Entdecken Sie 8 hochmoderne 3D-Drucktechnologien und ihre Anwendungen

Beim 3D-Druck sind Ihnen nur Ihre Vorstellungskraft Grenzen gesetzt. Heutzutage ist es einfacher, die Frage zu stellen:„Was kann nicht?“ Drucken Sie mit diesem Verfahren?“ anstatt die lange und endlose Liste dessen aufzulisten, was produziert werden kann. Mit dem 3D-Druck können einfache Werkzeuge hergestellt, vollständige Architekturmodelle erstellt und sogar Prothesen hergestellt werden. 

Nicht alle Druckanforderungen sind gleich und es gibt tatsächlich eine ganze Reihe von Methoden, aus denen Sie wählen können. Bei Xometry bieten wir beispielsweise neun einzigartige 3D-Druckverfahren an und sind stets bestrebt, weitere hinzuzufügen. Jeder dieser Prozesse hat seine eigenen Vor- und Nachteile. Einige eignen sich besser für die Arbeit mit Metall, andere lassen sich mit Lasern aushärten, und einige sind für Anfänger gedacht, die sich zum ersten Mal mit dem Drucken beschäftigen möchten. Informieren Sie sich im Voraus über die verschiedenen Arten des 3D-Drucks und machen Sie sich ein Bild von deren Stärken und Schwächen.

1. Polyjet-Druck

Während 3D-Drucker ziemlich futuristisch erscheinen mögen, kommt der PolyJet-Druck dem guten, altmodischen Tintenstrahldruck am nächsten, mit dem Sie wahrscheinlich am besten vertraut sind. Diese Maschinen verwenden Druckköpfe, um winzige Tröpfchen Photopolymerharz auf eine Bauplatte zu streuen, die dann durch UV-Licht schichtweise ausgehärtet werden. Die PolyJet-Maschinen von Xometry sind in der Lage, Vollfarben- und Multimaterialdrucke durchzuführen, was sie ideal für die Erstellung lebensechter Modelle und visueller Prototypen macht. Seien Sie jedoch gewarnt:PolyJet-Materialien sind nicht für ihre Haltbarkeit bekannt und nicht für Endverbrauchskomponenten geeignet.

Polyjet eignet sich am besten für kleinere Teile mit kleinen Merkmalen. Es ist sehr genau, aber die Materialien sind tendenziell weniger haltbar.

Christian Tsu-Raun

Teamleiter, manuelle Angebotserstellung

Das Foto unten zeigt einen unserer PolyJet-Drucker, der Vollfarbteile erstellt:

Der PolyJet 3D-Drucker von Xometry erstellt mehrfarbige Teile.

Diese Tabelle zeigt die Materialien, die ein Polyjet-Drucker verwenden kann, was er herstellen kann und seine Stärken.

Tabelle 1:Vorteile des PolyJet 3D-Drucks

Materialien Stärken Allgemeine Anwendungen Maßgenauigkeit

Materialien

Starre Photopolymere, Shore-A-Gummi-ähnlich, klares Photopolymer

Stärken

Hohe Auflösung, Multimaterial, Vollfarbe 

Allgemeine Anwendungen

Umspritzte Prototypen, vollfarbige Konzeptmodelle, Lehrmodelle

Maßgenauigkeit

+/- 0,004 Zoll für den ersten Zoll, plus +/- 0,002 Zoll für jeden weiteren Zoll

2. Fused Deposition Modeling (FDM)

FDM-Maschinen (Fused Deposition Modeling) sind überall zu finden, vom Schreibtisch eines Bastlers bis hin zu den Fertigungshallen von Produktionsanlagen wie Xometry. Bei dieser beliebten Methode wird ein Kunststofffaden durch eine beheizte Düse geführt, um ihn zu schmelzen und einen Teil Schicht für Schicht aufzubauen, bis das Endprodukt fertig ist. Für den FDM-Druck stehen viele verschiedene Filamentmaterialien zur Auswahl, unabhängig davon, ob Sie einen steiferen Kunststoff oder ein biegsames thermoplastisches Elastomer suchen.

Das Bild unten zeigt einen der Industriedrucker von Xometry, der Teile mit einer Länge von bis zu einem Meter produzieren kann:

Einer der vielen industriellen FDM-3D-Drucker von Xometry

In dieser Tabelle erfahren Sie, welche Materialien ein Fused Deposition Modeling-Drucker verwendet, was er herstellen kann und welche Vorteile er im Vergleich zu anderen Druckern bietet.

