8 fortschrittliche 3D-Drucktechnologien und ihre Anwendungen entdecken

Beim 3D-Druck sind Sie nur durch Ihre Vorstellungskraft begrenzt. Heutzutage ist es einfacher, die Frage zu stellen: „Was kann man nicht mit diesem Prozess drucken?“ anstatt die lange und endlos scheinende Liste dessen aufzulisten, was produziert werden kann. 3D-Druck kann einfache Werkzeuge herstellen, vollständige Architektmodelle ausgeben und sogar Prothesen erstellen.

Nicht alle Druckanforderungen sind gleich, und es gibt tatsächlich einige Methoden, aus denen Sie wählen können. Zum Beispiel bietet Xometry neun einzigartige 3D-Druckprozesse an und zielt immer darauf ab, mehr hinzuzufügen. Jeder dieser Prozesse hat seine eigenen Vor- und Nachteile. Einige eignen sich besser für Metallarbeiten, andere härten mit Lasern aus, und einige sind für Einsteiger konzipiert, die zum ersten Mal Drucken ausprobieren möchten. Weiter unten erfahren Sie mehr über die verschiedenen Arten des 3D-Drucks und erhalten eine Vorstellung von den Stärken und Schwächen jedes Verfahrens.

1. PolyJet-Druck

Während 3D-Drucker ziemlich futuristisch wirken, ist PolyJet-Druck dem guten alten Tintenstrahldruck am nächsten, mit dem Sie wahrscheinlich am vertrautesten sind. Diese Maschinen verwenden Druckköpfe, um winzige Tropfen von Photopolymerharz auf eine Bauplatte zu sprühen, die dann durch UV-Licht in Schichten gehärtet werden. Xometrys PolyJet-Maschinen sind für Vollfarb- und Multi-Material-Drucke fähig, was sie ideal für die Erstellung lebensechter Modelle und visueller Prototypen macht. Vorsicht: PolyJet-Materialien sind nicht für Haltbarkeit bekannt und nicht für Endverbrauchskomponenten geeignet.

PolyJet eignet sich am besten für kleinere Teile mit kleinen Features. Es ist sehr präzise, aber die Materialien neigen dazu, weniger langlebig zu sein.

Christian Tsu-Raun
Team Lead, Manual Quoting

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

Xometrys PolyJet 3D-Drucker erstellt mehrfarbige Teile.

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

Tabelle 1: PolyJet 3D-Druckvorteile

Materialien	Stärken	Häufige Anwendungen	Dimensionsgenauigkeit
Rigide Photopolymere, Shore A Gummi-ähnliche, Klare Photopolymere	Hohe Auflösung, Multi-Material, Vollfarbe	Overmold-Prototypen, Vollfarb-Konzeptmodelle, Lehrmodelle	+/- 0,004" für den ersten Zoll, plus +/- 0,002" für jeden weiteren Zoll

2. Fused Deposition Modeling (FDM)

Fused Deposition Modeling (FDM) Maschinen finden sich überall vom Schreibtisch eines Hobbyisten bis zu den Fertigungshallen von Produktionsstätten wie Xometrys. Diese populäre Methode beinhaltet das Bewegen eines Kunststofffilaments durch eine beheizte Düse, um es zu schmelzen und ein Teil Schicht für Schicht aufzubauen, bis das Endprodukt fertig ist. Es gibt viele verschiedene Filamentmaterialien für FDM-Druck, egal ob Sie einen steiferen Kunststoff oder ein biegsames thermoplastisches Elastomer suchen.

Das untenstehende Bild zeigt einen von Xometrys industriellen Druckern, der Teile bis zu drei Fuß Länge produzieren kann:

Einer von Xometrys vielen industriellen FDM 3D-Druckern

Diese Tabelle teilt die Materialien, die ein Fused Deposition Modeling Drucker verwendet, was er herstellen kann und seine Vorteile im Vergleich zu anderen Druckern.

