SLS (Pulver)

SLS 3D Druck (Selektives Lasersintern) ist das Pulverbett-Verfahren für funktionale Kunststoffteile: Ein Laser verschmilzt feines Polyamid-Pulver Schicht für Schicht zu belastbaren Bauteilen — ganz ohne Stützstrukturen. Das Ergebnis sind nahezu isotrope Teile mit mechanischen Eigenschaften, die an Spritzguss heranreichen, und einer gleichmäßig matten Oberfläche.

Genau deshalb ist SLS der Standard für Funktionsprototypen und Kleinserien: Scharniere, Clips, Gehäuse und komplexe Geometrien mit Hinterschnitten kommen einbaufertig aus dem Pulverbett. Wo FDM an Schichthaftung und Supportflächen scheitert und SLA/DLP zu spröde für mechanische Lasten ist, spielt SLS seine Stärken aus.

In diesem Artikel erklären wir, wie das Verfahren funktioniert, welche Materialien und Parameter üblich sind, welche Konstruktionsregeln du einhalten solltest — und wann sich SLS gegenüber FDM, SLA und MJF wirklich lohnt.

Wie funktioniert SLS 3D Druck?

Beim SLS 3D Druck wird ein Bauraum mit Kunststoffpulver — meist Polyamid 12 mit einer Korngröße um 50–60 µm — auf eine Temperatur knapp unterhalb des Schmelzpunkts vorgeheizt. Bei PA12 liegt die Prozesskammer typischerweise bei etwa 160–175 °C. Ein Laser (klassisch CO₂, bei kompakten Systemen auch Diodenlaser) muss dann nur noch die geringe Restenergie einbringen, um die Pulverpartikel im Querschnitt der aktuellen Schicht zu verschmelzen.

Der Ablauf pro Schicht: Ein Beschichter (Recoater) zieht eine frische Pulverlage von typischerweise 0,06–0,15 mm (üblich sind 0,10–0,12 mm) über das Baufeld, der Laser belichtet die Bauteilquerschnitte, die Plattform senkt sich ab — und das Spiel beginnt von vorn. Das umgebende, unversinterte Pulver stützt dabei alle Überhänge und Hohlräume. Stützstrukturen entfallen komplett — einer der größten Unterschiede zu FDM und SLA.

Nach dem Druck folgt die kontrollierte Abkühlphase, die oft ähnlich lange dauert wie der Druck selbst — bei vollen Baujobs mehrere Stunden bis über Nacht. Wer den Pulverkuchen zu früh öffnet, riskiert Verzug. Anschließend werden die Teile ausgepackt, entpulvert und in der Regel glasperlgestrahlt.

Materialien: PA12 als Arbeitspferd, PA11, TPU und mehr

Das mit Abstand wichtigste SLS-Material ist Polyamid 12 (PA12): chemikalienbeständig, geringe Feuchteaufnahme im Vergleich zu PA6, gute Detailauflösung und ein breites Prozessfenster. Daneben haben sich einige Spezialisten etabliert:

Wichtig für die Prozessqualität: Unversintertes Pulver altert im heißen Bauraum. Es wird deshalb nicht unbegrenzt wiederverwendet, sondern mit 30–50 % Neupulver aufgefrischt (Refresh-Rate). Überaltertes Pulver zeigt sich an rauer „Orangenhaut"-Oberfläche und schlechteren mechanischen Werten — ein Grund, warum seriöse Dienstleister ihr Pulvermanagement dokumentieren.

Vorteile: keine Supports, Nesting, isotrope Bauteile

• Keine Stützstrukturen: Das Pulverbett trägt alles. Hinterschnitte, innenliegende Kanäle, ineinandergreifende Baugruppen und bewegliche Gelenke sind druckbar, ohne dass Supportreste entfernt oder Flächen nachgearbeitet werden müssen — anders als beim Support-Handling im FDM.
• Nesting: Der komplette Bauraum kann dreidimensional mit Teilen gefüllt werden. Das macht SLS bei Kleinserien von 10 bis einigen hundert Stück pro Baujob sehr wirtschaftlich.
• Nahezu isotrope Mechanik: Die Schichten verschmelzen thermisch großflächig. Die Z-Richtung ist zwar messbar schwächer (vor allem in der Bruchdehnung), aber weit weniger kritisch als die Schichthaftung im FDM.
• Konstante Serienqualität: Industrielle SLS-Anlagen laufen mit überwachter Kammertemperatur und reproduzierbarer Belichtung — wichtig für Ersatzteile und wiederholte Bestellungen.

Konstruktionsregeln und Toleranzen für SLS

SLS verzeiht viel, hat aber eigene Designregeln. Die wichtigsten Richtwerte für PA12:

Hohl konstruieren spart Pulver und Kosten — aber nur mit ausreichend großen Öffnungen, sonst bleibt das Pulver im Bauteil gefangen. Bohrungen und Passungen legst du am besten mit Aufmaß an und reibst sie bei Bedarf nach; Details dazu im Artikel Toleranzen und Passungen. Gewinde ab M6 lassen sich direkt drucken, kleinere Größen löst du sauberer über Gewindeeinsätze. Auch Snap-Fits und Clips funktionieren in PA12 und PA11 hervorragend — Polyamid ist zäh genug für tausende Schaltzyklen.

