3D-Druck funktioniert nicht ganz wie normaler Druck – wenn es um Tinte auf Papier geht, ist der 3D-Druck jedoch viel spezifischer. Nicht jeder Drucker oder sogar jeder Druckertyp ist für jeden Filamenttyp oder jedes Projekt geeignet – Sie müssen sich gründlich informieren, bevor Sie sich für einen entscheiden, um sicherzustellen, dass Sie den richtigen Typ für Ihre Anforderungen erhalten.
Hier ist eine Zusammenfassung einiger der gängigsten Arten von 3D-Druckern, die Sie finden können. Es ist keine vollständige Liste, aber das sind diejenigen, die ein angehender 3D-Druck-Enthusiast kennen sollte!
SLA
SLA oder Stereolithographie war die allererste Art des 3D-Drucks überhaupt. Es wurde 1986 von Chuck Hall entwickelt und verwendet eine Drucktechnik, die als Vat-Polymerisation bezeichnet wird – es verwendet Photopolymergummi, das einer Lichtquelle ausgesetzt wird. Dieser Druckertyp ist ideal für glatte Oberflächen und hohe Detailgenauigkeit bei gedruckten Projekten.
Es ist nicht besonders für Anfänger geeignet und wird in der Medizin häufig verwendet, wo es sowohl zum Drucken von anatomischen Modellen als auch in der Mikrofluidik verwendet wird. Der Drucker verwendet mehrere Spiegel, die so angeordnet sind, dass sie eine Lasersäule über das als Filament verwendete Zahnfleisch richten, damit es die verschiedenen Schichten in der Formzone bilden kann.
Genauigkeit und Geschwindigkeit sind entscheidend, und 3D-Druckprojekte werden von Grund auf aufgebaut. Neben den genannten Anwendungen in der Medizin findet diese Drucktechnik auch in der Luftfahrt und der Automobilindustrie Anwendung. Drucker dieses Typs umfassen ProJets und Vipers.
SLS
Spezifisches Lasersintern oder SLS erweicht Nylonpulver zu einem festen Kunststoffaufbau. Die verwendeten Materialien sind Thermoplaste, was bedeutet, dass die Ergebnisse zäh, für Schnappverbindungen und hochschlagfeste Anwendungen geeignet sind. Die verwendete Technik wird als Power Bed Fusion bezeichnet. Ein Thermoplast wird bis kurz vor dem Verflüssigen erhitzt und dann auf die Formgebungsstufe geschichtet. Mit einem Laser wird das zu einer festen, harten Schicht gestapelte Pulver gesintert – und wenn ein Kreuzsegment fertig, die Bühne sinkt um die Höhe dieser Schicht, mehr Pulver wird hinzugefügt und der Laser sintert es erneut zu a fest.
Überschüssiges Pulver, das hinzugefügt, aber nicht gesintert wird, dient als eine Art Stützmaterial, das schließlich abfällt. Aus diesem Grund werden keine Stützstrukturen benötigt. Der Hauptvorteil von SLS besteht darin, dass es hervorragende mechanische Eigenschaften bietet, mit dem Nachteil längerer Vorlaufzeiten als andere Druckertypen. Beispiele sind die Sinterit Lisa, Formlabs Fuse 1 und Sharebot SnowWhite 2.
FDM/FFF
Fused Deposition Modeling und Fused Filament Fabrication sind ähnliche Druckertypen. Sie verdrängen eine Kunststofffaser schichtweise auf die Umformstufe. So lassen sich relativ schnell und effizient komplette Modelle erstellen. Erstellte Oberflächen sind in der Regel alles andere als glatt und die resultierenden Modelle sind in der Regel auch nicht zu stark. Mit anderen Worten, die tatsächliche Verwendung von gedruckten Teilen kann ziemlich eingeschränkt sein. Trotzdem ist dieser Druckertyp eine gute Wahl für Anfänger, da er experimentierfreudig und relativ einfach zu bedienen ist.
Allerdings kann dieser Druckertyp einer der erschwinglicheren für Drucker mit kleinem Budget sein. Eine Filamentspule wird in den Drucker eingeführt und dann durch eine beheizte Tülle geschoben. Die am häufigsten verwendeten Materialien sind PLA, ABS und PET, aber auch einige andere funktionieren je nach verwendetem Ausguss.