Tabelle 2: FDM 3D-Druckvorteile

Materialien	Stärken	Häufige Anwendungen	Dimensionsgenauigkeit
ABS, PLA, PC, ULTEM und mehr	Niedrige Kosten, große Druckvolumen, Materialvielfalt	Prototyping, Hobbyistenteile, Fertigungsvorrichtungen	+/- eine einzelne BauSchichtdicke für den ersten Zoll und +/- 0,002" für jeden weiteren Zoll

3. Stereolithographie (SLA)

Stereolithographie (SLA) war die erste Art des 3D-Drucks, die alltägliche Menschen in die Hände bekommen konnten. Dieser Drucker verwendet einen Hochleistungslaser, um flüssiges Photopolymer auf seiner Bauplatte zu härten. Der Laser fährt in der Form des Querschnitts des Teils umher, härtet es aus und macht es bereit für die nächste Schicht. Es funktioniert mit einem Prozess namens Polymerisation, um den von Ihnen entworfenen Gegenstand Schicht für Schicht aufzubauen. Es ist eine großartige Druckoption, wenn Sie komplexe Modelle oder Produkte bauen möchten. Xometry bietet viele verschiedene SLA-Materialien an, von denen viele transparent sind und nützlich für die Erstellung von Teilen, die man durchsehen muss.

Das Foto zeigt einige Teile, die durch Xometrys SLA-Service erstellt wurden:

Verschiedene transparente Tags, hergestellt mit SLA 3D-Druck

Dieses Diagramm zeigt die Stärken und Verwendungen für einen SLA-Drucker. Es zeigt auch die Materialien, die er verwalten kann, und die Arten von Dingen, die er erstellen kann.

Tabelle 3: SLA 3D-Druckvorteile

Materialien	Stärken	Häufige Anwendungen	Dimensionsgenauigkeit
Polycarbonat-ähnlich, ABS-ähnlich, Polypropylen-ähnlich	Hohe Auflösung/Detail, präzise, große Druckfläche	Gussmuster, Prototypen, Konzeptmodelle	+/- 0,002" - +/- 0,010"

Sofortiges Angebot über 9 verschiedene 3D-Druckprozesse

4. Selective Laser Sintering (SLS)

Selective Laser Sintering (SLS) tauscht die bekannten Kunststofffilamente gegen pulverförmigen Kunststoff aus; typischerweise Nylon. Diese Maschine verteilt eine dünne Schicht dieses Pulvers mit einem Gerät namens Recoater, dann zeichnet sie den Querschnitt des Teils mit einem Laser nach. Während des Nachzeichnens schmilzt die Hitze des Lasers das Pulver und es verschmilzt zusammen. Der Baukammernkolben senkt sich dann leicht ab, und eine weitere Pulverschicht wird verteilt, und der Prozess wiederholt sich, bis Ihr Produkt zum Leben erwacht. Diese Druckmethode erfordert keine Stützstrukturen, da das ungesinterte Pulver die Teile während des Mediums umgibt und sie stützt. Aus diesem Grund können viele Teile gleichzeitig in einem einzigen Build erstellt werden, was SLS-Druck hervorragend für die gleichzeitige Erstellung vieler Teile macht, während Genauigkeit und Qualität beibehalten werden.

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

SLS 3D-Drucksystem.

Diese Tabelle legt die Materialien dar, die Sie durch diesen Drucker senden können, was er herstellt und seine Vorteile.

