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8 Arten des 3D-Drucks

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8 Arten des 3D-Drucks

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1. Einführung und Kernkonzept

3D-Druck, auch bekannt als additive Fertigung, ist ein Produktionsverfahren, bei dem Objekte Schicht für Schicht aus einem digitalen 3D-Modell erstellt werden. Im Gegensatz zu den traditionellen subtraktiven Verfahren, bei denen Material entfernt wird, wird bei der additiven Fertigung nur dort Material hinzugefügt, wo es benötigt wird, was die Erstellung komplexer Geometrien und effizienter Prototypen ermöglicht.

2. Überblick über den Prozessablauf

Der Arbeitsablauf beim 3D-Druck beginnt mit der Konvertierung eines CAD-Modells in ein druckbares Dateiformat wie STL oder 3MF. Die Slicing-Software unterteilt das Modell dann in dünne Schichten und erstellt Maschinenanweisungen für den Drucker. Während des Drucks wird das Material gemäß diesen Anweisungen aufgetragen, ausgehärtet oder verschmolzen und anschließend mit Nachbearbeitungsschritten wie dem Entfernen von Trägern oder dem Aushärten abgeschlossen.

3. Stereolithografie (SLA)

Beim SLA-Verfahren wird ein flüssiges Photopolymerharz mit einem UV-Laser selektiv Schicht für Schicht ausgehärtet. Diese Technologie bietet eine hervorragende Oberflächengüte und eine hohe Detailgenauigkeit und eignet sich daher ideal für visuelle Prototypen, Formen, Dentalmodelle und medizinische Anwendungen, bei denen es auf Präzision ankommt.

4. Selektives Laser-Sintern (SLS)

Beim SLS wird ein Laser zum Sintern von pulverförmigen thermoplastischen Materialien eingesetzt. Da das umgebende Pulver das gedruckte Teil stützt, können mit SLS komplexe Geometrien ohne separate Stützstrukturen hergestellt werden. Es wird üblicherweise für Funktionsprototypen und Endteile in kleinen Stückzahlen verwendet.

5. Fused Deposition Modeling (FDM)

Beim FDM-Verfahren wird thermoplastisches Filament durch eine beheizte Düse geschmolzen und extrudiert, um die Teile Schicht für Schicht aufzubauen. Es ist eines der zugänglichsten und kosteneffektivsten 3D-Druckverfahren, das für Rapid Prototyping und einfache funktionale Komponenten beliebt ist.

6. Digitale Lichtverarbeitung (DLP)

DLP ähnelt dem SLA-Verfahren, verwendet jedoch einen digitalen Lichtprojektor, um ganze Harzschichten auf einmal auszuhärten, was zu kürzeren Druckzeiten bei gleichbleibend hoher Auflösung führt. Dieses Verfahren wird vor allem in der Dental- und Schmuckindustrie sowie für detaillierte Prototypen eingesetzt.

7. Multi Jet Fusion (MJF) und PolyJet

Beim MJF-Verfahren werden mit Hilfe von Tintenstrahldruckern Schmelz- und Detaillierungsmittel auf Pulverschichten aufgetragen, die dann durch Hitze verschmolzen werden, um stabile, isotrope Teile mit guter Oberflächenqualität herzustellen, die sich für die Serienproduktion eignen. PolyJet spritzt flüssige Fotopolymere und härtet sie sofort mit UV-Licht aus, was den Druck mehrerer Materialien und Farben für realistische Prototypen und komplexe Baugruppen ermöglicht.

8. DMLS und EBM (Metall-3D-Druck)

Beim Direkten Metall-Lasersintern (DMLS) wird Metallpulver mit einem Laser vollständig aufgeschmolzen, um dichte, stabile Metallteile herzustellen, die in der Luft- und Raumfahrt, bei medizinischen Implantaten und bei Werkzeugen weit verbreitet sind. Das Elektronenstrahlschmelzen (EBM) verwendet einen Elektronenstrahl im Vakuum, um Metallpulver zu schmelzen. Es eignet sich besonders für hochfeste Legierungen wie Titan, die eine hohe Ermüdungsfestigkeit erfordern.