Resin- vs. Filament-3D-Drucker: Praktischer Leitfaden für die richtige Wahl

3D-Drucktechnologie bietet zwei Arten von 3D-Drucktechnologie: Fused Deposition Modelling (FDM) und Stereolithography (SLA) oder Digital Light Processing (DLP).

Jede Technologie nutzt einen distincten 3D-Druckertyp. Interessanterweise nutzen beide Kunststoff, allerdings in unterschiedlichen Formen.

Resin vs. Filament 3D-Drucker

Dieser Artikel führt Sie durch Themen rund um 3D-Resin-Drucker und Filament-Drucker, ihre Technologien und Funktionsweisen – damit Sie besser entscheiden können, welcher zu Ihren Druckbedürfnissen passt.

SLA/DLP vs. FDM erklärt

Beim Resin-3D-Druck sind die gängigsten Verfahren Stereolithografie (SLA) und Digital Light Processing (DLP). Ein Resin-Drucker erzeugt Resin-Drucke von höchster Qualität.

SLA-Druckertechnologie

Desktop-SLA-3D-Drucker verfügen über einen Harztank mit transparentem Boden und nicht haftender Oberfläche. Die nicht haftende Oberfläche bietet eine Schicht für das flüssige Kunstharz, das zu einem physischen 3D-Objekt aushärtet.

Zudem erleichtert sie das Ablösen der gebildeten Schicht von der Oberfläche.

Resin-Druck und Funktionsweise des SLA-3D-Druckers

Resin ist ein Duroplast (Thermoset), das im SLA-3D-Druck als wichtiges Kunststoffmaterial für 3D-Modelle dient.

SLA nutzt additive Fertigung. Die Technologie wird auch als Resin-3D-Druck bezeichnet. Der Resin-Drucker nutzt Lichtquelle, Bauplattform/Druckbett und Harztank.

SLA-Druckprozess

Setzt man SLA-Resin einer bestimmten UV-Lichtmenge aus, startet ein chemischer Prozess: kürzere Molekülketten verbinden sich, polymerisieren Monomere und Oligomere zu einem festen oder flexiblen Objekt.

Isopropylalkohol hilft, das fertige Modell von der Bauplatte zu lösen – er verbessert die Schichthaftung.

Arten von Resin

Hersteller produzieren verschiedene Resin-Druckpakete für andere SLA-3D-Drucker oder je nach Resin-Druckpräferenz.

• Standard Resin
• Tough Resin
• Clear Resin
• Castable Resin

Vorteile von Resin als Druckmaterial

• Druckt 3D-Objekte von höchster Qualität
• Fertigt starke, musterartige Strukturen
• Beschleunigt den Druckprozess
• Viele Anwendungen in verschiedenen Branchen
• Ungenutztes Resin kann abgelassen und für spätere Nutzung aufbewahrt werden
• Resin-3D-Drucke bieten attraktive Optik

Nachteile von Resin als Druckmaterial

• Stark geruchsintensiv
• Auslaufgefahr
• Benötigt Licht zum Aushärten
• Handschuhe zum Umgang nötig
• Abfließen von unausgehärtetem Resin und Modellentnahme dauern
• Nicht einfach zu bedienen
• Fertige Resin-3D-Modelle müssen nachgehärtet, gewaschen, getrocknet werden
• Maschine und Resin bleiben kostspielig

Anwendung von Resin-3D-Druck

Resin-3D-Druck ist beliebt für Drucke extrem hoher Qualität. Daher ist die hohe Druckqualität von Resin attraktiv für Schmuck und Figuren.

FDM-Drucktechnologie

Fused Deposition Modeling (FDM) nutzt spezielle 3D-Drucker, die thermoplastische Filamente verwenden, um solide, langlebige und dimensionsstabile Teile zu erstellen.

Zudem fertigt es 3D-Qualitätsdrucke mit hoher Genauigkeit und Wiederholbarkeit.

Geschmolzene Filamente werden Schicht für Schicht auf eine Bauplattform mittels Druckerdüse aufgetragen, bis das gewünschte Design erreicht ist.

Funktionsweise von 3D-FDM-Druckern

FDM-Drucktechnologie ermöglicht dem FDM-3D-Drucker-Düsen, sich vertikal und horizontal zu bewegen, während die Extrusionsdüse Schichten geschmolzenen Thermoplasts ablegt, um ein 3D-Objekt Schicht für Schicht zu erstellen.

Nach Abschluss der ersten Schicht senkt der Drucker die Düse automatisch ab, um die nächste Schicht auf die vorherige zu drucken. Der Prozess wiederholt sich Schicht für Schicht, bis das gewünschte Design erstellt ist.

Anschließend entfernen Sie das Stützmaterial vom Druckobjekt für Ihren gewünschten Druck.

Filament-Druck

Der spezialisierte 3D-Drucker im FDM nutzt thermoplastische Filamente. 3D-Druck-Filamente gibt es in verschiedenen Typen und Marken.

Filamenttypen im FDM-3D-Druck:

• ABS
• PLA
• PET
• PETT
• Nylon
• PVA
• Sandstone
• HIPS
• Carbonfaser

Vorteile der FDM-Drucktechnologie

• Ökonomisch
• Wiederverwendbares Filament
• Ermöglicht Cloud-basierten 3D-Druck
• Nicht komplexer Prozess
• Vielfalt an Materialwahl
• Portabel
• Fertigt kompakte Designs

Nachteile der FDM-Drucktechnologie

• Erzeugt Produkte mit rauer Oberfläche
• Warping-Herausforderung bleibt häufig
• Hartnäckiges Düsenverstopfen
• Lange Druckzeit pro Schicht
• Schichthaftungsprobleme
• Fertigt Modelle mit schwacher Festigkeit
• Häufige Bettkalibrierung nötig

Anwendung von FDM-3D-Druck

FDM, auch als Fused Filament Fabrication (FFF) bekannt, bleibt eine der meistgenutzten und beliebtesten Technologien in der additiven Fertigungsfamilie.

