Processes & Technologies W3D-TECH-18 ISO/ASTM 52900 Validiert

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.

Stand: 2026-03-24 Lesezeit: 8 min Fachredaktion Additive Fertigung
Executive Summary & Key Engineering Takeaways Normative Status: Validated

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).
Laser-Fokus
15 - 25 µm
Schichtdicke
5 - 15 µm
Min. Wandstärke
ab 30 µm
Kornfraktion
1 - 15 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
01

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.

02

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.

03

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.

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Frequently Asked Questions (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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