Tabelle 2:Vorteile des FDM-3D-Drucks

Materialien Stärken Allgemeine Anwendungen Maßgenauigkeit

Materialien

ABS, PLA, PC, ULTEM und mehr

Stärken

Kostengünstig, große Druckmengen, Materialvielfalt 

Allgemeine Anwendungen

Prototyping, Hobbyteile, Fertigungsvorrichtungen

Maßgenauigkeit

+/- eine einzelne Schichtdicke für den ersten Zoll und +/- 0,002 Zoll für jeden weiteren Zoll

3. Stereolithographie (SLA)

Stereolithographie (SLA) war die erste Art des 3D-Drucks, die normale Menschen in die Hände bekommen konnten. Dieser Drucker verwendet einen Hochleistungslaser, um flüssiges Photopolymer auf seiner Bauplatte auszuhärten. Der Laser bewegt sich entlang des Querschnitts des Teils, härtet es aus und bereitet es für die nächste Schicht vor. Es arbeitet mit einem Prozess namens Polymerisation, um das von Ihnen entworfene Objekt Schicht für Schicht aufzubauen. Es ist eine großartige Druckoption, wenn Sie komplizierte Modelle oder Produkte erstellen möchten. Xometry bietet viele verschiedene SLA-Materialien, von denen viele transparent sind und sich für die Herstellung von Teilen eignen, die durchsichtig sein müssen.

Das Foto zeigt einige Teile, die über den SLA-Service von Xometry erstellt wurden:

Verschiedene transparente Tags, hergestellt im SLA-3D-Druck

Diese Tabelle zeigt die Stärken und Einsatzmöglichkeiten eines SLA-Druckers. Es zeigt auch die Materialien an, die es verwalten kann, und die Arten von Dingen, die es erstellen kann.

Tabelle 3:Vorteile des SLA-3D-Drucks

Materialien Stärken Allgemeine Anwendungen Maßgenauigkeit

Materialien

Polycarbonat-ähnlich, ABS-ähnlich, Polypropylen-ähnlich

Stärken

Hohe Auflösung/Details, präzise, großer Druckbereich

Allgemeine Anwendungen

Gussmuster, Prototypen, Konzeptmodelle

Maßgenauigkeit

+/- 0,002" - +/- 0,010"

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4. Selektives Lasersintern (SLS)

Beim selektiven Lasersintern (SLS) werden die bekannten Kunststofffilamente durch Kunststoffpulver ersetzt. typischerweise Nylon. Diese Maschine verteilt mit einem sogenannten Recoater eine dünne Schicht dieses Pulvers und zeichnet dann den Querschnitt des Teils mit einem Laser nach. Während der Nachverfolgung schmilzt die Hitze des Lasers das Pulver und es verschmilzt miteinander. Der Kolben der Baukammer senkt sich dann leicht ab und eine weitere Schicht Pulver wird darüber verteilt. Der Vorgang wiederholt sich, bis Ihr Produkt zum Leben erwacht. Diese Art von Druckverfahren erfordert keine Stützstrukturen, da das ungesinterte Pulver die Teile im gesamten Medium umhüllt und sie stützt. Aus diesem Grund können viele Teile gleichzeitig in einem einzigen Bau hergestellt werden, was den SLS-Druck hervorragend für die gleichzeitige Herstellung vieler Teile unter Beibehaltung von Genauigkeit und Qualität macht.

Das folgende Diagramm zeigt, wie ein SLS-3D-Druckersystem funktioniert:

SLS 3D-Drucksystem.

In dieser Tabelle sind die Materialien aufgeführt, die Sie über diesen Drucker senden können, seine Funktionsweise und seine Vorteile.

Tabelle 4:Vorteile des SLS-3D-Drucks

Materialien Stärken Allgemeine Anwendungen Maßgenauigkeit

Materialien

Nylon 11, Nylon 12, gefülltes Nylon (z. B. glasgefüllt)

