3D Druck ist nicht gleich 3D Druck
Eigentlich sind (wie so oft) die Medien mal wieder an allem Schuld. So gut die mediale Präsenz des 3D Drucks ist, desto verwirrender werden ein manchen Beiträgen alle 3D Druckverfahren in einen Topf geschmissen.
In den Nachrichten wird in einem Atemzug das Haus aus dem 3D Drucker, gedrucktes Essen und die Waffe aus dem 3D Drucker erwähnt. Die Allgemeinheit wird dadurch in die Irre geführt, wenn sie nicht deutlich darauf hingewiesen wird, dass nicht bald jeder seine „Organe auf Ersatz“ drucken kann. Denn so konfus werden die Themen in den Nachrichten vermischt.
Diese unterschiedlichen 3D Druckverfahren gibt es
Wir zeigen euch die verschiedenen 3D Druckverfahren und weisen auf die Vor- und Nachteile der verschiedenen Methoden hin.
Im Fokus stehen:
- Fused Deposition Modeling (FDM)
- Selective Laser Sintering (SLS) / Selective Laser Melting (SLM)
- Stereolithografie (SLA)
Eines haben alle 3D Druckverfahren gemein, der 3D Druck baut seine Objekte Schicht für Schicht auf. Die sogenannte additive Fertigung des 3D Druckers unterscheidet sich maßgeblich zur subtraktiven Fertigung wie z.B. Bohren oder Fräsen. Denn dort wird aus einem bestehenden Objekt etwas herausgenommen um das Zielobjekt zu fertigen.
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Die Fused Deposition Modeling-Methode ist die bekannteste und für den Endverbraucher relevanteste Art des 3D Drucks. Den Prozess kann man sich vorstellen wie das Bedienen einer Heißklebepistole. Es können nur Materialien verwendet werden welche sich unter Hitze verflüssigen oder verformen lassen. Die weichen Druckmaterialien werden Schicht für Schicht aufgetragen und härten nach einer gewissen Zeit wieder. Dafür geeignet sind sind z.B. thermoplastische Kunststoffe wie ABS, PLA, PVA, HIPS, PET und Nylon, aber auch Schokolade oder Modellierwachs kann theoretisch verarbeitet werden.
Vorteile des FDM:
- Die 3D Drucker sind relativ günstig
- Das Druckmaterial (Filament) ist relativ günstig
- Das Druckverfahren ist verhältnismäßig schnell
- Die gedruckten Teile (ABS, PLA etc.) sind belastbar
Nachteile des FDM
- Die Präzision lässt teilweise noch zu wünschen übrig
- Große Überhänge können nur mit Stützmaterial gedruckt werden
- Die fertigen Druckobjekte haben eine typische FDM-Riffelung
Selective Laser Sintering (SLS) / Selective Laser Melting (SLM)
Das Rohmaterial des SLS/SLM-Druckverfahrens ist Pulver. Im Gegensatz zum FDM wird hier nicht mit Filament gearbeitet. Das Pulver wird in einer Druckkammer hauchdünn und gleichmäßig verteilt, danach wird es mit einem Laserstrahl gehärtet.
Vorteile von SLS / SLM
- Auch Werkstoffe wie z.B. Metall können verarbeitet werden
- Überhänge können ohne zusätzliches Stützmaterial gedruckt werden
Nachteile des SLS / SLM
- Die 3D Drucker sind sehr teuer und kommen meist nur in der Industrie zum Einsatz
- Die Oberfläche der gedruckten Objekte ist sehr rau
Stereolithografie (SLA)
Die Ausgangslage dieses 3D Druckverfahrens ist ein Becken voller Kunstharz. So können beim SLS-Druck sehr präzise und feine Objekte aus Kunstharz erzeugt werden.
Der Füllstand des Beckens erhöht sich bei jedem Druckvorgang minimal, dann wird das Objekt mit Hilfe eines UV-Lasers erstellt. Dieser fährt die vorgegebene Form ab und härtet das flüssige Druckmaterial aus.
Das Stereolithografie-Druckverfahren ist das älteste 3D Druckverfahren der Welt. Diese Drucktechnik wurde bereits in den 80er- Jahren entwickelt.
Vorteile des SLA
- Sehr präzise und detailreiche Druckobjekte
- Feine Oberfläche
Nachteile des SLA
- Die 3D Drucker sind noch sehr teuer und nicht für den Heimbedarf entwickelt
- Die Objekte sind oft zerbrechlicher als Objekte aus anderen Druckverfahren
- Die Kunstharze können sichtlich altern und sich verfärben
- Ein mehrfarbiger Druck ist bisher noch nicht realisierbar
Fazit nach dem Vergleich der 3D Druckverfahren
Es zeichnet sich eine klare Tendenz zum FDM-Methode ab. Für den Heimanwender und kleine Unternehmen ist dies im Augenblick noch am sinnvollsten und lukrativsten. Es gibt bereits viele verschiedene Druckmaterialien welche mit der FDM-Technik bearbeitet werden können (ABS, PLA, PVA, HIPS, Hylon, Laywood, Laybrick, Flexible Filament, PET uvm.) und die Entwicklung geht immer weiter.
Aber auch andere Druckverfahren könnten es in Zukunft auf den Endverbraucher-Markt schaffen. So läuft z.B. ein Pilotprojekt eines günstigen 3D Druckers welcher im SLA Druckverfahren arbeitet. Ob und wann diese Drucker es in unsere Büros schaffen, ist aber noch abzuwarten.
