Viele Menschen denken bei dem Begriff “3D-Druck” an einen FDM-3D-Drucker und minderwertige Kunststoffmodelle. Doch diese Technologie hat sich in kurzer Zeit rasant entwickelt. Heutzutage gibt es ganze Fabriken, die additive Fertigung auf höchstem Niveau und in bester Qualität anbieten und in der Lage sind, Massenware zu produzieren. Doch wie unterscheidet sich der industrielle 3D-Druck vom FDM-Druck und was sind die Vorteile? Die Antwort hierauf erfährt man im folgenden Artikel.
Frühe FDM-Drucker
Das Fused Deposition Modeling (FDM) wurde in den 1980er Jahren entwickelt und löste eine neue Revolution im Rapid Prototyping aus. Das Verfahren war anfangs noch verhältnismäßig teuer, dafür war es schnell. Heutzutage kann sich jeder einen kleinen 3D-Drucker zulegen und beispielsweise einfache Ersatzteile selbst drucken.
Bei FDM 3D-Drucker kommen dünne Kunststoff-Filamentfäden zum Einsatz. Diese werden in eine Düse geschoben, wo sie erhitzt und dadurch flexibel werden. Die Düse extrudiert das Filament schichtweise in die gewünschte Form. FDM-Drucker können sehr dünne Schichten herstellen, die jedoch sichtbar sind.
Additive Fertigung mit industriellem 3D-Druck
Die Entwicklung des industriellen 3D-Drucks hat nicht bei den FDM-Druckern Halt gemacht. Heute gibt es industrielle 3D-Drucker, die Pulver verwenden. Hier kommen verschiedene Materialien zum Einsatz wie Kunststoff, Harz, Metall und Multicolor-3D-Druck. Doch wie genau funktioniert das und wie wird aus Pulver ein festes Objekt?
Vom Kunststoffpulver zum fertigen Teil
Der industrielle 3D-Kunststoffdruck basiert auf Pulver, welches eine Mischung aus verschiedenen Stoffen sein kann. Das einfachste davon ist feines Polyamidpulver, das zusätzlich mit Aluminiumpartikeln angereichert sein kann, zum Beispiel mit Alumid-Material. Verschiedene Mischungen können den Fertigprodukten unterschiedliche Eigenschaften verleihen, wie Flexibilität oder zusätzliche Festigkeit. So werden mit der additiven Fertigung eine Vielzahl von Möglichkeiten geboten, um die Endprodukte für ihren Nutzungszweck zu verbessern. Was geschieht mit dem Pulver? Der Drucker trägt eine Pulverschicht auf und schmilzt das Material dann lokal in die Form des 3D-Modells. Der Kunststoff wird entweder mit einem Schmelzmittel (Jet Fusion) oder mit einem Laser (SLS) verschmolzen. Anschließend wird eine neue Pulverschicht aufgetragen und der Prozessablauf wiederholt sich. Die Schichten sind bei diesem Verfahren grundsätzlich nicht sichtbar, es sei denn, das Modell ist rund.
Wie funktioniert industrieller Metall-3D-Druck?
Der industrielle 3D-Druck von Metall wird in unterschiedlichen Branchen bereits als leistungsfähige Produktionsmethode eingesetzt. Konzerne wie Airbus nutzen dieses Verfahren, um voll funktionsfähige Teile herzustellen. Prinzipiell funktionieren Metall-3D-Drucker, die für industrielle Zwecke eingesetzt werden, genauso wie 3D-Drucker für Kunststoff. Metallpulver wird auf das Druckbett aufgetragen, anschießend kommt ein Bindemittel oder ein Laser lokal zum Einsatz, um das Material zu verfestigen.
Hochleistungs-3D-Druck
Die additive Fertigung hat das Potenzial, durch den Einsatz fortschrittlicher Materialien wie starker und stabiler Werkstoffe sowie flexibler Kunststoffe, Komponenten für sehr anspruchsvolle Industrien herzustellen. Biobasierte Materialserien ermöglichen es zum Beispiel, die Produktion nachhaltiger zu gestalten.
Was ist flüssiger 3D-Druck
Bei einem flüssigen 3D-Druck handelt es sich um eine additive Fertigung mit Harz. Dabei wird eine dünne Schicht mit flüssigem Harz aufgetragen, die dann in der Form des Modells aushärtet. Das erstarrte Teil wird anschließend aus dem flüssigen Harz herausgehoben und der Prozess wiederholt sich.
Auch der 3D-Druck mit Harz hat sich weiterentwickelt, und es sind innovative, effizientere Methoden entstanden. Eine davon ist DLS, ein neues Verfahren, das von dem Weltmarktführer im Harz-3D-Druck Carbon entwickelt wurde. Diese Technologie basiert auf dem kontinuierlichen 3D-Druck. Dieser unterscheidet sich vom herkömmlichen SLA-Verfahren darin, dass der Prozess nicht angehalten werden muss, um den Harzbehälter mit jeder Schicht neu zu befüllen. Dadurch wird erheblich an Bearbeitungszeit eingespart und gleichzeitig erhält man stabilere Teile.
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