Stärken

Keine Stützstrukturen erforderlich, komplexe Geometrien, langlebige Teile

Allgemeine Anwendungen

Konzeptmodelle, Endverbrauchsteile, medizinische Geräte

Maßgenauigkeit

+/- 0,002" - 0,003" pro Zoll

5. Multi-Jet Fusion (MJF)

Beim Multijet-Fusionsdruck gibt es viele bewegliche Teile. Auf diesen Maschinen wird eine Schicht Kunststoffpulver aufgetragen, die dann von einem Heizkopf erwärmt wird. Eine Anordnung im Tintenstrahl-Stil schwebt darüber und sprüht Fixier- und Detaillierungsmittel präzise in das Pulver. Die Heizelemente verschmelzen alles miteinander und der Vorgang wiederholt sich. Wie beim SLS-Druck benötigen MJF-Teile aufgrund der pulverbasierten Methode keine Stützstrukturen und daher können viele Teile gleichzeitig sowohl horizontal als auch vertikal in der Baukammer gedruckt werden. Bei Xometry bieten wir über MJF sowohl starre als auch flexible Materialien sowie mehrere Veredelungsoptionen wie Färben und chemisches Dampfglätten an, um die Drucke noch weiter zu verbessern.

Das Bild unten ist ein Beispiel für ein Teil, das mit den MJF-Diensten von Xometry hergestellt wurde und in diesem Fall ebenfalls schwarz eingefärbt wurde:

12-teiliges Nylon, bedruckt mit MJF mit schwarz gefärbter Oberfläche.

In der folgenden Tabelle werden die Materialien aufgeführt, die Sie mit einem MJF-Drucker verwenden können, was er erzeugen kann und welche Vorteile er bietet.

Tabelle 5:MJF 3D-Druck

Materialien Stärken Allgemeine Anwendungen Maßgenauigkeit

Materialien

Nylon PA 12, Polypropylen, glasfaserverstärktes Nylon, TPU 88A

Stärken

Hochpräzise, schnell, kostengünstig

Allgemeine Anwendungen

Visuell genaue Prototypen, Endverbrauchsteile

Maßgenauigkeit

+/- 0,7 mm

SLS und MJF produzieren Teile aus bekannten Materialien, hauptsächlich Nylon, aber auch PP und TPU. Die Teile sind langlebig und verhalten sich typisch für ihr Grundmaterial. Dadurch können Ingenieure Teile in einem Material testen, das auch auf andere Prozesse übertragen werden kann.

Christian Tsu-Raun

Teamleiter, manuelle Angebotserstellung

Wenn Sie auf der Suche nach einem Verfahren sind, mit dem direkt in Metall in 3D gedruckt werden kann, sollten Sie sich nach DMLS-Diensten (Direct Metal Laser Sintering) umsehen. Ähnlich wie beim selektiven Lasersintern tragen DMLS-Maschinen eine dünne Schicht Metallpulver auf und zeichnen dann mit ihren leistungsstarken Lasern den Querschnitt jedes Teils Schicht für Schicht nach und verschmelzen die Metallpartikel zu Teilen. Im Gegensatz zu SLS sind es Stützstrukturen erforderlich, da die beim Sintern von Metall entstehende Hitze und Spannung viel größer ist als bei Kunststoffen. Aufgrund ihrer Größe, der hohen Kosten und der umfangreichen Nachbearbeitungsschritte, die an den Teilen nach Abschluss des Druckvorgangs erforderlich sind, sind DMLS-Maschinen in der Regel nur in Industriebetrieben zu finden, beispielsweise im Netzwerk von Xometry.

Dieses Bild zeigt einen DMLS-Drucker bei Xometry inmitten des Sinterns von Teilen aus Stahlpulver:

DMLS 3D-Drucker sintert Stahlpulver, um Teile zu formen.

Die folgende Tabelle zeigt, was Sie mit DMLS-Druckern machen können, welche Materialien Sie verwenden können und für welche Anwendungen sie geeignet sind.

Tabelle 6:Vorteile des DMLS-3D-Drucks

Materialien Stärken Allgemeine Anwendungen Maßgenauigkeit

Materialien

Edelstahl, Aluminium, Nickellegierungen, Titan

Stärken

Hochdetaillierte, vollständig dichte Metallteile

Allgemeine Anwendungen

Luft- und Raumfahrt- und Automobilkomponenten

Maßgenauigkeit

+/- 0,005 Zoll für den ersten Zoll, plus +/- 0,002 Zoll für jeden weiteren Zoll.

