Lasermikrosintern
Das Lasermikrosintern ist ein am Laserinstitut Hochschule Mittweida entwickelte additives Fertigungsverfahren, was sich gegenüber den SLM-Verfahren durch einige Besonderheiten auszeichnet: Um sehr hohe Auflösungen von bis zu 15 µm zu erreichen, wird sowohl mit gepulster Laserstrahlung als auch mit sehr feinen Pulvern (Korngröße < 10 µm) gearbeitet, die mit einer neuartigen Ringrakel in verschiedenen Modifikationen aufgetragen werden. Dabei werden sehr kleine Schichtdicken bis unter 1 µm erreicht. Durch verschiedene Bearbeitungsstrategien kann die Materialdichte je nach Anwendungszweck im Bereich 40 % bis 99 % variiert werden, auch selektiv im Bauprozess. Es können sowohl Metalle als auch verschiedene keramische Materialien verarbeitet werden. Gemische in Form von Cermets sind ebenfalls in großer Vielfalt erzeugbar. Dadurch ergeben sich vielfältige Möglichkeiten zur Herstellung von Mikro-3D-Bauteilen, die anderweitig nicht herstellbar sind.
Anlagentechnik:
- Laser: 50 W kurzgepulster Faserlaser (1 - 1.000 kHz + cw-Mode, Pulslänge 10 bis 240 ns)
- Strahlablenkung: Hochleistungs-Galvanometerscanner (vmax = 30 m/s)
- Ringrakel für Pulveraufzug
- Möglichkeit zur Bearbeitung unter Vakuum und Schutzgas
Allgemeines:
- verwendete Pulvermaterialien: Metalle (u. a. Edelstahl 316L und 80Ni20Cr, Wolfram, Molybdän, Platin, Silber, Kupfer) und Keramiken (u. a. Tantal- und Wolframcarbid, Siliziumdioxid)
- minimale Strukturauflösung 15 µm, Schichtdicken < 1 µm möglich
- sehr große Überhänge bis zu 10° erreichbar
- Bauteildichten von 40 % bis 99 % einstellbar
- Oberflächenrauheit Ra unbehandelt bis 1,9 µm (glasperlengestrahlt ca. 0,9 µm, mit Trockenelektropolierverfahren < 0,3 µm)
Perspektiven/Ausblick:
- ständige Optimierungen bei Prozess und Material
- ständige Optimierungen der Anlagentechnik (zur Fehlerminimierung, für höhere Bauraten, bessere Strukturauflösung, höhere Bauteildichte etc.)
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Verifizierung des Pulvereinflusses auf Bauteileigenschaften bei additiven Prozessen im Mikrobereich (VeriPulMikro)
- Fraunhofer IWS Dresden
- Heraeus Additive Manufacturing GmbH Hanau
BeAM_4INDU (Bedarfserhebung Additive Manufacturing für (4) INDUstrialisierung)
- Fraunhofer IWS Dresden
- Fraunhofer IKTS Dresden
- TU Dresden
- Fraunhofer IWU Chemnitz
- Fraunhofer IPK Berlin
Stiftungsprofessur “Innovative Lasertechnologien”
- 3D-Micromac AG Chemnitz
- ACSYS Lasertechnik GmbH Kornwestheim
- EdgeWave GmbH Innovative Laser Solutions Würselen
- fiberware Generalunternehmen für Nachrichtentechnik GmbH Mittweida
- IMM electronics GmbH Mittweida
- InnoLas Solutions GmbH Krailling
- JENOPTIK Automatisierungstechnik GmbH Jena
- KOKI TECHNIK Transmission Systems GmbH Niederwürschnitz
- LASERVORM GmbH Altmittweida
- LIM Laserinstitut Mittelsachsen GmbH Mittweida
- Maicom Quarz GmbH Posterstein
- SITEC Industrietechnologie GmbH Chemnitz
- ULT AG Löbau
Smart University Grid Saxony5 - Wissensströme intelligent vernetzen, TP: Co-Creation Lab Additive Fertigung
- HTW Dresden (Verbundkoordination)
- HTWK Leipzig
- Hochschule Zittau/Görlitz
- Westsächsische Hochschule Zwickau
Entwicklung innovativer Lasertechnologien für die sächsische Wirtschaft (Eila-Sax)
- Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. H. Exner
- Prof. Dr. rer. nat. habil. A. Horn
- Prof. Dr. rer. nat. S. Weißmantel
ZIM-Kooperationsprojekt mit Südkorea YieldMax, TP: Lasergestützte Hochrate-Ablation und Heizung von gedruckten Schichten mittels Polygonspiegelscanner
- TU Chemnitz, Professur Digitale Drucktechnik und Bebilderungstechnologie
- Konkuk University Seoul, Süd-Korea
- Miru Systems Co., Ltd. Seongnam-si, Süd-Korea
- Toba Co., Ltd. Seoul, Süd-Korea
- GT+W GmbH Rödermark
- Maurer Services GmbH Ebertsheim
Transferinnovationen im Profilschärfungskontext HSWM 2017, TP: Prozessweiterentwicklung und Demonstratoren für das Lasermikrosinterverfahren
Zwanzig20-AGENT 3D, Verbundprojekt FunGeoS, TP: Basis + Mikrowände
