Micro-LPBF: Precision Micro-Laser Powder Bed Fusion
Micro-LPBF for MEMS and medical stents: laser spot size < 25 µm, ultra-fine powders (1-15 µm), 30 µm wall thicknesses, and 5-15 µm layer steps.
Micro-LPBF scales powder bed fusion to the micro-domain. Utilizing 15-25 µm laser spots and 1-15 µm powders, it enables wall thicknesses down to 30 µm and Ra < 3 µm.
- 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).
Technical Specifications & Comparison Matrix
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 |
Powder Rheology and Micro-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.
Optical Beam Delivery and Single-Mode Resonators
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.
Regulatory Approval for Micro-Medical Implants
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.
Frequently Asked Questions (FAQ)
Welche Metalle lassen sich im Micro-LPBF verarbeiten?
Wie lange dauert ein Baujob im Micro-LPBF?
Können feine Stützstrukturen manuell entfernt werden?
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