7. Elektronenstrahlschmelzen (EBM)

Wenn man den Schwierigkeitsgrad erhöht, stößt man auf Druckverfahren wie das Elektronenstrahlschmelzen (EBM). Diese Maschinen fallen wie DMLS in die Industriekategorie und erfordern das entsprechende Fachwissen. Sein Verfahren ist Programm:Es verwendet Elektronenstrahlen, um Metallpartikel miteinander zu verschmelzen. Die Maschine trägt eine Schicht Metallpulver auf, dann zeichnet und schmilzt der Strahl. Der Strahl kann sogar geteilt werden, um mehrere Bereiche gleichzeitig zu bearbeiten. 

In dieser Tabelle sehen Sie, welche Materialien ein EBM-3D-Drucker verwendet, was er herstellen kann und welche Stärken er hat.

Tabelle 7:Vorteile des EBM-3D-Drucks

Materialien Stärken Allgemeine Anwendungen Maßgenauigkeit

Materialien

Chrom, Titan

Stärken

Schneller als DMLS

Allgemeine Anwendungen

Komponenten für Luft- und Raumfahrt, Medizin und Petrochemie

Maßgenauigkeit

N/A

8. Digital Light Process (DLP)

Einige 3D-Druckoptionen ähneln anderen, was bei Digital Light Process (DLP)- und SLA-Druckern der Fall ist. Der Hauptunterschied besteht darin, dass ein DLP-Gerät ein Bild mit UV-Licht auf einmal über den gesamten Materialbehälter projiziert, anstatt den Querschnitt Punkt für Punkt mit einem Laser zu zeichnen. Die digitale Lichtverarbeitung hat den Zugang zum Fotopolymerdruck erleichtert. Es ist günstiger und schneller als SLA, kann aber dennoch qualitativ hochwertige Teile herstellen. 

In dieser Tabelle werden die Materialien, Verwendungszwecke und Stärken eines DLP-Druckers aufgeschlüsselt:

Tabelle 8:Vorteile des DLP-3D-Drucks

Materialien Stärken Allgemeine Anwendungen Maßgenauigkeit

Materialien

Polycarbonat-ähnlich, ABS-ähnlich, Polypropylen-ähnlich

Stärken

Schneller als SLA

Allgemeine Anwendungen

Schmuckguss, Zahnschienen, Miniaturfiguren

Maßgenauigkeit

0,1 mm

Welche Faktoren sind beim 3D-Druck zu berücksichtigen?

Es gibt alle Arten von 3D-Druckern für jeden Bedarf. Sie sollten über das Endprodukt nachdenken, das Sie bauen möchten, über die Materialien, aus denen es hergestellt werden soll, sowie über das Budget und den Zeitrahmen, die Ihnen zur Verfügung stehen. Wenn Sie auf der Suche nach einem Drucker sind, den Sie zu Hause zum Vergnügen und für die unauffällige Produktion verwenden können, könnten FDM- oder SLA-Drucker für Hobbyanwender genau das Richtige für Sie sein. Fortschrittlichere Drucker wie DMLS-Geräte eignen sich besser für Industriebereiche und Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Maschinenbau oder Medizin. 

Weitere Informationen finden Sie in unserem vollständigen Leitfaden zum 3D-Druck.

Was ist die häufigste Art des 3D-Drucks?

Der FDM-Druck ist einer der am häufigsten verwendeten 3D-Druckertypen. Dies liegt an den geringen Kosten und der einfachen Handhabung. Wenn es um industrielle Kunststoffanwendungen geht, wird MJF jedoch tendenziell bevorzugt. Die Herstellung von Metallbauteilen erfolgt in der Regel mit DMLS. 

Weitere Informationen finden Sie in unserem Leitfaden zu Arten des 3D-Drucks.

Was ist die beste Art des 3D-Drucks für Anfänger?

Der FDM-3D-Druck ist die einfachste 3D-Druckart für Einsteiger. Der Prozess ist nicht nur leicht zu verstehen, auch die Rohstoffe sind günstig und die Ausrüstung ist auch zu sehr erschwinglichen Preisen erhältlich. Der DLP-Druck ist ebenfalls ein guter Ausgangspunkt, erfordert jedoch tendenziell ein tieferes Verständnis der 3D-Druckmethoden. DLP ist im Durchschnitt auch teurer als FDM.

Was ist die beste Art des 3D-Drucks für Materialien?

MJF-Drucker verfügen über die größte Auswahl an verfügbaren Materialien und können relativ einfach Teile aus mehreren Materialien und in mehreren Farben drucken. MJF-Drucker können verschiedene Teile des Drucks selektiv einfärben und gleichzeitig verschiedene Materialtypen in denselben Teil platzieren. 