Der Kopf des Druckers bewegt sich entlang festgelegter Achsen und gibt den verflüssigten Kunststoff Schicht für Schicht ab. Wenn ein Layer fertig ist, wird der nächste Layer gestartet, bis das Objekt fertig ist. Einige der besten Anwendungen für diese Technik sind Halterungen und Gehäuse, aber FFF und FDM eignen sich auch für alle Arten von kleinen Vanity-Druckprojekten.
Zu den Druckermodellen gehören der Snapmaker und der Ultimaker sowie viele andere. Angesichts der Verbreitung dieser Art von Druckern gibt es viele verschiedene Modelle in allen Preisklassen.
DLP
Digital Light Processing ist dem SLA-Druck etwas ähnlich. Es druckt schneller und legt gleichzeitig Schichten frei, anstatt dies mit einem Laser in Kreuzteilen zu tun. SLA und DLP haben ähnliche Verwendungszwecke und sind Modelle vom Typ Infusionsform. Im Gegensatz zu FFF sind Oberflächen glatt und daher können Projekte beispielsweise in zahnmedizinischen Anwendungen Anwendung finden.
Auf der anderen Seite sind DLP-Drucke etwas schwach. Sie sind normalerweise nicht geeignet für mechanische Teile oder alles, was besondere Stabilität erfordert. Was die Unterschiede zwischen SLA und DLP betrifft – wo erstere einen Laser verwendet, um abgerundete Formen zu zeichnen, verwendet DLP a Bildschirm, um quadratische Voxel einer bestimmten Mindestgröße zu projizieren, um die zu erstellenden Formen zu erstellen gedruckt.
Drucker dieses Typs umfassen den Micromake L2, SprintRay Moonray und Anycubic Photon S.
MJF
Multi Jet Fusion-Drucker montieren Teile aus Nylonpulver. Anstelle eines Lasers (wie beim SLS-Druck) wird ein Tintenstrahlcluster verwendet, um die Hitze zum Schmelzen des Pulvers aufzubringen. Das Ergebnis sind stabilere und vorhersagbare mechanische Eigenschaften sowie bessere Oberflächenergebnisse.
Die schnelleren Fertigungszeiten, die diese Technik bietet, führen auch insgesamt zu geringeren Herstellungskosten. Der Druckkopf spritzt Hunderte von kleinen Photopolymertröpfchen, die später im UV-Licht ausgehärtet und verfestigt werden. Wenn eine Schicht ausgehärtet ist, wird die nächste Schicht aufgetragen, bis das Objekt fertig ist.
Diese Technik benötigt ein Hilfsmaterial, das bei der Nachbearbeitung herausgenommen wird. Obwohl dies einige Schwierigkeiten bereiten kann, ist MJF eine der wenigen Techniken, die es Druckern ermöglicht, mehrere Objekte in einer einzigen Zeile zu produzieren, ohne die Baugeschwindigkeit zu beeinträchtigen. Es kann auch Dinge aus verschiedenen Materialien und in Vollton herstellen. Das bedeutet, dass MJF bei optimaler Anordnung kleine identische Teile deutlich schneller als jeder andere Druckertyp in Serie produzieren kann. Drucker dieses Typs umfassen die HP Jet Fusion-Serie.
PolyJet
PolyJet-Drucker produzieren glatte und genaue Teile, die für eine Vielzahl von Dingen geeignet sind. Sie bieten eine mikroskopische Schichtauflösung und können sowohl dünne Wände als auch komplexe Elemente herstellen, da sie mit die größte Materialvielfalt aller 3D-Drucker (vorausgesetzt natürlich, sie sind mit der richtigen Düse/dem richtigen Bett ausgestattet). PolyJet-Drucke können verwendet werden, um Vorrichtungen, Formen und verschiedene Fertigungswerkzeuge zu erstellen.
Speziell für den Einsatz in der Zahntechnik gibt es eine Vielzahl von Druckermodellen – für Dentallabore und Dentaldruck. Die schnellen und hochwertigen Drucke, die sich aus dieser Technologie ergeben, machen sie zu einer guten Wahl für diese Art von medizinischem Einsatz. Diese Drucker arbeiten mit mehreren Strahlköpfen – sie tragen eine Schicht Baumaterial auf, indem sie entlang einer Achse gleiten. Jeder Kopf trägt unterschiedliche Mengen an verschiedenen Stellen bei, um eine beliebige Form dieser Schicht zu erzeugen. Die gängigsten Konfigurationen dieser Drucker verfügen über einen Tintenstrahldruckkopf mit mehreren Düsen.
