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Autor
Yousef El-Bahrawy
SLM-Werkstoffe entscheiden über Festigkeit, Gewicht und Lebensdauer eines Metallbauteils, oft stärker als die Geometrie selbst. Dieser Leitfaden zeigt, welche Metalle sich im SLM-3D-Druck verarbeiten lassen, wofür sich 316L, AlSi10Mg, Titan oder Inconel eignen und welche zwei Werkstoffe Sie bei Braint3d in Wien direkt fertigen lassen können.
Beim SLM-3D-Druck bestimmt der Werkstoff nicht nur die Festigkeit eines Bauteils, sondern auch Gewicht, Korrosionsbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit und Lebensdauer. Beim selektiven Laserschmelzen (SLM, Selective Laser Melting) schmilzt ein Laser feines Metallpulver Schicht für Schicht vollständig auf, sodass vollwertige Metallbauteile für den industriellen Einsatz entstehen. Die Materialwahl ist damit die erste Konstruktionsentscheidung, nicht die letzte.
Während Kunststoffverfahren wie FDM, SLA oder SLS häufig für Prototypen und Funktionsteile zum Einsatz kommen, liefert SLM dichte, belastbare Endbauteile. Je nach Werkstoff, Druckparametern und Nachbearbeitung sind die mechanischen Eigenschaften mit guss- oder schmiedetechnisch gefertigten Teilen vergleichbar. Wie das Verfahren im Detail abläuft, lesen Sie in unserem Beitrag Wie funktioniert SLM-3D-Druck?.
Für Sie heißt das: Bevor Sie über Wandstärken oder Toleranzen nachdenken, klären Sie den Werkstoff. Ein Gehäuse, das leicht sein muss, stellt andere Anforderungen als ein Werkzeugeinsatz, der heiß und unter Druck arbeitet. Genau hier setzt dieser Leitfaden an: Er ordnet die wichtigsten SLM-Werkstoffe nach ihren Stärken und zeigt, wofür sie sich in der Praxis eignen.
Praxis-Tipp aus der Werkstatt: Konstruieren Sie nicht einfach das gefräste Bauteil nach. Beim SLM brauchen Flächen, die flacher als 45 Grad zur Bauplatte stehen, Stützstrukturen, die später entfernt werden müssen. Wer Bauteilausrichtung und Funktionsflächen früh mitdenkt, spart Nachbearbeitung und Kosten.
Die SLM-Werkstoffe lassen sich in sechs Gruppen ordnen: Edelstähle, Aluminiumlegierungen, Titanlegierungen, Nickel-Superlegierungen, Werkzeugstähle und Spezialwerkstoffe. Jede Gruppe deckt ein eigenes Anforderungsprofil ab, vom leichten Aluminiumgehäuse bis zur hochtemperaturbeständigen Turbinenkomponente. Die folgende Übersicht zeigt die gängigsten Vertreter und ihre typischen Einsatzfelder.
Abb. 1: Die sechs SLM-Werkstoffgruppen und ihre typischen Vertreter (Quelle: Braint3d)
316L ist das am häufigsten eingesetzte Material im Metall-3D-Druck. Der Werkstoff verbindet hohe Korrosionsbeständigkeit mit guter Schweißbarkeit, hoher Festigkeit und guter Nachbearbeitbarkeit. Das macht ihn zum Allrounder für Maschinenbau, Vorrichtungsbau, Lebensmitteltechnik, Medizintechnik und funktionale Prototypen, besonders in korrosiven Umgebungen. 17-4 PH ist ein ausscheidungshärtender Edelstahl: Er erreicht eine sehr hohe Festigkeit, ist wärmebehandelbar und gut korrosionsbeständig und kommt im Werkzeugbau, bei Maschinenkomponenten und hochbelasteten Konstruktionen zum Einsatz.
AlSi10Mg ist der Industriestandard für Aluminium im Metall-3D-Druck. Die Legierung ist sehr leicht, gut belastbar, gut wärmeleitfähig und korrosionsbeständig: ideal für Leichtbau, Automobiltechnik, Luftfahrt, Gehäuse und Funktionsteile bis hin zu Serienbauteilen. AlSi12 ist eine leichte Alternative mit guter Gießbarkeit und Maßhaltigkeit, geeignet für Strukturteile und technische Komponenten.
