Additive Fertigung
Im Industriellen beziehngsweise professionellen Umfeld bezeichnet man “3D Druck” als additives oder generatives Fertigungsverfahren. Diese Verfahren erfreuen sich großer Beliebtheit, wenn Produkte schnell und individuell hergestellt werden sollen. Bei allen Verfahren wird das Bauteil schichtweise aufgebaut. Je nach Prinzip gibt es große Unterschiede zwischen der Qualität und Werkstoffauswahl. Die Forschung ist hier sehr schnell und eröffnet immer neue und bessere Möglichkeiten. Einige der häufigsten Verfahren werden im Folgenden vorgestellt.
Fluid Deposition Modelling (FDM)
Fast jeder kennt die 3D Drucker auf Messen, mit denen kleine Figuren hergestellt werden. Mittlerweile stehen sie auch in einigen Wohnzimmern und Hobby-Werkstätten. Bei diesem Verfahren wird ein Kunststoffdraht in einer Düse aufgeschmolzen und auf einer Plattform aufgebracht. Die Düse fährt schichtweise die Konturen des Modells ab.
Dieses Verfahren ist recht preiswert und eignet sich gut für Prototypen. Die Materialauswahl ist jedoch auf Kunststoffe begrenzt. Vielleiche dieser Kunststoffe sind nicht für den Kontakt mit der haut oder Nahrungsmittel zugelassen. Da die Herstellung der Grundmaterialien, der Filamente nicht reguliert ist, werden oft Weichmacher und andere Additive hinzugemischt. Während dem Druck setzen sich diese Weichmacher an die Oberfläche oder entweichen gasförmig. Die Oberfläche ist “riffelig” entsprechend der Schichten und die Festigkeit vergleichsweise gering. Da lediglich Kunsstoffbahnen aufeinander geklebt werden brechen die Bauteile oft zwischen den Bahnen. Um Überhänge drucken zu können, ist Stützmaterial nötig, was zu viel Abfall führt.
Selektives Lasersintern (SLS)
Durch gezieltes Schmelzen von Pulver verbinden sich bei diesem Verfahren die Pulverpartikel zu einer soliden Form. Grundsätzlich wird jede neue Schicht mit mindestens zwei tieferen Schichten verschmolzen um bestmögliche Festigkeit sicherzustellen.
Nachdem eine Schicht vollständig vom Laser abgefahren wurde, wird die nächste Pulverschicht aufgetragen. Durch zunehmende Leistung des Lasers ist es mittlerweile möglich auch Metallpulver zu verarbeiten.
Dieses Verfahren ist industriell das gängigste und wird seit Jahren auch in der Luft- und Raumfahrt, Sportwagen, sowie der Humanmedizin für Orthesen, Prothesen und Implantate verwendet.
Die Modelle zeichnen sich durch hohe Festigkeit und glatte Oberflächen aus. Das nicht genutzte Pulver kann wiederverwendet werden, d.h. es entsteht nahezu kein Abfall. Wir nutzen dieses Verfahren zur Herstellung der Orthesen und Prothesen. Durch die große Materialauswahl können wir elastische Inlays und feste Schalenelemente drucken. Wir verwenden ausschließlich international zertifizierte Materialien u.a. aus Bioplastik und zugelassen für den Haut- und Nahrungsmittelkontakt nach FDA Norm.
Binderjetting
Dieses Verfahren ist z.B. bei Architekten beliebt. Ein Druckkopf bringt einen flüssigen Binder auf Gipspulver auf. Die Partikel verkleben und bilden ein Modell. Wenn gleichzeitig mit Farbe gedruckt wird, entstehen bunte Gipsmodelle. Diese sind als Anschauungsmodelle, z.B. bei Stadtplanungen, sehr beliebt. Ihre Festigkeit ist jedoch sehr gering.
Vergleich
FDM | SLS | Binderjetting | |
Material | Kunststoff (ABS) | Kunststoff, Metallpulver | Gips, Keramik, metallische Pulver, Sand |
Vorteile | einfach bürotauglich günstig ideal als Hobby | zertifizierte Materialien glatte Oberfläche kaum Abfall große Festigkeit hohe Genauigkeit große Designfreiheit
| einfach günstig farbige Modelle |
Nachteile | Stützstrukturen erzeugen Abfall geringe Genauigkeit geringe Festigkeit kaum zertifizierte Materialien geringe Zuverlässigkeit | hohe Maschinenkosten Industrielles Umfeld erforderlich professionelles Know-How
| geringe Festigkeit begrenzte Materialauswahl |
Hier finden Sie eine detaillierte Übersicht über alle additive Fertigungsverfahren und die jeweiligen Maschinenhersteller.Ü