Die verteilten Materialien werden durch eine UV-Schicht geflasht und gehärtet, bevor der Drucker weiterfährt – die Plattform lässt eine Schicht fallen, und die nächste Schicht wird hinzugefügt. Die Rohstoffe und Filamente werden nicht auf Spulen, sondern in Kartuschen gelagert, die an die Düsen angeschlossen werden, ähnlich wie bei einem normalen Tintenstrahldrucker. Zu diesen Druckern zählen die Connex 3-Serie, der Objet30 und der J5 DentaJet.
DMLS
DMLS-Drucker haben eine Hauptanwendung – das Drucken von Dingen auf Metallbasis. Mit metallbasierten Additiven sind DMLS die Standardmaschinen für alle Arten von 3D-Drucken mit MF-Filamenten. Während einige andere Drucker auch in der Lage sind, das Material zu verarbeiten, sind DMLS-Drucker besonders gut darin, einheitliche Teile mit ähnlichen Eigenschaften zu erstellen, die aus „normalem“ Metall gegossen wurden.
DMLS ist die Abkürzung für Direct Metal Laser Sintering, und genau so funktioniert es – es verwendet a Hochleistungslaser zum Schmelzen von Pulverschichten aus Metall/Kunststoff-Mischungen, bevor sie wieder gehärtet werden, um zu erstellen das Projekt. Es funktioniert ähnlich wie man mit einem sehr feinen und präzisen Laser schweißen oder löten könnte, aber es ist schneller und viel genauer, als menschliche Hände hoffen könnten.
Diese Drucker sind ziemlich kompliziert zu bedienen und erfordern/verwenden einige unkonventionelle Elemente (wie das normalerweise Argon gasgefüllte Baukammer) und sind daher für Anfänger wirklich nicht geeignet – vor allem angesichts ihrer schmerzhaften hohe Preise. Sie können jedoch mit verschiedenen Legierungen und Metallen arbeiten, darunter Stahl, Titan, Nickel, Kobalt und Kupfer. Zu den DMLS-Druckermodellen gehören die EOS M 290 und der FormUp 350.
EBM
Electron Beam Melting ist eine Art des Pulverbett-Fusionsdrucks. Es verwendet einen Elektronenstrahl anstelle des typischen Lasers, um Partikel zu verschmelzen und das Teil aufzubauen. Es schafft unglaublich stabile und widerstandsfähige Strukturen, indem es Metall mit Metall verschmilzt. Derzeit wird diese Technologie nur von einem Unternehmen verwendet und hergestellt – GE Additive.
Im Vergleich zu anderen Druckern, die Laser als Wärmequelle verwenden, verwenden EBM-Drucker eine Elektronenkanone, um Elektronen beispielsweise aus einem Wolframstahlfilament im Vakuum zu extrahieren. Sie werden dann beschleunigt und auf das Metallpulver projiziert, das für jede Schicht abgeschieden wird.
Beim Drucken des Projekts werden überschüssige Pulver mit einer Blaspistole entfernt. Da der gesamte Prozess unter Vakuum stattfindet, oxidieren Teile und Pulver während des Gebrauchs nicht – und wenn der Druck fertig ist, kann ein großer Teil des nicht verwendeten Pulvers direkt verwendet werden. Dies unterscheidet sich von den meisten anderen Drucktechniken und reduziert die Druckkosten erheblich, da die Materialien, insbesondere bei Metallfilamenten, ziemlich teuer werden können.
Elektronenstrahldrucker haben gegenüber Laserdruckern den Vorteil der Geschwindigkeit, leiden aber ein wenig an Präzision und maximaler Teilegröße. Da der Strahl breiter als ein Laser ist, können einige Dinge, die mit einem Laser möglich sind, in einem EBM-Drucker nicht durchgeführt werden. Aufgrund der begrenzten Anzahl verfügbarer Druckermodelle sind auch die Teilegrößen begrenzt – das Fertigungsvolumen eines Laserdruckers kann leicht das Doppelte eines vergleichbaren EBM-Modells betragen.