Additive Fertigung hat in den letzten Jahren einen regelrechten Boom erlebt. Viele 3D-Drucker sind mittlerweile auch für Privatanwender erschwinglich, weswegen sich ein großer Markt dafür entwickelt hat. Doch worauf kommt es bei industriellem 3D-Druck an? In diesem Beitrag gehen wir auf wichtige Faktoren speziell für den industriellen Einsatz von 3D-Druckern, die verschiedenen Technologien und mögliche Einsatzgebiete ein.
Wichtige Faktoren beim 3D-Druck
Je nach Einsatzgebiet eignen sich unterschiedliche Drucktechnologien. Für einfachen Prototypenbau sind andere 3D-Drucker und Materialien wirtschaftlich sinnvoll als für die Herstellung von Serienteilen.
Das Volumen Ihrer Bauteile ist ein entscheidendes Kriterium beim Kauf eines 3D-Druckers. Zwar können größere Teile auch aufgeteilt und später miteinander verklebt werden – das geht jedoch auf Kosten der Stabilität und macht zusätzliche Nachbearbeitungsschritte notwendig.
Bestimmte Verfahren wie der DLP-Druck sind aufgrund ihrer verwendeten Lichtquelle beispielsweise ideal, um großflächige Teile zu drucken.
Ein wichtiges Kriterium hierbei ist die Auflösung. Je nach verwendeter Technologie sind sehr feine Schichtdicken im Mikrometerbereich erzielbar.
Die Präzision der Druckergebnisse hängt jedoch nicht nur von der Auflösung, sondern auch von den verwendeten Materialien, den Softwareeinstellungen und der Nachbearbeitung ab.
Die breiteste Auswahl an Materialien bieten 3D-Drucker mit Schmelzverfahren. Auch Resin-Drucker verfügen über eine sehr breite Materialpalette. Bei Pulverdruckern ist das Sortiment dagegen (noch) relativ eingeschränkt.
Die Materialauswahl reicht von Kunststoffen wie PLA, PETG oder Polyamid über ausgefallenere Materialien wie Metalle (z.B. Aluminium oder Titan), Glas oder Keramik.
3D-Druck Technologien im Vergleich
- 3D-Druck mit Pulver (SLS, EBM, MJF)
- 3D-Druck mit geschmolzenem Material (FFF, FDM)
- 3D-Druck mit flüssigem Material (STL, SLA, DLP, MJM, FTI)
3D-Druck mit Pulver
Das Funktionsprinzip der meisten Pulverdrucker ist simpel: Ein Laser sintert ein Kunststoffpulver, das Schicht für Schicht aufgetragen wird. Andere Verfahren arbeiten mit Bindemitteln, um das Pulver zu festigen. Da das umgebende Pulver das gedruckte Teil stützt, sind häufig keine Stützstrukturen notwendig.
Allgemein bieten Pulverdruckverfahren folgende Vor- und Nachteile:
Vorteile
- schnelle Fertigung
- in der Regel keine Stützstrukturen notwendig, wodurch komplexe Designs realisierbar sind
- ausgezeichnete mechanische Eigenschaften – ähnlich dem Spritzguss
Nachteile
- raue Oberflächenbeschaffenheit
- geringe Materialauswahl
- erhöhte Schrumpfungsrate (bis zu 4%)
- mehr Abfall als bei anderen Verfahren
Einsatzgebiete Pulverdruck
3D-Druck mit geschmolzenem Material
Vorteile
- günstige Anschaffung
- geringe Materialkosten
- sehr große Materialauswahl
Nachteile
- niedrige Auflösungen und geringe Präzision
- Stützstrukturen müssen ins Design einfließen
- Nachbearbeitung notwendig
- langsamer Druck
Einsatzgebiete Schmelzdruck
Einfache Proof-Of-Concept-Modelle und simpler Prototypenbau
3D-Druck mit flüssigem Material
Vorteile
- sehr breite Materialauswahl mit unterschiedlichen Eigenschaften
- hohe Auflösung und Präzision mit der auch feine Details dargestellt werden können
Nachteile
- höhere Materialkosten
- langsamer als andere Verfahren (insbesondere SLA-Drucker)
- Stützstrukturen können notwendig sein
- häufig begrenztes Bauvolumen
Einsatzgebiete Flüssigdruck
Funktionales Prototyping, Modell-, Formen- und Werkzeugbau
Einsatzgebiete von industriellem 3D-Druck
- Rapid Prototyping
- Rapid Tooling
- Einfache Bauteilindividualisierung
- Herstellung von Ersatzteilen
- kostengünstige Kleinserienfertigung
Produktbeispiel: Rapid Shape I50+
Mit dem I50+ liefert das deutsche Unternehmen Rapid Shape einen 3D-Drucker mit innovativer DLP-Technologie für hochpräzise und produktive Fertigung. Mit der integrierten Force-Feedback-Technologie werden die einwirkenden Kräfte am Bauteil gemessen, um die maximal mögliche Geschwindigkeit bei konstant hoher Qualität zu ermöglichen.