Tabelle 4: SLS 3D-Druckvorteile

Materialien	Stärken	Häufige Anwendungen	Dimensionsgenauigkeit
Nylon 11, Nylon 12, Gefülltes Nylon (z. B. Glasgefülltes)	Keine Stützstrukturen nötig, komplexe Geometrien, langlebige Teile	Konzeptmodelle, Endverbrauchsteile, Medizinprodukte	+/- 0,002" - 0,003" pro Zoll

5. Multi-Jet Fusion (MJF)

Multi-Jet Fusion Druck hat viele bewegliche Teile. Auf diesen Maschinen wird eine Schicht Kunststoffpulver abgelagert, die dann von einem Heizkopf erwärmt wird. Ein Tintenstrahl-ähnliches Array schwebt darüber und sprüht präzise Fusions- und Detailliermittel in das Pulver. Die Heizelemente verschmelzen alles zusammen, und der Prozess wiederholt sich. Wie beim SLS-Druck benötigen MJF-Teile keine Stützstrukturen aufgrund der pulverbasierten Methode, und daher können viele Teile gleichzeitig sowohl horizontal als auch vertikal in der Baukammer gedruckt werden. Bei Xometry bieten wir sowohl starre als auch flexible Materialien durch MJF und mehrere Veredelungsoptionen an, wie Färben und chemisches Dampfglätten, um die Drucke weiter zu verbessern.

Das untenstehende Bild ist ein Beispiel für ein Teil, das mit Xometrys MJF-Services hergestellt wurde, in diesem Fall auch schwarz gefärbt:

Nylon 12 Teil, gedruckt mit MJF mit gefärbtem schwarzem Finish.

Die folgende Tabelle teilt die Materialien, die Sie mit einem MJF-Drucker verwenden können, was er erstellen kann und seine Vorteile.

Tabelle 5: MJF 3D-Druck

Materialien	Stärken	Häufige Anwendungen	Dimensionsgenauigkeit
Nylon PA 12, Polypropylen, Glasgefülltes Nylon, TPU 88A	Hochpräzise, Schnell, Niedrige Kosten	Visuell präzise Prototypen, Endverbrauchsteile	+/- 0,7 mm

SLS und MJF produzieren Teile in bekannten Materialien, hauptsächlich Nylon, aber auch PP und TPU. Die Teile sind langlebig und verhalten sich typisch für ihr Basismaterial. Dies ermöglicht Ingenieuren, Teile in einem Material zu testen, das auch auf andere Prozesse übertragen werden kann.

Christian Tsu-Raun
Team Lead, Manual Quoting

6. Direct Metal Laser Sintering (DMLS)

Wenn Sie nach einem Prozess suchen, der direkt in Metall 3D-drucken kann, schauen Sie sich Direct Metal Laser Sintering (DMLS) Services an. Ähnlich wie Selective Laser Sintering legen DMLS-Maschinen eine dünne Schicht Metallpulver ab, dann verwenden sie ihre leistungsstarken Laser, um jeden Querschnitt des Teils Schicht für Schicht nachzuzeichnen und die metallischen Partikel zusammenzuschmelzen, um Teile zu bilden. Im Gegensatz zu SLS sind Stützstrukturen erforderlich, da die Hitze und Spannung, die durch das Sintern von Metall erzeugt werden, viel größer sind als bei Kunststoffen. Aufgrund ihrer Größe, hohen Kosten und der umfangreichen Nachbearbeitungsschritte, die nach Abschluss des Drucks an Teilen erforderlich sind, finden sich DMLS-Maschinen tendenziell nur in industriellen Shops, wie denen in Xometrys Netzwerk.

Dieses Bild zeigt einen DMLS-Drucker bei Xometry beim Sintern von Teilen aus Stahlpulver:

DMLS 3D-Drucker sintert Stahlpulver zu Teilen.

Das folgende Diagramm zeigt auf, was Sie mit DMLS-Druckern herstellen können, die Materialien, die Sie verwenden können und für welche Art von Anwendungen es gut ist.

Tabelle 6: DMLS 3D-Druckvorteile

Materialien	Stärken	Häufige Anwendungen	Dimensionsgenauigkeit
Edelstahl, Aluminium, Nickel-Legierungen, Titan	Hohe Detailgenauigkeit, voll dichte Metallteile	Luftfahrt- & Automobilkomponenten	+/- 0,005" für den ersten Zoll, plus +/- 0,002" für jeden weiteren Zoll.

