Die verschiedenen 3D-Druckverfahren im Überblick
Top-Modell von SLM Solutions: SLM steht für Selektives Laserschmelzen und ist das Markenzeichen von SLM Solutions aus Lübeck. Der SLM 500 HL zählt mit der angedockten Peripherie für die Pulverrückgewinnung zum absoluten High-End bei 3D-Druckern und verarbeitet in der 500 x 280 x 325 mm großen Baukammer unter anderem Edelstahl und Titan.
(Quelle: SLM Solutions)
Als Erfinder des 3D-Drucks gilt Chuck Hull, Gründer des US-Herstellers 3D Systems, der auch heute noch Geräte mit dem von ihm 1984 entwickelten Stereolithografie-Verfahren (SLA) anbietet. Dabei wird ein flüssiges Photopolymer durch Laser- und UV-Licht ausgehärtet. Die bereits erwähnte Schmelzschichtung hat sich S. Scott Crump, Mitgründer des Weltmarktführers Stratasys, 1989 unter der Bezeichnung Fused Deposition Modeling (FDM) patentieren lassen. Nachahmer wie der Erfinder des RepRap-Projekts nutzen daher den Begriff Fused Filament Fabrication (FFF). Entwickelt wurde das Material-Extrusion-Verfahren in erster Linie für Polymere oder Kunststoffe, verwendet wird es aber auch für Gummi und andere Werkstoffe mit mittelhohem Schmelzpunkt, so neuerdings auch für Lebensmittel.
Ein Nachteil von FDM/FFF ist, dass sich Überhänge, Stalagtiten etwa, schwer erzeugen lassen oder wenn, dann nur mit aufwendiger Stützkonstruktion. Während Consumer-Einstiegsgeräte für wenige Hundert Euro zu haben sind, nennt der Dienstleister Rapidobject für Profi-Geräte mit FDM-Technologie Preise von 15.000 bis 60.000 Euro. Für SLA-Drucker sollen es zwischen 20.000 und einer Million Euro sein, für professionell genutzte 3D-Laserdrucker mit Selective Laser Melting und Selective Laser Sintering (meist kurz SLM und SLS genannt) lägen die Preise zwischen 200.000 und zwei Millionen Euro. Der Unterschied ist, dass beim Sintern das Granulat bis kurz vor dem Schmelzpunkt erhitzt wird.
3D-Druck: Verfahren, Materialien und Hersteller |
Verfahren |
Technologie |
Materialien |
Hersteller (Auswahl) |
Pulverbett |
Selektives Laserschmelzen (SLM) |
Metall (Edelstahl, Titan, Legierungen) |
SLM Solutions, Concept Laser |
Selektives Lasersintern (SLS) |
Metall, thermoplastische Kunststoffe |
EOS, 3D Systems |
Elektronenstrahlschmelzen (EBM) |
Metall (Edelstahl, Titan, Legierungen) |
Arcam |
Binder Jetting im Pulverbett nach Inkjet-Prinzip, auch 3D Printing (3DP) genannt |
Metall, Glas, Keramik, Kunststoff |
3D Systems, ExOne, Voxeljet |
Extrusion |
Fused Deposition Modeling (FDM) oder Fused Filament Fabrication (FFF) |
thermoplastische Kunststoffe, Lebensmittel, Porzellan |
Stratasys inkl. MakerBot, RepRap Austria, German RepRap, 3D Systems |
Laminierung |
Laminated Object Manufacturing (LOM) |
Papier, Metall- und Plastikfolien |
Cubic und Mcor Technologies |
Material Jetting |
Multi Jet |
Hartwachs, Acryl |
Stratasys, 3D Systems, künftig auch HP |
Photopolymerisation
|
Polygrafie, PolyJet oder Photopolymer-Jetting |
Schwermetalle, Vollfarb-Komposite, Photopolymer, Acryl |
3D Systems, Stratasy, Keyence |
Stereolithografie |
Photopolymer |
3D Systems inkl. Huntsman |
Digital Light Processing (DLP) |
Photopolymer |
3D Systems, Envisiontec, Rapidshape |
Diese Übersicht zeigt, welche Technologien mit welchen Materialien und Herstellern in Verbindung gebracht werden können.
Im Schnitt noch teurer sind laut den Analysten von Gartner Verfahren mit Directed Energy Deposition (DED), bei denen per Laser- oder Elektronenstrahl das Granulat in einer Düse erhitzt wird, um es direkt auf den Träger zu bringen. Eines davon nennt sich Direct-Metal Deposition und wird etwa von der Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH & Co. KG aus Ditzingen oder von der franzöischen Firma BeAM angeboten.
