FFF, SLA, MSLA, SLS oder Metall-3D-Druck: Das passende 3D-Druckverfahren hängt nicht davon ab, welche Technologie grundsätzlich die beste ist. Entscheidend sind die Anforderungen des Bauteils.
Ein Anschauungsmodell benötigt andere Eigenschaften als eine Vorrichtung, ein Werkzeug oder ein belastbares Endbauteil. Für Konzeptmodelle und Prototypen kommen unter anderem FFF, SLA und MSLA infrage. SLS eignet sich auch für funktionale Prototypen, Endverbraucherteile und Kleinserien. Wird eine höhere mechanische Belastbarkeit benötigt, kann FFF mit Endlosfaserverstärkung sinnvoll sein.
Das Material grenzt die möglichen 3D-Druckverfahren bereits deutlich ein:
Neben der grundsätzlichen Materialart müssen auch Anforderungen wie Festigkeit, Flexibilität, Temperaturbeständigkeit oder elektrische Eigenschaften berücksichtigt werden.
Das benötigte Bauvolumen bestimmt, welche Systeme infrage kommen. Für große Kunststoffteile bietet 3D-MODEL unter anderem großformatige FFF-Systeme von LOOP 3D an. Auch für SLA und MSLA stehen Systeme für größere Modelle oder mehrere Bauteile innerhalb eines Druckauftrags zur Verfügung.
Bei komplexen Geometrien kann SLS Vorteile bieten. Das umliegende Pulver stabilisiert die Bauteile während des Drucks, sodass keine zusätzlichen Stützstrukturen erforderlich sind. Für komplexe Metallbauteile kommt unter anderem LPBF infrage.
Für präzise Details und glatte Oberflächen eignen sich besonders SLA und MSLA. SLS-Bauteile können nach dem Druck zusätzlich geglättet und versiegelt werden. Die gewünschte Oberfläche sollte deshalb nicht erst nach dem Druck, sondern bereits bei der Auswahl des Verfahrens berücksichtigt werden.
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Beim FFF-Verfahren wird Kunststofffilament aufgeschmolzen und Schicht für Schicht zum Bauteil aufgebaut. FFF eignet sich besonders für Prototypen, Halterungen und Vorrichtungen, Wartungsteile, funktionale Kunststoffteile, Kleinserien oder großformatige Bauteile.
Raise3D-Systeme bieten eine breite Auswahl unterschiedlicher Filamente. Für besonders große Bauteile stehen bei 3D-MODEL FFF-Systeme von LOOP 3D zur Verfügung. Ausgewählte Markforged-Systeme können Bauteile zusätzlich mit Endlosfasern verstärken. Dadurch eignet sich das Verfahren auch für belastbare Werkzeuge, Vorrichtungen und Endanwendungsteile.
SLA und MSLA verarbeiten flüssiges Kunstharz. Bei SLA härtet ein Laser das Material punktweise aus. Bei MSLA wird eine vollständige Schicht gleichzeitig belichtet.
Die Verfahren eignen sich besonders für detailreiche Bauteile, glatte Oberflächen, Konzeptmodelle, präzise Prototypen, Kleinserien, technische, medizinische und schmuckbezogene Anwendungen. Je nach System können sowohl kleine Präzisionsteile als auch größere Resinbauteile gefertigt werden.
Beim selektiven Lasersintern wird Polymerpulver mit einem Laser verschmolzen. Das nicht verschmolzene Pulver stützt die Bauteile während des Drucks.
SLS eignet sich besonders für funktionale Prototypen, komplexe Geometrien, Endverbraucherteile, Maßanfertigungen, mehrere Bauteile in einem Druckauftrag oder Kleinserien. Zu den verfügbaren Materialien gehören unter anderem Nylon, faserverstärkte Pulver, TPU und Polypropylen.
Metall-3D-Druck kommt infrage, wenn das Bauteil tatsächlich aus Metall bestehen und hohe funktionale Anforderungen erfüllen muss. Beim LPBF-Verfahren wird Metallpulver direkt mit einem Laser aufgeschmolzen. Beim Metal-X-Verfahren wird das Bauteil zunächst gedruckt, anschließend gewaschen und danach gesintert.
Metall-3D-Druck eignet sich unter anderem für komplexe Metallbauteile, Werkzeuge und Vorrichtungen, funktionale Bauteile oder präzise Einzelteile und Kleinserien. Welche Technologie geeignet ist, hängt vom Material, der Geometrie und dem geplanten Produktionsprozess ab.
Die Nachbearbeitung ist Teil des gesamten Fertigungsprozesses. Resinbauteile müssen beispielsweise gewaschen und ausgehärtet werden. SLS-Bauteile werden entpulvert und können zusätzlich geglättet oder versiegelt werden. Beim Metal-X-Prozess gehören Waschen und Sintern fest zum Ablauf.
Die notwendigen Nachbearbeitungsschritte wirken sich auf Oberfläche, Eigenschaften und Prozesszeit aus und sollten deshalb früh eingeplant werden.
Liegt nur ein vorhandenes Bauteil vor, kann es mithilfe eines 3D-Scanners digitalisiert werden. Anschließend lassen sich die Daten durch Reverse Engineering in ein CAD-Modell überführen und für den 3D-Druck vorbereiten.
Ein vollständiger Prozess kann so aussehen: 3D-Scanning → CAD-Datenerstellung → Auswahl von Verfahren und Material → 3D-Druck → Nachbearbeitung
Das passende 3D-Druckverfahren ergibt sich aus dem Zusammenspiel von Funktion, Material, Größe, Geometrie, Oberfläche und Stückzahl.
FFF eignet sich für flexible Kunststoffanwendungen, Prototypen und große Bauteile. SLA und MSLA bieten hohe Detailgenauigkeit und glatte Oberflächen. SLS ist für funktionale Kunststoffteile und komplexe Geometrien geeignet. Für metallische Bauteile stehen LPBF und Metal X zur Verfügung.
3D-MODEL betrachtet dabei nicht nur den 3D-Drucker. Beratung, Materialauswahl, 3D-Scanning, CAD-Unterstützung, Nachbearbeitung und technischer Service werden zu einer durchgängigen Lösung verbunden.
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