Ti6Al4V Grade 5 ist das bekannteste Titanmaterial im 3D-Druck: extrem fest, sehr leicht, hervorragend korrosionsbeständig und biokompatibel. Typische Felder sind Luftfahrt, Motorsport, Medizintechnik und Hochleistungsmaschinenbau. Ti6Al4V ELI ist die medizinische Variante und wird vor allem für Implantate, Medizintechnik und Spezialanwendungen genutzt.
„Die Werkstofffrage klären wir vor allem anderen. Erst wenn klar ist, ob ein Bauteil leicht, korrosionsfest oder hitzebeständig sein muss, reden wir über Geometrie, Stückzahl und Nachbearbeitung. Das spart auf beiden Seiten Zeit und böse Überraschungen."
– Das Braint3d-Team
Inconel 625 und 718 sind Nickel-Superlegierungen für extreme Bedingungen. Inconel 625 verbindet hohe Temperaturbeständigkeit mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit und wird in der Energieindustrie, der chemischen Industrie und im Turbinenbau eingesetzt. Inconel 718 punktet mit hoher Dauerfestigkeit und sehr hoher Temperaturbeständigkeit, klassisch in Luft- und Raumfahrt sowie Turbinentechnik.
Maraging Steel MS1 ist ein beliebter Werkzeugstahl im Metall-3D-Druck: hohe Härte, hohe Festigkeit und gute Bearbeitbarkeit machen ihn zur Wahl für Formenbau, Vorrichtungsbau und Werkzeugbau. H13 ist für thermisch belastete Anwendungen ausgelegt und kommt im Druckguss, Formenbau und Werkzeugbau zum Einsatz.
Praxis-Tipp aus der Werkstatt: Der größte Hebel von Werkzeugstahl im SLM liegt in der konturnahen Kühlung. Kühlkanäle, die der Bauteilkontur folgen, lassen sich gefräst kaum realisieren, gedruckt schon. Das kann Zykluszeiten im Spritzguss spürbar verkürzen.
Kobalt-Chrom (CoCr) ist hart, verschleißfest und biokompatibel, typisch für Zahnmedizin, Medizintechnik und hochbelastete Komponenten. Kupfer überzeugt durch sehr hohe Wärme- und elektrische Leitfähigkeit, etwa für Kühlkörper und Elektronik. Bronze bietet gute Gleit- und Verschleißeigenschaften und wird für Lager, Spezialbauteile und Designobjekte verwendet.
Die folgende Materialmatrix vergleicht die wichtigsten SLM-Werkstoffe nach Festigkeit, Gewichtsvorteil, Korrosions- und Temperaturbeständigkeit. Sie ersetzt kein Datenblatt, gibt aber eine schnelle Orientierung: Titan vereint Festigkeit, geringes Gewicht und Korrosionsbeständigkeit, Inconel führt bei der Temperatur, Aluminium beim Gewicht und 316L bei der Allround-Korrosionsbeständigkeit.
| Material | Festigkeit | Gewichtsvorteil | Korrosion | Temperatur |
|---|---|---|---|---|
| 316L | ★★★★☆ | ★★☆☆☆ | ★★★★★ | ★★★☆☆ |
| 17-4 PH | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | ★★★★☆ | ★★★☆☆ |
| AlSi10Mg | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ |
| AlSi12 | ★★★☆☆ | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ |
| Ti6Al4V | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★☆ |
| Ti6Al4V ELI | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★☆ |
| Inconel 625 | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | ★★★★★ | ★★★★★ |
| Inconel 718 | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | ★★★★★ | ★★★★★ |
| Maraging Steel MS1 | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ |
| H13 | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★★ |
| Kobalt-Chrom | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | ★★★★★ | ★★★★★ |
| Kupfer | ★★☆☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ |
| Bronze | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ | ★★★☆☆ |
Abb. 2: Festigkeit, Gewicht, Korrosion und Temperatur im Vergleich (Quelle: Braint3d)
Die Bewertung ist relativ zu verstehen: Fünf Sterne markieren die Stärke innerhalb dieser Auswahl, keinen absoluten Messwert. Konkrete Kennwerte hängen von Legierungscharge, Druckparametern und Wärmebehandlung ab. Für Ihr Bauteil ordnen wir das beim kostenlosen Dateicheck konkret ein.
Schicken Sie uns Ihre Anforderung oder Ihre Datei. Wir sagen Ihnen, welcher Werkstoff zu Festigkeit, Gewicht und Einsatzbedingungen passt, und ob SLM überhaupt das wirtschaftlichste Verfahren ist. Erstgespräch und Dateicheck sind kostenlos. Wir arbeiten in Wien und liefern in ganz Österreich und nach Deutschland.
