Überblick über 3D-Drucktechniken

Der 3D-Druck bzw. die additive Fertigung umfasst mehrere unterschiedliche Technologien – jede mit einzigartigen Mechanismen, Materialien, Stärken und Einschränkungen. Die Wahl der richtigen Methode hängt von Ihrer spezifischen Anwendung ab: Prototyping, Produktion, Präzision, Kosten oder Materialleistung. Im Folgenden finden Sie die wichtigsten 3D-Druckverfahren, die heute in der Industrie, Forschung und Ausbildung eingesetzt werden.

  1. SLS verwendet einen Hochleistungslaser, um Partikel aus pulverförmigem Material (in der Regel Nylon) miteinander zu verschmelzen und das Teil in einem Pulverbett aufzubauen.
  2. FDM ist das am weitesten verbreitete 3D-Druckverfahren, insbesondere für Einsteiger und Prototypen. Dabei wird ein thermoplastisches Filament durch eine beheizte Düse extrudiert und das Material Schicht für Schicht auf eine Bauplatte aufgebracht.
  3. SLA und verwandte harzbasierte Verfahren wie DLP und MSLA verwenden Licht (typischerweise UV-Laser oder LCD-Bildschirme), um flüssiges Photopolymerharz Schicht für Schicht auszuhärten.
  4. MJF (Multi Jet Fusion) ist eine pulverbasierte Technologie von HP, die höhere Druckgeschwindigkeiten und eine bessere Oberflächenqualität als SLS bietet.
  5. DLP ist ein harzbasiertes 3D-Druckverfahren, das dem SLA-Verfahren ähnelt. Anstatt jedoch jede Schicht mit einem Laser abzufahren, wird ein digitaler Lichtprojektor verwendet, um eine ganze Schicht gleichzeitig auszuhärten. Das macht es für kleine bis mittelgroße Drucke deutlich schneller.
  6. DMLS / SLM sind Metall-3D-Druckverfahren, bei denen Laser eingesetzt werden, um völlig dichte, hochfeste Metallteile herzustellen.
  7. Beim Binder Jetting werden Objekte durch Auftragen eines flüssigen Bindemittels auf ein Pulverbett hergestellt. Es eignet sich für Metalle, Keramiken und sandbasierte Anwendungen.
  8. Beim Material Jetting werden winzige Materialtröpfchen Schicht für Schicht aufgetragen, die dann mit UV-Licht gehärtet werden. Das Konzept ähnelt dem 2D-Tintenstrahldruck, aber in drei Dimensionen und mit funktionalen Materialien.
  9. PolyJet ist eine von Stratasys entwickelte Art der Materialstrahltechnologie. Sie sprüht mehrere Photopolymer-Materialien auf die Bauplattform und härtet sie mit UV-Licht aus, wodurch Teile aus mehreren Materialien und in mehreren Farben in einem einzigen Druckvorgang hergestellt werden können.

Die Wahl der richtigen Methode

Jedes 3D-Druckverfahren dient einem anderen Zweck. Einige zeichnen sich durch Details aus, andere durch Stärke oder Skalierbarkeit. Das Verständnis dieser Kernprozesse ist unerlässlich, um fundierte Entscheidungen zu treffen – ganz gleich, ob Sie einen Prototyp, ein produktionsreifes Teil oder ein funktionales Werkzeug drucken wollen.

Die beste Methode ist diejenige, die Ihren Leistungs- und Materialanforderungen sowie Ihrem Budget entspricht – und dieser Überblick ist Ihr erster Schritt auf dem Weg dorthin.

Vergleichen Sie die beliebtesten Methoden.

ParameterFused Deposition ModelingStereolithographieSelektives Laser-SinternSelektives Laserschmelzen
AbkürzungFDMSLASLSSLM
FunktionsprinzipExtrusion von geschmolzenem FilamentUV-HärtungLaser-SinternLaserschmelzen
Material gedrucktThermoplastisches Polymer in Form von Fäden (Filament), z.B. PLA, ABSHarze/photohärtbare flüssige MaterialienPulverförmige sinterfähige Polymere (z.B. Polyamide, TPU, TPE)Verschiedene Metall-Legierungen
Vorteileniedrige Kostenschnelle DruckzeitHohe DruckauflösungHohe Prozessautomatisierungkeine StützstrukturQualitätsprototypingBewegliche TeileHaltbarkeit der Ausdrucke
BenachteiligungenBedarf an StützstrukturenWärmeschrumpfung des Filamentsgeringe Materialvielfalthohe Wartungskostenlange Druckzeithohe Kosten
AnwendungenSchnelles PrototypingAusbildungKleine SerienproduktionPrototypen mit komplexer InnengeometrieDentalmodelleBildungFunktionale PrototypenMedizinische ModellePrototyping bewegliche TeileAutomobil- und LuftfahrtindustrieFunktionsteile
Schichtdicke0,1 – 0,3 mm0,05 – 0,15 mm0,060 – 0,15 mm0,02 – 0,1 mm
Drucken ohne Stützstrukturenkeinenicht immer notwendigjanicht immer notwendig
Objekte mit beweglichen Teilen druckennicht immer realisierbar (geringere Präzision)keinejakeine

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