Hauptanwendungen der FDM-Technologie:

• Prototypen
• Prothesen
• Geschenke
• Industrielle Anwendung
• Architektur
• Präoperativ Modelle
• Haushaltsgegenstände

DLP-Drucktechnologie

DLP ähnelt SLA-Drucktechnologie. SLA und DLP teilen viele Gemeinsamkeiten – der einzige Unterschied: Wie sie UV-Licht zum Drucken nutzen.

Wichtiger: DLP nutzt eine digitale Projektionsfläche als Lichtquelle, SLA nutzt Laser.

Wie funktionieren Resin-Drucker?

Spezielle Resin-3D-Drucker nutzen kein Pulver oder Kunststofffilamente. Stattdessen nutzen sie Resin für ihren 3D-Druck. Der SLA-Prozess findet an der Bauplatte des Druckers statt.

Der SLA-3D-Drucker-Roller verteilt eine dünne Resin-Schicht auf der Plattform. Da Resin flüssig ist, verteilt es sich schnell über die gesamte Plattform – die Resin-Verteilung ermöglicht konsistente Schichtdicke.

Dann härtet der Laser die Bereiche, die er berührt, aus – neue Teile bleiben flüssig. Der Drucker senkt das Modell leicht ab, damit der Roller eine neue Schicht verteilen kann.

Der SLA-Druckprozess wiederholt diese zwei Schritte, bis ein neues Design entsteht. Der Laser verfestigt berührte Bereiche fortlaufend als Teil des Designdrucks.

Dieser additive Fertigungsprozess läuft, bis der Drucker das gewünschte 3D-Modell fertig gedruckt hat.

Resin vs. Filament Kosten

Als 3D-Druck-Hobbyist müssen Sie neben Druckerkosten auch das Budget für Verbrauchsmaterialien berücksichtigen.

Filament- oder Resin-Kosten spielen bei der Druckerwahl eine Rolle. Auch Zubehörkosten und Zeitbedarf sind entscheidend.

Kostenvergleich Resin vs. Filament

Vergleicht man Filament- und Resin-Drucker-Kosten, ist Filament der günstigste, erschwinglichste Drucker am 3D-Druckermarkt.

Das gilt für alle Kostenaspekte beim Betrieb eines 3D-Druckers und Druckprozesses.

Für Einsteiger sind SLA/DLP-3D-Drucker ziemlich teuer – sie sind rar. FDM-3D-Drucker genießen breite Verbreitung bei Profis und Enthusiasten.

Zudem sinken FDM-3D-Drucker-Kosten seit Jahren. Kosten hängen von Marke und Funktionalität ab. Allgemein finden Sie erschwingliche FDM-3D-Drucker unter 200 $.

Das gilt nicht für SLA/DLP-3D-Drucker-Kosten.

Ein weiterer Faktor: Verbrauchsmaterial- und Wartungskosten. Wieder toppt FDM den SLA-Drucker.

FDM-Filamentspulen kosten ab 25 $ oder weniger. Sie müssen die Druckerdüse durch regelmäßige Wartung häufig ersetzen.

Im Gegensatz dazu müssen Resin und Harztank häufiger getauscht werden. Ein Harztank kostet ca. 40 $, ein Liter Resin ca. 80 $.

Im Ergebnis kosten Resin-Drucker weit mehr als FDM-Drucker. Dehnen Sie Ihr Budget durch FDM-3D-Druck.

Ist Resin stärker als Filament?

Nein, Resin ist vergleichsweise schwächer als FDM-Filament. Zwar kann Resin-3D-Druck mit Premium-Marken robuster sein, aber die mechanischen Eigenschaften des Filaments machen es weit stärker.

Formlabs Tough Resin, eine der stärksten Premium-Marken, weißt schneller auf als Polycarbonat-Filament bei 8080 PSI Zugfestigkeit.

Zudem sind die meisten gängigen Resins spröder im Vergleich zu Filamenten, die recht robust bleiben.

Deshalb bevorzugen Fertigungsunternehmen FDM-Technologie gegenüber SLA/DLP, wenn sie starke, langlebige Teile für schwere Nutzung über Zeit erstellen wollen.

Wie stark ist 3D-gedrucktes Resin?

SLA-3D-Drucktechnologie druckt Modelle höchster Qualität – detailliert mit schöner Oberflächenveredelung.

Bei anspruchsvollen, langlebigen, funktionalen Teilen denken Sie eher an FDM als SLA, da die meisten Standard-Resins spröder sind als Filament.

Dennoch führte SLA starke Resin-Marken ein, um den Festigkeitsmangel mit gewissem Erfolg zu mildern. Studien zeigen, dass einige härtere Resins stärker sein können als Standard-Resin.

Diese höhere Zugfestigkeit ermöglicht Druck festerer Teile, die zuvor nur FDM-Filament fertigen konnte.

Fazit

Der Artikel beleuchtete relevante Themen rund um SLA/DLP Resin-3D-Druck und FDM Filament-3D-Druck.

Wichtiger: Die Diskussion, wie beide SLA und FDM Drucker funktionieren, hilft Ihnen zu verstehen, wie die 3D-Druck-Welt funktioniert.