7. Electron Beam Melting (EBM)

Wenn Sie den Schwierigkeitsgrad erhöhen, stoßen Sie auf Druckmethoden wie Electron Beam Melting (EBM). Wie DMLS fallen diese Maschinen in die industrielle Kategorie und erfordern entsprechendes Fachwissen. Der Prozess steckt ganz im Namen – er verwendet Elektronenstrahlen, um Metallpartikel zusammenzuschmelzen. Die Maschine legt eine Schicht Metallpulver ab, dann macht der Strahl das Nachzeichnen und Schmelzen. Der Strahl kann sogar geteilt werden, um mehrere Bereiche gleichzeitig anzugehen.

In diesem Diagramm sehen Sie die Materialien, die ein EBM 3D-Drucker verwendet, was er bauen kann und seine Stärken.

Tabelle 7: EBM 3D-Druckvorteile

Materialien	Stärken	Häufige Anwendungen	Dimensionsgenauigkeit
Chrom, Titan	Schneller als DMLS	Luftfahrt, Medizin, & Petrochemie-Komponenten	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 ist, dass eine DLP-Maschine ein Bild mit UV-Licht über den gesamten Materialbehälter auf einmal projiziert, anstatt den Querschnitt Punkt für Punkt mit einem Laser nachzuzeichnen. Digital Light Processing hat den Zugang zu Photopolymerdruck zugänglicher gemacht. Es ist billiger und schneller als SLA, kann aber immer noch hochwertige Teile herstellen.

Dieses Diagramm zeigt die Materialien, Verwendungen und Stärken eines DLP-Druckers:

Tabelle 8: DLP 3D-Druckvorteile

Materialien	Stärken	Häufige Anwendungen	Dimensionsgenauigkeit
Polycarbonat-ähnlich, ABS-ähnlich, Polypropylen-ähnlich	Schneller als SLA	Schmuckguss, Zahnschienen, Miniaturfiguren	0,1 mm

Welche 3D-Druckfaktoren sind zu beachten?

Es gibt alle möglichen 3D-Drucker für jede Art von Bedarf. Sie sollten über das Endprodukt nachdenken, das Sie bauen möchten, die Materialien, aus denen es bestehen soll, und das Budget und den Zeitrahmen, den Sie haben. Wenn Sie einen Drucker für zu Hause für Vergnügen und niedrigschwellige Produktion suchen, passen Hobbyist-FDM- oder SLA-Drucker möglicherweise. Fortgeschrittenere Drucker wie DMLS-Maschinen passen besser zu industriellen Räumen und Branchen wie Luftfahrt, Engineering oder Medizin.

Um mehr zu erfahren, sehen Sie unseren vollständigen Leitfaden zum 3D-Druck.

Was ist der häufigste 3D-Drucktyp?

FDM-Druck ist einer der am häufigsten verwendeten 3D-Druckertypen. Dies liegt an seinen niedrigen Kosten und der einfachen Handhabung. Wenn es um industrielle Kunststoffanwendungen geht, wird jedoch MJF tendenziell bevorzugt. Die Fertigung von Metallkomponenten wird tendenziell mit DMLS durchgeführt.

Um mehr zu erfahren, sehen Sie unseren Leitfaden zu Arten des 3D-Drucks.

Was ist der beste 3D-Drucktyp für Einsteiger?

FDM 3D-Druck ist der einfachste 3D-Drucktyp für Einsteiger. Nicht nur ist der Prozess leicht zu verstehen, sondern die Rohmaterialien sind billig und die Ausrüstung kann auch zu sehr erschwinglichen Preisen gefunden werden. DLP-Druck ist auch ein guter Startpunkt, erfordert aber tendenziell ein tieferes Verständnis von 3D-Druckmethoden. DLP ist im Durchschnitt auch teurer als FDM.

Was ist der beste 3D-Drucktyp für Materialien?

