Übersicht über die wichtigsten 3D-Druck Technologien

Fused Deposition Modeling (FDM)

Ultimaker 2

Beim Fused Deposition Modeling, dem am weitesten verbreiteten additiven Fertigungsverfahren, wird ein thermoplastisches Polymer durch eine beheizte Düse extrudiert und auf einer Bauplattform aufgetragen. FDM-Maschinen sind am erschwinglichsten, insbesondere für Einzelpersonen, die nicht über das Budget eines Unternehmens verfügen. Viele Marken wie MakerBot und Ultimaker, zwei der beliebtesten Desktop-3D-Drucker, sind heute als Fertigmodelle erhältlich. Sie können aber auch mit Hilfe von DIY-Kits oder durch das Drucken von Teilen zu einem FDM-3D-Drucker zusammengestellt werden.

Das Konzept von FDM-Druckern ist einfach: Ein Kunststoff-Filament läuft durch die Düse und schmilzt bei Kontakt, während es sich nach und nach strukturiert auf dem Druckerbett ablagert, bis das Objekt fertig ist. Die für FDM-Filamente verwendeten Kunststoffe sind in der Regel ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol), PLA (Polymilchsäure) und Nylon (Polyamid), aber auch andere exotische Materialien können verwendet werden, z. B. eine Materialmischung aus Kunststoff und Holz oder Kohlenstoff.

Die FDM-Technologie ist eine schnelle Technik, um Ihr 3D-Projekt zu Hause herzustellen, aber diese Technik ermöglicht es Ihnen nicht, ein professionelles oder industrielles Ergebnis zu erzielen.

Stereolithografie (SLA)

Formlabs

Die Stereolithografie war eine der ersten additiven Fertigungstechnologien, die in den 80er Jahren theoretisch entwickelt und patentiert wurde. Das Konzept dahinter ist recht einfach, auch wenn es heute viele Varianten gibt: Ein UV-naher Laserstrahl wird fokussiert und zeichnet schnell einen 2D-Schnitt des Entwurfs auf eine dünne Schicht aus flüssigem Photopolymerharz. Das lichtempfindliche Harzpolymer reagiert dann und verfestigt sich zu einer einzigen 2D-Schicht des Motivs. Je nachdem, ob der Laser von unten (wie im obigen Bild) oder von oben kommt, wird das Objekt um eine Schicht angehoben, während es noch in Kontakt mit dem Harz ist, bzw. eine neue Harzschicht wird auf das Objekt aufgetragen. Dann wird der Vorgang für jede neue Schicht des Designs wiederholt, bis das 3D-gedruckte Objekt vollständig ist. Der letzte Schritt besteht darin, das fertige, in Harz getränkte Objekt zu reinigen und die eventuellen Stützstrukturen zu entfernen.

SLA ist auch als Desktop-3D-Drucker beliebt, wird aber in der Regel als vorgefertigter Drucker verkauft, wie der SLA-3D-Drucker Form 2 von Formlabs oder der Ember von Autodesk. Die FDM- und die SLA-3D-Technologie sind zwei sehr effektive Fertigungsmethoden. Diese Drucker sind jedoch viel teurer als FDM-Drucker, da ihre Kosten im Bereich von mehreren tausend Dollar/Euro liegen (3.499 $ für den Form 2, 5.995 $ für den Ember).

Kohlenstoff-DLS-Technologie

Carbon M1 3D Printer

Bei dieser 3D-Drucktechnologie wird eine kontinuierliche Folge von UV-Bildern, die von einem digitalen Lichtprojektor erzeugt werden, durch ein sauerstoffdurchlässiges, UV-transparentes Fenster unter ein flüssiges Harzbad projiziert. Dadurch entsteht eine tote Zone oberhalb des Fensters, die eine flüssige Grenzfläche unterhalb des Teils aufrechterhält. Oberhalb dieser toten Zone wird das ausgehärtete Teil aus dem Harzbad gezogen. Diese 3D-Drucktechnologie wurde erstmals im Februar 2014 vorgestellt. Einige Monate später wurde das Unternehmen Carbon 3D gegründet, um sie zu vermarkten.

Dank der Carbon CLIP-Technologie und ihrer Harz-3D-Drucker können wir Teile mit hohen mechanischen Eigenschaften drucken. Diese Teile sind genauso präzise wie SLA-Druckteile und können dank des kontinuierlichen Prozesses viel schneller gedruckt werden. Dank der technischen Harze können Sie ein flexibles Material oder ein sehr widerstandsfähiges Material für technische Teile erhalten, aber auch 3D-gedruckte Teile mit glatter Oberfläche.

Um mehr über die CLIP-Harze zu erfahren, besuchen Sie unsere CLIP-Materialseite.

Selektives Laser-Sintern (SLS)

EOS Formiga P110

Zu guter Letzt die Technologie, die bei Sculpteo am häufigsten eingesetzt wird: Selektives Laser-Sintern. Das Konzept ist recht einfach, aber die Ausführung ist in der Regel professionellen Unternehmen und Online-3D-Druckdiensten wie dem unseren vorbehalten, da SLS-Drucker in der Regel groß (so groß wie ein zweitüriger amerikanischer Kühlschrank) und kostspielig sind. Um die Idee dahinter zusammenzufassen: Ein Pulver aus einem Behälter wird von einem Recoater auf die Bauplattform gefegt, ein Laser tastet dann selektiv die dünne Pulverschicht ab und sintert die Pulverpartikel in der Form des Querschnitts der ersten Schicht des Designs zusammen, wie wir auf dem Bild oben sehen können. Die Bauplattform wird dann um eine Schichttiefe abgesenkt und der Recoater trägt eine neue Schicht Pulver auf. Genau wie die erste Schicht wird auch der zweite Querschnitt des 3D-Designs gescannt und gesintert, während er an die erste Schicht angefügt wird, so dass ein solides Teil entsteht. Der Prozess wird so lange wiederholt, bis das Objekt fertig ist und das 3D-Teil Schicht für Schicht aufgebaut ist. Die Schale mit dem fertigen Objekt wird dann entfernt, und die Objekte werden entladen. Nach dem Druckvorgang ist kein weiteres Verfahren erforderlich, es sei denn, Sie möchten zusätzliche Oberflächenbehandlungen vornehmen (Lack, Politur, Farbstoff, Glättemittel…).

Im Vergleich zu Stereolithografie und FDM sind beim SLS keine Stützstrukturen erforderlich, da das Pulver als selbsttragendes Material fungiert. Dadurch können komplizierte und komplexe Geometrien hergestellt werden und es besteht eine nahezu vollständige Gestaltungsfreiheit. Allerdings sind die Kosten für eine Maschine recht hoch, weshalb es hauptsächlich für industrielle Anwendungen eingesetzt wird. Sculpteo macht sie jedoch für jedermann zugänglich!

Wir hoffen, dass Ihnen dieser Artikel geholfen hat einen Überblick über die verschiedenen 3D Druck Technologien zu bekommen. Wenn Sie noch weitere Fragen haben, sprechen Sie gerne unseren Kundenservice an oder stöbern Sie noch weiter in unserem 3D Lernzentrum.