Oberfläche und Nachbearbeitung

SLS-Teile kommen mit einer gleichmäßig matten, leicht körnigen Oberfläche aus dem Pulverbett — vergleichbar mit feinem Sandpapier, typischerweise im Bereich Ra ≈ 7–12 µm im Rohzustand. Sichtbare Schichtlinien wie im FDM gibt es praktisch nicht. Standard-Nachbearbeitung ist das Glasperlenstrahlen, das Pulverreste entfernt und die Oberfläche homogenisiert.

Darüber hinaus üblich:

• Färben (Tauchfärbung): PA12 ist naturweiß und lässt sich durchgefärbt einfärben — Schwarz ist der Klassiker und kaschiert Gebrauchsspuren am besten. Die Farbe dringt einige Zehntelmillimeter ein.
• Chemisches Glätten (Vapor Smoothing): versiegelt die leicht poröse Oberfläche, macht Teile glänzender, abriebfester und wasserdicht. Mehr dazu im Artikel zum chemischen Finish.
• Gleitschleifen (Trowalisieren): für glattere Haptik bei größeren Stückzahlen.

Unbehandeltes PA12 ist leicht porös und nimmt Feuchtigkeit sowie Schmutz an der Oberfläche auf — für Sichtteile oder Teile mit Medienkontakt lohnt sich das Glätten fast immer. Einen Überblick über die sinnvolle Reihenfolge der Schritte gibt der Finish-Workflow.

Typische Fehlerbilder und Grenzen des Verfahrens

Auch SLS hat seine Schwächen — die solltest du bei der Bauteilauslegung kennen:

• Verzug bei großen, flachen Teilen: Lange, dünne Platten neigen zum Aufwölben (Curling), weil sich Sinterschrumpf ungleichmäßig aufbaut. Abhilfe: Rippen statt Vollflächen, gleichmäßige Wandstärken, Ausrichtung mit dem Dienstleister abstimmen.
• Einfallstellen bei Massivbereichen: Dicke Materialanhäufungen speichern Wärme und schrumpfen stärker — wie beim Spritzguss gilt: möglichst gleichmäßige Wandstärken um 1,5–3 mm, Massives aushöhlen.
• Orangenhaut: raue, wellige Oberflächen durch überaltertes Pulver oder instabile Prozesstemperatur — ein Qualitätsindikator für das Pulvermanagement des Anbieters.
• Pulver in Hohlräumen: ohne ausreichende Öffnungen bleibt Restpulver im Teil — bei Kanälen unter ca. 2 mm Durchmesser ist die Entpulverung praktisch unmöglich.
• Keine glasklaren oder mehrfarbigen Teile: SLS-Teile sind opak; für transparente Optik ist SLA das Mittel der Wahl.

SLS vs. FDM, SLA und MJF — wann welches Verfahren?

SLS und Multi Jet Fusion (MJF) sind enge Verwandte: Beide arbeiten im PA12-Pulverbett ohne Supports und liefern vergleichbare Mechanik. MJF baut mit Infrarot und Binder-Agents oft schneller bei hoher Packungsdichte, Teile sind grau bis schwarz; SLS bietet die breitere Materialpalette (PA11, TPU, PP, gefüllte Typen) und naturweiße Teile für die Tauchfärbung.

Gegenüber FDM punktet SLS mit Isotropie, Supportfreiheit und Serienkonstanz — FDM bleibt unschlagbar bei Einzelstücken, großen Bauteilen und günstigen Materialkosten. SLA/DLP gewinnt bei feinsten Details und glatten Oberflächen, verliert aber bei mechanischer Dauerbelastung. Eine ausführliche Gegenüberstellung aller Verfahren findest du im Verfahrens-Vergleich.

Kosten: Wann lohnt sich SLS 3D Druck?

Der Preis eines SLS-Teils hängt vor allem vom Bauteilvolumen und der beanspruchten Bauraumhöhe ab — nicht von der geometrischen Komplexität. Ein filigranes Gitterteil kostet kaum mehr als ein einfacher Klotz gleicher Größe. Daraus folgen drei Faustregeln:

1. Einzelteile und Prototypen: SLS lohnt sich, sobald Funktion zählt — bewegliche Baugruppen, belastete Clips, Serienmaterial-nahe Tests. Für reine Anschauungsmodelle ist FDM günstiger.
2. Kleinserien von 10–500 Stück: hier ist SLS oft die wirtschaftlichste Option, weil viele Teile gemeinsam in einem Baujob genestet werden — ohne Werkzeugkosten. Ab welcher Stückzahl Spritzguss übernimmt, zeigt der Vergleich 3D-Druck vs. Spritzguss.
3. Kosten senken: aushöhlen (mit Entpulverungsöffnungen), flache Ausrichtung vermeiden, Teile familienweise bestellen.

Typische Lieferzeiten liegen bei 3–7 Arbeitstagen, da Baujobs gesammelt, gedruckt, abgekühlt und nachbearbeitet werden.