Jetzt anfragenDie Werkstoffwahl folgt der wichtigsten Anforderung an Ihr Bauteil. Geht es um geringes Gewicht, führen AlSi10Mg und Ti6Al4V. Steht Korrosionsbeständigkeit im Allround-Einsatz im Vordergrund, ist 316L die naheliegende Wahl. Bei höchster Festigkeit kommen 17-4 PH, Maraging Steel oder Titan infrage, bei hohen Temperaturen Inconel und H13.
Abb. 3: Entscheidungshilfe nach wichtigster Anforderung (Quelle: Braint3d)
Im Leichtbau, etwa für Gehäuse oder gewichtsoptimierte Halterungen, ist AlSi10Mg der Standard. Wo zusätzlich höchste Festigkeit gefragt ist, lohnt Titan, allerdings zu höheren Materialkosten. Solche Teile entstehen oft als funktionale Prototypen oder in der Kleinserienfertigung, also dort, wo sich ein Stahlwerkzeug noch nicht rechnet.
Für Werkzeug- und Vorrichtungsbau sind 316L und Maraging Steel typische Werkstoffe. Wie additive Fertigung dort konkret eingesetzt wird, zeigt unser Beitrag zum 3D-Druck im Werkzeug- und Vorrichtungsbau. Soll ein nicht mehr lieferbares Metallteil nachgefertigt werden, führt der Weg über 3D-Scan und Ersatzteilfertigung.
| Anforderung | Empfohlene Werkstoffe | Typische Bauteile |
|---|---|---|
| Geringes Gewicht | AlSi10Mg, Ti6Al4V | Gehäuse, Halterungen, Strukturteile |
| Korrosion und Allround | 316L | Maschinenbau, Vorrichtungen, Lebensmitteltechnik |
| Höchste Festigkeit | 17-4 PH, Maraging Steel, Ti6Al4V | hochbelastete Konstruktionen, Werkzeuge |
| Hohe Temperatur | Inconel 625/718, H13 | Turbinen, Druckguss, Energietechnik |
| Biokompatibel | Ti6Al4V ELI, Kobalt-Chrom | Implantate, Dental, Medizintechnik |
| Leitfähigkeit | Kupfer, Bronze | Kühlkörper, Elektronik, Lager |
„Die meisten Fehlentscheidungen passieren nicht beim Drucken, sondern bei der Werkstoffwahl. Ein Kunde wollte unbedingt Inconel für ein Gehäuse, dabei reichte 316L völlig und war deutlich günstiger. Genau das klären wir im Erstgespräch, bevor etwas in den Drucker geht."
– Rajaei Hajiagha Arya, Gründer Braint3d
Praxis-Tipp aus der Werkstatt: Planen Sie Nachbearbeitung von Anfang an ein. SLM-Bauteile werden spannungsarm geglüht, von der Bauplatte getrennt und an Funktionsflächen oft gefräst. Wer Passungen und Gewinde als Nachbearbeitung vorsieht, statt sie direkt zu drucken, bekommt maßhaltigere Teile.
Bei Braint3d fertigen wir aktuell zwei SLM-Werkstoffe: AlSi10Mg (Aluminium) und 316L (Edelstahl). Sie decken einen Großteil der Anfragen in Produktentwicklung, Maschinenbau, Vorrichtungsbau und Prototyping ab. Die Fertigung läuft gemeinsam mit erfahrenen Industriepartnern über unser Netzwerk im Industriepark Nord in Wien, auf professionellen Anlagen und nach industriellen Fertigungsstandards.
Die Nachfrage nach additiver Metallfertigung ist im Raum Wien derzeit geringer als bei Kunststoffverfahren wie FDM, SLA oder SLS. Deshalb konzentrieren wir uns bewusst auf die beiden am häufigsten nachgefragten Werkstoffe, statt ein breites Lager vorzuhalten. Für spezielle Anforderungen wie Titan, Inconel oder Werkzeugstähle übernehmen wir die technische Bewertung und vermitteln einen geeigneten Fertigungspartner. So bekommen Sie auch dann eine Lösung aus einer Hand, inklusive CAD-Konstruktion und Engineering, wenn der Werkstoff über unser Kernangebot hinausgeht.