- Fraunhofer IWU Chemnitz
- Fraunhofer IWS Dresden
- Fraunhofer IKTS Dresden
- Fraunhofer IFAM Bremen
- ILK gGmbH Dresden
- TU Dresden
- Mathys Orthopädie GmbH Mörsdorf
- 3D MicroPrint GmbH Chemnitz
- CIM-Technologietransfer Service GmbH Wismar
- FKT Formenbau und Kunststofftechnik GmbH Triptis
- Citim GmbH Barleben
- S.K.M. Informatik GmbH Schwerin
- LASERVORM GmbH Altmittweida
- SITEC Industrietechnologie GmbH Chemnitz
- Robert Bosch GmbH Stuttgart
Ultrapräzisions-Laserbearbeitung (UltraLas)
- Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. H. Exner
- Prof. Dr. rer. nat. habil. A. Horn
- Prof. Dr.-Ing. U. Löschner
Rapid Micro / Hochrate-Laserbearbeitung
- 3D-Micromac AG Chemnitz
- Sitec Industrietechnologie Chemnitz
- LASERVORM GmbH Altmittweida
- IMM Holding GmbH Mittweida
- Acsys Lasertechnik GmbH Mittweida
- LIM laserinstitut Mittelsachsen GmbH Mittweida
- Fiberware GmbH Mittweida
- MicroCeram GmbH Meißen
- VW AG Wolfsburg
- EOS GmbH Krailing
- ThyssenKrupp Electrical Steel GmbH Gelsenkirchen
- KSG Leiterplatten GmbH Gornsdorf
- KOKI TECHNIK Transmission Systems GmbH Niederwürschnitz
Excellenzcluster Lasertechnik - Entwicklung neuer Lasertechnologien
- Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. H. Exner
- Prof. Dr. rer. nat. S. Weißmantel
Lasermikrosintern von funktionellen keramischen, metallischen und cermetartigen mikrostrukturierten Körpern und Untersuchung der Anwendbarkeit ("LaMiSiTool")
- 3D-Micromac AG Chemnitz
- VIA electronic GmbH Hermsdorf
Kontrollierter Einsatz von von Pulvern mit nanoskaligen Charakteristiken zur Erzeugung von Mikroteilen (Konami)
- 3D-Micromac AG Chemnitz
- NRU GmbH Neukirchen
- VIA electronic GmbH Hermsdorf
- Micro Mechatronic Technologies GmbH Siegen
Rapid Microtooling mit laserbasierten Verfahren
- 3D-Micromac AG Chemnitz
- IVS Solutions AG Chemnitz
- LASERVORM GmbH Altmittweida
- Roth & Rau AG Hohenstein-Ernstthal
- Acsys GmbH Mittweida
- Jenoptik L.O.S. GmbH Jena
- MicroCeram GmbH Meißen
- DMOS GmbH Dresden
- LaserSign Mittweida
- Laserinstitut Mittelsachsen e.V. Mittweida
Selektives Lasersintern als innovatives Herstellungsverfahren für komplexe Bauteile aus technischer Keramik (Cerapid)
- Fraunhofer IKTS Dresden
- 3D-Micromac AG Chemnitz
- IVS Solutions AG Chemnitz
- Pentacon GmbH Foto- und Feinwerktechnik Dresden
- Ceram GmbH Ingenieurkeramik Albbruck-Birndorf
- MHKM Kunststoffverarbeitung GmbH Neugersdorf
- Maschinenfabrik Arnold GmbH & Co. KG Ravensburg
Verfahren zur schnellen Erzeugung von keramischen Zahn-Inlays
- Caddental GmbH Mittweida
- 3D-Micromac AG Chemnitz
- IVS Solutions AG Chemnitz
Vakuum SLS
- 3D-Micromac AG Chemnitz
- IVS Solutions AG Chemnitz
- EGT GmbH Mittweida
- Portec GmbH Zella-Mehlis
- MiLaSys GmbH Stuttgart
- IKTS Dresden
- IWU Chemnitz
- IFAM Bremen
Lasersintern von dichten und defektarmen Keramikschutzschichten auf Metallen
- Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und Sinterwerkstoffe Dresden
M. Erler,
S. Gronau,
F. Heinrich,
R. Ebert,
A. Streek:
3D-Druck von metallischen Mikrobauteilen mittels Lasermikrosintern,
In:
Innovative Verfahren der Lasermaterialbearbeitung, 12. Jenaer Lasertagung, DVS-Berichte Band 367, Düsseldorf: DVS Media, 2021, ISBN: 978-3-96144-132-7, S. 151-160
J. Woytkowiak,
R. Ebert,
H. Exner:
Influence of Processing Parameters and Particle Size Distribution on the Mechanical Properties of AM Components,
presented at: Fraunhofer Direct Digital Manufacturing Conference DDMC 2020 (Poster Presentation)
J. Woytkowiak,
R. Ebert,
A. Streek:
Erzeugung von Mikrostrukturen und der Einfluss von Bearbeitungsstrategien auf die Rauheit beim Lasermikrosintern von Edelstahl 316L,
In:
Fachtagung "Werkstoffe und Additive Fertigung" (2020)
J. Woytkowiak,
R. Ebert,
F. Ullmann,
O. Peters,
A. Streek,
H. Exner:
Untersuchung der Wechselwirkung von gepulster Laserstrahlung mit nanoskaligem Wolframpulver,
In:
Scientific Reports, 11. Mittweidaer Lasertagung 1/2019, S. 205-211
F. Ullmann,
M. Erler,
R. Ebert,
H. Exner:
Untersuchungen zur Pulsanordnung beim Lasermikrosintern,
In:
Scientific Reports, 11. Mittweidaer Lasertagung 1/2019, S. 187-190
H. Exner,
S. Gronau,
M. Erler,
M. Horn,
R. Ebert:
Manufacturing of micro heat exchangers by laser micro sintering,
In:
Proceedings of 9th Annual World Congress of Nano Science & Technology (2019), S. 39
S. Gronau:
Manufacturing of Micro Heat Exchangers by Laser Micro Sintering,
presented at: Inside 3D Printing Mumbai Expo & Business Forum for Additive Manufacturing, Mumbai, India (Oral Presentation)
S. Gronau,
M. Erler,
M. Horn,
R. Ebert,
H. Exner:
Entwicklung und Herstellung von Mikro-Wärmeübertragern mittels Lasermikrosintern,
In:
Scientific Reports, Digitalisierung in Industrie und Gesellschaft – Arbeiten und Leben im Umfeld der 4. Industriellen Revolution 3/2018, S. 155-158
A. Streek:
Lasermikrosintern,
Dresden: Technische Universität Dresden, Dissertation, 2017
J. Woytkowiak,
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Untersuchung der mechanischen Eigenschaften poröser Strukturen beim Lasermikrosintern,
In:
Scientific Reports, 10. Mittweidaer Lasertagung 2/2017, S. 108-110
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S. Gronau,
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R. Ebert,
H. Exner:
Prozessoptimierung für die generative Fertigung von Mikro-Wärmeübertragern,
In:
Scientific Reports, 10. Mittweidaer Lasertagung 2/2017, S. 67-71
M. Erler,
S. Gronau:
Prozessoptimierung für die generative Fertigung von Mikro-Wärmeübertragern,
In:
3D-Druck in der Anwendung: 4. Mitteldeutsches Forum 3D-Druck in der Anwendung, Merseburg: Hochschule Merseburg, Tagungsband, 2017, ISBN: 978-3-942703-72-7, S. 136-152
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Generierung von Sinterkörpern aus cermetartigem Pulvermaterial mittels Lasermikrosintern,
In:
Scientific Reports, Journal of the University of Applied Sciences Mittweida 4/2015, S. 183-186
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Laser Micro Melting,
In:
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A. Streek,
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H. Exner:
3D Mikrodruck von Metallen - Stand und Perspektiven,
In:
2. Mitteldeutsches Forum, 3D-Druck in der Anwendung, Leipzig: Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig, Fakultät Maschinenbau und Energietechnik, Tagungsband, 2015, ISBN: 978-3-942703-36-9, S. 129-161
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High Resolution Laser Micro Sintering/Melting using q-switched and high brilliant Laser Radiation,
In:
Proceedings of SPIE 9353 (2015)
A. Streek,
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High Resolution Laser Melting with Brilliant Radiation,
In:
The Proceedings of the Solid Freeform Symposium 25 (2014)
M. Erler,
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H. Exner:
Novel machine and measurement concept for micro machining by selective laser sintering,
In:
The Proceedings of the Solid Freeform Symposium 25 (2014)
H. Exner,
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Laser Micro Sintering - Description of the Opportunities and Newest Results with Material Combination Metal - Ceramic,
presented at: 1st International Conference on Progress in Additive Manufacturin (Oral Presentation)
R. Ebert,
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M. Horn,
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H. Exner:
3D Microprint von Metallen mit Laserstrahlung - verfügbare Technologien,
In:
Tagungsband Laser in der Elektronikproduktion und Feinwerktechnik (2014), S. 107-119
A. Streek,
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H. Exner:
Fundamentals of Energy Conversion and Dissipation in Powder Layers during Laser Micro Sintering,
In:
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A. Streek,
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H. Exner:
Energy Dissipation and Sinter Mechanisms in a Laser Supported Generative Fabrication Process Using µm-Scaled Powders,
In:
Proceedings of 18th International Conference on Refractory Metals and Hard Materials, RM 40 (2013)
M. Horn,
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H. Exner:
Bodies of Cermet-Like Materials by Laser Micro Sintering,
In:
Proceedings of 18th International Conference on Refractory Metals and Hard Materials, RM 99 (2013)
R. Ebert,
F. Ullmann,
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Investigation of cw and ultrashort pulse laser irradiation of powder surfaces: a comparative study,
In:
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In:
Proceedings of Korean Society for Precision Engineering (KSPE) Conference (2012), S. 99-100
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New perspectives in Laser Micro Sintering,
In:
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R. Ebert,
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Laser Processing of Tungsten Powder with Femtosecond Laser Radiation,
In:
Proceedings of 11th International Symposium on Laser Precision Microfabrication (2010)
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Neue Ergebnisse zum Lasermikrosintern,
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F. Ullmann,
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Laser microsintering of tungsten in vacuum,
In:
Proceedings of SPIE 7589 (2010)
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Laser Micro Sintering - Upgrade Technology,
In:
Proceedings of International Congress on Applications of Lasers & Electro-Optics (2009)
A. Streek,
M. Müller,
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L. Hartwig,
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Lasermikrosintern – Stand und Perspektiven,
In:
Scientific Reports, Journal of the University of Applied Sciences Mittweida 4/2009, S. 37-43
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Material analysis at selected, furnace treated, laser-generated solids,
In:
Proceedings of 5th International WLT-Conference on Lasers in Manufacturing (2009)
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Laser-micro-sintering,
In:
Proceedings of 5th International Congress on Laser Advanced Materials Processing, ThOL 1-8, #171 (2009)
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H. Exner:
Laser Microsintering - Reaction Models and Results,
In:
Ceramic Forum International 85 (2008), Nr. 13, S. 65-72
A. Streek:
Lasermikrosintern – Qualitätssteigerung durch Verbesserung der Pulverpackung,
In:
Tagungsband der Euromold, Forum Werkstoffe, Werkstoffe für Rapid Prototyping (2008), S. 14
T. Süß:
Materialanalyse an ausgewählten, thermisch nachbehandelten, lasergenerierten Festkörpern,
In:
Tagungsband der Euromold, Forum Werkstoffe, Werkstoffe für Rapid Prototyping (2008), S. 14
P. Regenfuss,
A. Streek,
L. Hartwig,
M. Horn,
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R. Ebert:
Freeform fabrication of dental inlays by laser micro-sintering,
In:
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Selektives Lasersintern - präzise Bauteile schnell generiert - ein Überblick,
In:
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Laser micro sintering – a quality leap through improvement of powder packing,
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Selektives Lasersintern keramischer Mikrobauteile,
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Laser micro sintering – a new method to generate metal and ceramic parts of high resolution with sub-micrometer powder,
In:
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Laser Micro Sintering of Ceramic Materials, Part 2,
In:
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F. Ullmann,
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R. Ebert,
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Laser Micro Sintering of Ceramic Materials, Part 1,
In:
High-Performance Ceramics, Interceram 56 (2007), Nr. 6, S. 420-422
P. Regenfuss,
A. Streek,
F. Ullmann,
L. Hartwig,
M. Horn,
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H. Exner:
Lasermikrosintern von keramischen Materialien - Mechanismen und Resultate,
In:
R. Claasen, M. Herrmann, A. Roosen (Hrsg): Fortschrittberichte der DKG, Verfahrenstechnik, cfi-Beihefte 21 (2007), Nr. 1, S. 151-160
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Laser micro sintering – a new method to generate metal and ceramic parts of high resolution with sub-micrometer powder,
In:
Proceedings of International Conference on Advanced Research in Virtual and Rapid Prototyping (2007), S. 491-499
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In:
Geiger, M; Otto, A., Schmidt M. (Eds.): Proceedings of 5th Laser Assisted Net Shape Engineering (2007), S. 403-418
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The Performance of Laser Micro Sintering with Different Material Classes,
In:
Proceedings of 31st Rapid Prototyping Symposium, Japan (2007), S. 31-38
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Lasermikrosintern von Keramik,
In:
Tagungsband des Workshops Glas und Keramikbearbeitung mit dem Laser, Erlangen (2007)
R. Ebert,
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Rapid Microtooling mit laserbasierten Verfahren,
In:
Lasermagazin 2/2007, S. 26-27
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Laser Micro Sintering a Versatile Instrument for the Generation of Microparts,
In:
Laser Technik Journal 1/2007, S. 26-31 (Titelbild)
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Lasermikrosintern von SiSiC und SiC Keramik,
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A. Streek,
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Direct Laser Sintering of Siliconcarbide - Material Specific Behavoir,
presented at: Junior Euromat 2006, Lausanne, Schweiz (Oral Presentation and Poster)
M. Aleman,
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Laser Micro Sintering as a New Front Side Metallisation Technique for Silicon Solar Cells,
In:
Proceedings of 21st European Photovoltaic Solar Energy Conference (2006)
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Processing of Silicon carbide by Laser Micro Sintering,
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Lasermikrosintern von keramischen Materialien,
In:
Tagungsband der Rapid.Tech 3/2006, S. 1-18
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Lasermikrosintern von Keramik,
In:
Fortschrittsberichte der Deutschen Keramischen Gesellschaft, Verfahrenstechnik 19 (2005), Nr. 1, S. 96-105
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Neue Ergebnisse zum Lasermikrosintern,
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Progress in laser micro sintering: new process improvements and sintering results with different metal powders.,
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Neue Rapid Technologien auf dem Weg in die Produktion - Erfahrungsberichte und Entwicklungstrends, IWS Dresden, Vorträge auf CD (2004)
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Verfahren zur Herstellung von Mikropräzisionsbauteilen,
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Giesserei 11/2004, Einlage Giesserei kompakt 4/2004, S. 28-31
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Proceedings of International Congress on Applications of Lasers & Electro-Optics (2004)
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Consecutive sputtering and laser processing of metal layers as a possible means to enhance the resolution of laser micro sintering,
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Proceedings of International Conference on Photonic Technologies (2004), S. 413-424
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Industrial freeform generation of microtools by laser micro sintering,
In:
Proceedings of Solid Freeform Fabrication Symposium (2004), S. 709-719
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L. Hartwig,
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Anfragen
Forschungsgruppenleiter
Prof. Dr.-Ing.
André Streek
Tel.:
+49 (0) 3727 / 58-1837
eMail:
streek(at)hs-mittweida.de