine Stützen nötig |
| Teilegröße | Mikroteile (bis 50 mm) | Bis 100 mm | Bis 300 mm |
Der 3-stufige Prozess: Belichten, Entbindern, Sintern
Im ersten Schritt polymerisiert die DLP-Lichtquelle den Schlicker Schicht für Schicht zum sogenannten Grünling. Der Grünling wird gewaschen und gelangt in den Entbinderungsofen, wo das Trägerpolymer thermisch oder katalytisch zersetzt wird (Braunteil). Im abschließenden Vakuumsinterofen diffundieren die Metallpartikel dicht zusammen – das Bauteil schrumpft isotrop um ca. 12 bis 16 % auf Endkontur.
Präzisionsanwendungen in Uhrenindustrie und Medizintechnik
LMM füllt eine Lücke, die herkömmliche LPBF-Systeme aufgrund von Laserfokusdurchmessern und Pulvergrößen nicht bedienen können: Filigrane Uhrengehäuse, Zeiger, chirurgische Mikro-Zangen, endoskopische Instrumente und miniaturisierte Steckergehäuse aus Titan, 316L oder 17-4 PH.
Vorteile gegenüber Metall-Spritzguss (MIM)
Die Bauteileigenschaften nach dem Sintern entsprechen exakt dem etablierten MIM-Standard. Allerdings entfallen Werkzeugkosten von 20.000 bis 80.000 Euro für Stahlformen. Prototypen und Kleinserien von 1 bis 10.000 Stück lassen sich ohne Vorlaufzeit digital produzieren.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Wie wird die Sinterschrumpfung kompensiert?
Welche Werkstoffe sind für LMM verfügbar?
Bleiben Polymerreste im gesinterten Metall zurück?
Passende additive Fertigungstechnologie oder Anlage finden
Welding3D verbindet technologisches Fachwissen mit industriellen Maschinenlösungen. Nutzen Sie unseren Technologie-Finder zur strukturierten Verfahrensauswahl oder fordern Sie eine gezielte Maschinenvermittlung für dieses Verfahren an.