Verfahren & Technologien W3D-TECH-18 ISO/ASTM 52900 Validiert

Micro-LPBF: Präzisions-Metall-3D-Druck im Mikrometerbereich

Micro-LPBF für Mikrosystemtechnik und Stents: Laserfokus < 25 µm, Pulverfraktionen 1-15 µm, Wandstärken ab 30 µm und Schichtdicken von 5 bis 15 µm.

Stand: 2026-03-24 Lesezeit: 8 min Fachredaktion Additive Fertigung
Executive Summary & Technische Kernaussagen Normativer Status: Valide

Das Micro-LPBF-Verfahren überträgt das selektive Laserschmelzen in den Mikrobereich. Während konventionelle Industrie-LPBF-Anlagen mit Laserfokussen von 70 - 100 µm und Pulvern von 15 - 53 µm arbeiten, setzt Micro-LPBF auf ultrafeine Faserlaser mit Spotgrößen von 15 bis 25 µm und eigens klassifizierte Mikro-Pulver (1 bis 15 µm). Damit lassen sich filigranste Wandstärken ab 30 µm, Bohrungen unter 80 µm und Rauheiten von Ra 1.5 - 3.5 µm realisieren – ideal für kardiovaskuläre Stents, Sensorik und Uhrenkomponenten.

  • Fokusdurchmesser von 15 bis 25 µm für feinste Gitterstrukturen und Mikro-Kanäle.
  • Verarbeitung mikrofeiner Pulver (1 - 15 µm) erfordert spezielle Klingenbeschichter und Schutzgasführung.
  • Erreicht Oberflächenrauheiten ohne Nachbearbeitung auf Feinguss-Niveau (Ra 1.5 - 3.5 µm).
Laser-Fokus
15 - 25 µm
Schichtdicke
5 - 15 µm
Min. Wandstärke
ab 30 µm
Kornfraktion
1 - 15 µm

Technische Kennwerte & Verfahrensvergleich

ISO/ASTM 52900
Merkmal Micro-LPBF Standard LPBF Lithografie LMM
Fokusdurchmesser 15 - 25 µm 60 - 100 µm 35 µm Pixelgröße
Schichtdicke 5 - 15 µm 30 - 60 µm 10 - 25 µm
Pulverpartikelgröße 1 - 15 µm 15 - 53 µm Schlicker (< 10 µm)
Oberflächengüte (Ra) 1.5 - 3.5 µm 6 - 14 µm 1.5 - 2.5 µm
Bauraumgröße Bis 100 x 100 x 100 mm Bis 400 x 400 x 400 mm Bis 70 x 70 x 100 mm
01

Herausforderung Pulverrheologie und Agglomeration

Pulver mit Partikelgrößen unter 15 µm neigen aufgrund dominierender Van-der-Waals-Kräfte zu massiver Agglomeration und schlechter Rieselfähigkeit. Micro-LPBF-Maschinen nutzen spezielle vibrierende Rakelsysteme, Ultraschall-Dosierer oder Vorheizvorrichtungen, um das Mikro-Pulver trotz hoher Kohäsionskräfte absolut fehlerfrei und planar aufzutragen.

02

Optische Strahlformung und Single-Mode-Laser

Um Fokusdurchmesser von 20 µm stabil über das gesamte Baufeld abzubilden, kommen Single-Mode-Faserlaser mit M2-Werten < 1.1 und telezentrische F-Theta-Linsen zum Einsatz. Der Einfallswinkel des Laserstrahls bleibt stets senkrecht zur Bauplatte, was Abschattungseffekte an steilen Mikrokanten eliminiert.

03

Medizintechnische Zulassungen für Mikro-Implantate

Micro-LPBF wird intensiv für bioresorbierbare Magnesium-Stents, Titangitter zur Schädelrekonstruktion und Dentalimplantate mit porösen Mikrostrukturen eingesetzt. Die präzise Einstellbarkeit der Porosität im Bereich von 50 bis 200 µm fördert die Osseointegration im Knochengewebe.

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Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Welche Metalle lassen sich im Micro-LPBF verarbeiten?
Titan Grade 5 und Grade 23 (ELI), 316L, 17-4 PH, Platin, Tantal, Kobalt-Chrom sowie Nitinol-Formgedächtnislegierungen.
Wie lange dauert ein Baujob im Micro-LPBF?
Aufgrund der geringen Schichtdicken (5 bis 15 µm) sind die Schichtzahlen hoch. Da die Bauräume jedoch klein sind (unter 100 mm), dauern Baujobs meist zwischen 4 und 24 Stunden.
Können feine Stützstrukturen manuell entfernt werden?
Ja, da Stützanbindungen bei Micro-LPBF nur wenige Dutzend Mikrometer messen, lassen sie sich unter dem Mikroskop mechanisch oder chemisch rückstandsfrei ablösen.

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