Abb. 4: Verfügbare SLM-Werkstoffe bei Braint3d und Partner-Optionen (Quelle: Braint3d)
Laden Sie Ihre CAD-Datei hoch oder beschreiben Sie Ihr Bauteil. Wir prüfen die Machbarkeit im SLM, empfehlen den passenden Werkstoff und vermitteln bei Titan, Inconel oder Werkzeugstahl einen geeigneten Partner. Das Erstgespräch inklusive Dateicheck ist kostenlos.
Jetzt anfragenWo das Verfahren an Grenzen stößt: Metallischer 3D-Druck ist deutlich teurer als FDM oder SLA und braucht Nachbearbeitung. Bei einfachen Geometrien, sehr hohen Stückzahlen oder engsten Toleranzen bleiben Zerspanung oder Guss oft die wirtschaftlichere Wahl. SLM ergänzt die klassische Fertigung, es ersetzt sie nicht pauschal. Was für Ihr Bauteil sinnvoll ist, sagen wir Ihnen im Erstgespräch ehrlich.
SLM (Selective Laser Melting) und DMLS (Direct Metal Laser Sintering) gehören beide zu den pulverbettbasierten Laserverfahren, oft als LPBF zusammengefasst. In der Praxis werden die Begriffe heute fast deckungsgleich verwendet. Klassisch stand SLM für das vollständige Aufschmelzen, DMLS eher für das Verschmelzen von Legierungen. Für Ihr Bauteil zählt das Ergebnis, nicht das Kürzel.
Für Leichtbau ist AlSi10Mg der Standard: sehr geringes Gewicht bei guter Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit. Wo zusätzlich höchste Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit gefragt sind, etwa in Luftfahrt oder Motorsport, ist Ti6Al4V die leichtere Hochleistungsalternative, allerdings teurer als Aluminium.
SLM erzeugt dichte, nahezu porenfreie Bauteile. Je nach Werkstoff, Druckparametern und Wärmebehandlung sind die mechanischen Eigenschaften mit guss- oder schmiedetechnisch gefertigten Teilen vergleichbar. Für tragende Bauteile gehört eine thermische Nachbehandlung dazu. Konkrete Kennwerte klären wir immer projektbezogen.
Direkt verfügbar sind AlSi10Mg (Aluminium) und 316L (Edelstahl), gefertigt über unser Industriepartner-Netzwerk in Wien. Für Titan, Inconel, Werkzeugstähle und weitere Werkstoffe übernehmen wir die technische Bewertung und vermitteln einen passenden Fertigungspartner.
Bei einfachen Geometrien, sehr hohen Stückzahlen oder sehr engen Toleranzen ist Zerspanung oder Guss meist wirtschaftlicher. Auch wenn ein Kunststoffverfahren wie FDM oder SLA die Anforderungen erfüllt, ist es günstiger. SLM lohnt sich vor allem bei komplexen Geometrien, Leichtbau und Funktionsintegration.
Der richtige Werkstoff entscheidet über den Erfolg eines SLM-Bauteils. Wer zuerst die wichtigste Anforderung klärt, also Gewicht, Korrosion, Festigkeit oder Temperatur, kommt schnell zum passenden Metall: AlSi10Mg für Leichtbau, 316L als korrosionsbeständiger Allrounder, Ti6Al4V für Hochleistung, Inconel für hohe Temperaturen. Bei Braint3d fertigen wir AlSi10Mg und 316L über unser Partnernetzwerk in Wien und beraten Sie auch zu Titan, Inconel oder Werkzeugstählen. Welches Verfahren am Ende am wirtschaftlichsten ist, prüfen wir gemeinsam, auch dann, wenn die Antwort klassische Fertigung lautet.
Senden Sie uns Ihre Datei oder Ihre Idee über das Kontaktformular: Erstgespräch und Dateicheck sind kostenlos. Wir fertigen in Wien und liefern in ganz Österreich und nach Deutschland.
Rajaei Hajiagha Arya und El-Bahrawy Yousef sind die Gründer der Braint3d OG in Wien. Ihr Team begleitet Industriekunden, Entwickler und Privatkunden von der Idee bis zum fertigen Bauteil: 3D-Scan, CAD-Konstruktion, FDM- und SLA-Druck von 1 bis 5.000 Stück sowie metallische Fertigung über ein Industriepartner-Netzwerk. Jede Anfrage startet mit einem kostenlosen Erstgespräch inklusive Dateicheck.
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