MJF-Drucker haben die breiteste Palette an verfügbaren Materialien und können Multi-Material- und Mehrfarbteile relativ einfach drucken. MJF-Drucker können verschiedene Teile des Drucks selektiv einfärben und gleichzeitig verschiedene Materialtypen in dasselbe Teil einbringen.

Um mehr zu erfahren, sehen Sie unseren Leitfaden zu 3D-Druckmaterialien.

Was ist der beste 3D-Drucktyp für medizinische Anwendungen?

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

Was ist der beste 3D-Drucktyp für Bauwesen?

3D-Druck in der Bauindustrie steckt noch in den Kinderschuhen. Allerdings setzen große 3D-Drucker erfolgreich Technologie ein, die der in FDM-Druckern ähnelt, um Betonstrukturen zu drucken. Dies funktioniert, indem Schichten von Beton übereinander gedruckt werden, um eine Struktur von Grund auf aufzubauen.

Was ist der beste 3D-Drucktyp für Bildung?

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

Was ist der beste 3D-Drucktyp für Architektur?

Architekturbüros nutzen 3D-Drucker, um Maßstabsmodelle ihrer Entwürfe zu drucken, und sie betrachten SLS allgemein als den am besten geeigneten 3D-Drucktechnologietyp. Dies liegt an den größeren verfügbaren Bauvolumen und der Fähigkeit von SLS, Teile mit außergewöhnlicher Detailgenauigkeit zu bauen.

Häufig gestellte Fragen zu 3D-Drucktypen

Wie viel kostet ein 3D-Drucker?

Es gibt viele verschiedene Arten von 3D-Druckern auf dem Markt. Daher kann ein 3D-Drucker nur 150 $ für eine Einsteiger-FDM-Maschine kosten. Die Kosten für fortgeschrittene DMLS-Maschinen beginnen bei etwa 250.000 $. 3D-Drucker können direkt von Lieferanten oder auf Drittanbieter-Websites wie Amazon gekauft werden.

Ist es möglich, ein Geschäft mit einem 3D-Drucker zu starten?

Ja, jedoch ist die Eintrittsbarriere niedrig, sodass der Markt gut mit gleichgesinnten Personen gesättigt sein könnte. Allerdings ist die Verwendung der neuesten 3D-Druckmethoden und die Bedienung eines Nischenmarkts ein guter Startpunkt.

Ist 3D-Druck ein profitables Geschäft?

Ja, besonders wenn fortgeschrittene 3D-Druckservices und Materialien angeboten werden.

Wie viel kann man im 3D-Druck verdienen?

Das hängt vollständig von den angebotenen Produkten und Services ab. Der Wert gedruckter Güter kann auch von wenigen Cent für Kunststoffkleinigkeiten bis zu tausenden Dollar für fortschrittliche Metallteile variieren.

Zusammenfassung

Dieser Artikel bot einen Blick auf 8 verschiedene 3D-Drucktechnologien, ihre Anwendungen und ihre Stärken.

Viele dieser Prozesse und mehr sind über die Xometry Instant Quoting Engine® direkt verfügbar. Alles, was Sie tun müssen, ist Ihre 3D-CAD-Datei, wie eine STL, hochzuladen und Ihr Angebot aus den Optionen zu konfigurieren, um sofortige Preise und Lieferzeiten zu erhalten. Probieren Sie es heute aus und erhalten Sie Ihr sofortiges Angebot!

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Kat de Naoum
Kat de Naoum ist eine Schriftstellerin, Autorin, Redakteurin und Content-Spezialistin aus Großbritannien mit 20+ Jahren Schreiberfahrung. Kat hat Erfahrung im Schreiben für eine Vielzahl von Fertigungs- und technischen Organisationen und liebt die Welt des Engineerings. Neben dem Schreiben war Kat fast 10 Jahre Paralegal, davon sieben in Schiffsfinanzierung. Sie hat für viele Publikationen geschrieben, sowohl Print als auch Online. Kat hat einen BA in englischer Literatur und Philosophie und einen MA in kreativem Schreiben von der Kingston University.