Weitere Informationen finden Sie in unserem Leitfaden zu 3D-Druckmaterialien.

Was ist die beste Art des 3D-Drucks für medizinische Zwecke?

Medizinische Implantate erfordern fortschrittliche Materialien wie Edelstahl oder Titan. Daher ist eine Pulverbett-3D-Technologie wie DMLS für diese Anwendungen am besten geeignet. 

Was ist die beste Art des 3D-Drucks für das Baugewerbe?

Der 3D-Druck in der Bauindustrie steckt noch in den Kinderschuhen. Große 3D-Drucker setzen jedoch erfolgreich eine ähnliche Technologie wie FDM-Drucker zum Drucken von Betonstrukturen ein. Dabei werden Betonschichten übereinander gedruckt, um von Grund auf eine Struktur aufzubauen. 

Was ist die beste Art des 3D-Drucks für den Bildungsbereich?

FDM-Drucker eignen sich ideal für Bildungszwecke. Dies liegt daran, dass ihre Mechanik leicht zu beobachten und zu verstehen ist. Darüber hinaus sind sie günstig im Betrieb und auch das Rohmaterial ist günstig.

Was ist die beste Art des 3D-Drucks für die Architektur?

Architekturbüros verwenden 3D-Drucker, um maßstabsgetreue Modelle ihrer Entwürfe zu drucken, und sie betrachten SLS im Allgemeinen als die am besten geeignete Art der 3D-Drucktechnologie. Dies ist auf die größeren verfügbaren Bauvolumina und die Fähigkeit von SLS zurückzuführen, Teile mit außergewöhnlicher Detailgenauigkeit zu bauen.

Häufig gestellte Fragen zu Arten des 3D-Drucks

Wie viel kostet ein 3D-Drucker?

Es gibt viele verschiedene Arten von 3D-Druckern auf dem Markt. Daher kann ein 3D-Drucker für eine FDM-Einstiegsmaschine nur 150 US-Dollar kosten. Die Kosten für fortschrittliche DMLS-Maschinen beginnen bei etwa 250.000 US-Dollar. 3D-Drucker können direkt bei Lieferanten oder auf Websites Dritter wie Amazon erworben werden.

Ist es möglich, ein Unternehmen mit einem 3D-Drucker zu gründen?

Ja, allerdings gibt es eine niedrige Eintrittsbarriere, sodass der Markt durchaus mit Gleichgesinnten gesättigt sein kann. Der Einsatz der neuesten 3D-Druckmethoden und die Belieferung eines Nischenmarktes ist jedoch ein guter Anfang.

Ist 3D-Druck ein profitables Geschäft?

Ja, insbesondere wenn fortschrittliche 3D-Druckdienste und -Materialien angeboten werden.

Wie viel kann man im 3D-Druck verdienen?

Dies hängt ganz von den angebotenen Produkten und Dienstleistungen ab. Auch der Wert gedruckter Waren kann zwischen wenigen Cent für Plastikschmuck und Tausenden von Dollar für fortschrittliche Metallteile variieren.

Zusammenfassung

Dieser Artikel bietet einen Einblick in 8 verschiedene 3D-Drucktechnologien, ihre Anwendungen und ihre Stärken. 

Viele dieser Prozesse und mehr stehen Ihnen über die Xometry Instant Quoting Engine® zur Verfügung. Sie müssen lediglich Ihre 3D-CAD-Datei (z. B. eine STL-Datei) hochladen und Ihr Angebot über die Optionen konfigurieren, um sofort Preise und Lieferzeiten zu erhalten. Probieren Sie es noch heute aus und holen Sie sich Ihr sofortiges Angebot!

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Kat de Naoum

Kat de Naoum ist eine Autorin, Autorin, Redakteurin und Content-Spezialistin aus Großbritannien mit mehr als 20 Jahren Erfahrung als Autorin. Kat hat Erfahrung als Autorin für verschiedene Fertigungs- und Technikunternehmen und liebt die Welt des Ingenieurwesens. Neben ihrer Tätigkeit als Schriftstellerin war Kat fast zehn Jahre lang als Rechtsanwaltsgehilfin tätig, davon sieben Jahre in der Schiffsfinanzierung. Sie hat für zahlreiche Publikationen geschrieben, sowohl in gedruckter Form als auch online. Kat hat einen BA in englischer Literatur und Philosophie sowie einen MA in kreativem Schreiben von der Kingston University.

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