Arten von 3D Druckern

Die Welt des 3D-Drucks bietet eine faszinierende Vielfalt an Drucktechnologien und -verfahren, die es ermöglichen, Objekte auf unterschiedliche Weise herzustellen. Von Fused Deposition Modeling (FDM) über Stereolithographie (SLA) bis hin zu Selective Laser Sintering (SLS) und vielen weiteren Methoden gibt es eine breite Palette an 3D-Druckerarten, die jeweils ihre eigenen Vorzüge und Anwendungsbereiche haben.
Basierend auf den vor- und Nachteilen jeder einzelnen Druck Technik hängt die Wahl der richtigen Technologie von den spezifischen Anforderungen und Zielen des jeweiligen Projekts ab.
Nachfolgend werden wir einen Blick auf die bekanntesten 3D-Druckerarten werfen, ihre Einsatzmöglichkeiten sowie die Materialien, die sie verarbeiten können, erkunden.

 

Schmelzschichtung (Fused Deposition Modeling, FDM)

FDM-Drucker sind beliebt aufgrund ihrer Benutzerfreundlichkeit, ihres breiten Anwendungsspektrums und der Verfügbarkeit von erschwinglichen Materialien.
Sie ermöglichen es Benutzern, ihre eigenen 3D-Modelle zu erstellen und sie in physische Objekte umzuwandeln.

Funktionsweise:
FDM-Drucker arbeiten, indem sie ein thermoplastisches Filament, wie zum Beispiel PLA oder ABS, schichtweise auftragen und durch Hitze schmelzen. Das geschmolzene Material wird dann präzise auf einer Druckplatte oder bereits gedruckten Schichten abgelegt und schichtet sich allmählich auf, um das gewünschte Objekt zu formen.

Aufbau und Komponenten:
Ein typischer FDM-Drucker besteht aus einer Druckplatte, einer Druckdüse, einer Filament Zuführung, einem Heizbett und einer Steuerungseinheit. Die sich bewegende Druckdüse bewegt sich entlang der X- und Y-Achse, während sich das gesamte Heizbett entlang der Z-Achse bewegt und zugleich die Haftung des Filaments auf der Druckplatte gewährleistet.

Materialvielfalt:
FDM-Drucker können mit einer Vielzahl von thermoplastischen Filamenten arbeiten, darunter PLA, ABS, PETG, Nylon, TPU und mehr. Jedes Material hat seine eigenen Eigenschaften, wie Festigkeit, Flexibilität, Temperaturbeständigkeit und Oberflächenbeschaffenheit.

Anwendungsbereiche:
FDM-Drucker werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt, darunter Prototyping, Modellbau, Architektur, Produktentwicklung, Bildung, Haushaltsgegenstände und mehr.
Sie ermöglichen die kostengünstige und schnelle Herstellung von 3D-Objekten mit relativ einfachen Druckern. 

Vorteile von FDM-Druckern:
FDM-Drucker sind im Vergleich zu anderen 3D-Druckverfahren relativ erschwinglich und simpel zu bedienen. Sie bieten eine hohe Genauigkeit und Auflösung, sind vielseitig einsetzbar und ermöglichen die Verwendung einer breiten Palette von Materialien.

Herausforderungen:
FDM-Drucker können mit einigen Herausforderungen verbunden sein, wie zum Beispiel sichtbaren Schichtlinien auf den gedruckten Objekten, begrenzter Detailgenauigkeit und möglichen Haftungsproblemen des Filaments auf der Druckplatte. Diese Herausforderungen können jedoch mit entsprechender Kalibrierung und optimierten Einstellungen minimiert werden.

 

Stereolithografie (SLA)

Stereolithographie ist eine fortschrittliche 3D-Drucktechnologie, die für ihre hohe Präzision und detailgetreue Ergebnisse bekannt ist.

Funktionsweise:
Bei einem SLA-Drucker wird flüssiges Photopolymerharz verwendet. Der Druckprozess erfolgt schichtweise, wobei jede Schicht des Modells durch ein UV-Licht ausgehärtet wird. Das Harz befindet sich in einem Behälter, und eine bewegliche Plattform senkt sich langsam in das Harz, während ein UV-Laser die gewünschten Bereiche des Modells belichtet. Durch die Aushärtung des Harzes schichtet der Drucker das Modell Schicht für Schicht auf, bis das vollständige 3D-Objekt entsteht.

Aufbau und Komponenten:
Ein SLA-Drucker besteht aus verschiedenen Komponenten, darunter eine UV-Lichtquelle, ein Behälter für das flüssige Harz, eine bewegliche Plattform und ein hochpräzises Positioniersystem. Ein Spiegel- oder Galvo-System wird verwendet, um den Laserstrahl zu steuern und die Belichtungsmuster auf das Harz zu projizieren.

Materialvielfalt:
SLA-Drucker unterstützen eine breite Palette von Photopolymerharzen. Es gibt verschiedene Arten von Harzen mit unterschiedlichen Eigenschaften wie Flexibilität, Transparenz, Hitzebeständigkeit oder biokompatiblen Eigenschaften.
Die Materialauswahl hängt von den Anforderungen des gedruckten Objekts ab.

Anwendungsbereich:
SLA-Drucker finden Anwendung in verschiedenen Branchen, darunter Prototyping, Produktentwicklung, Schmuckdesign, Dental- und Medizinindustrie. Sie ermöglichen die Herstellung von hochpräzisen Modellen, Prototypen, maßgeschneiderten Teilen und sogar funktionellen Endprodukten.

Vorteile:
Die Vorteile von SLA-Druckern liegen in ihrer hohen Präzision, Detailgenauigkeit und Oberflächenqualität. Sie ermöglichen die Herstellung komplexer Geometrien und feinster Details. Die gedruckten Modelle sind glatt, detailliert und weisen eine hohe Auflösung auf. Zudem bieten SLA-Drucker eine große Auswahl an Materialien und können eine Vielzahl von Anwendungsanforderungen erfüllen.

Herausforderungen:
SLA-Drucker erfordern eine spezielle Handhabung und Nachbearbeitung der gedruckten Teile. Nach dem Druck müssen die Modelle gründlich gereinigt und in einem UV-Lichtofen gehärtet werden, um ihre endgültige Festigkeit zu erreichen.
Zudem sind SLA-Drucker im Vergleich zu anderen 3D-Drucktechnologien tendenziell teurer und können eine längere Druckzeit haben.