Wir beantworten Ihnen im Folgenden einige Fragen zum Thema 3D-Druck im Allgemeinen. Gerne nehmen wir auch Ihre Fragen in unserem Fragenkatalog auf, falls diese noch nicht beantwortet wurden.

Wann wurde der 3D-Druck entwickelt und wie funktioniert das Prinzip?

Im Jahre 1980 erfand der Amerikaner Charles W. Hull ein Verfahren, das auch als Stereolitografie(Abk. SLA) bezeichnet wird. Bei diesem Verfahren wird ein durch Licht aushärtbarer Kunststoff, auch als Epoxyd- oder Acrylharz bezeichnet, mit Hilfe eines computergesteuerten Laserstrahls verfestigt und schichtweise aufeinander aufgebaut. Eine Bauplattform wird dabei in einem Harztank schrittweise abgesenkt, dabei fährt der Laserstrahl die Konturen des programmierten Modells ab und härtet das Flüssigharz an der Oberfläche der Flüssigkeit aus. Nach Fertigstellung des 3D-Druckvorgangs wird das Modell aus dem Harztank hervorgehoben und von der Bauplattform abgetrennt.

Welche Verfahren existieren mitterweile im 3D-Druck?

Der 3D-Druck hat sich seit seiner Erfindung in vielen verschiedenen Verfahren weiterentwickelt. Neben den neu entwickelten Verfahren spielt jedoch auch das ursprüngliche Stereolitografie Verfahren eine erhebliche Rolle.

Das momentan am weitesten verbreitete Verfahren ist das Fused Deposition Modeling Verfahren(kurz: FDM-Verfahren). Bei diesem Verfahren wird ein Faden aus Kunststoff in einer Düse erhitzt und verflüssigt. Im Anschluss wird der flüssige Kunststoff schichtweise auf eine Bauplattform innerhalb des 3D-Druckers aufgetragen und ausgehärtet, bis das endgültige Modell fertiggestellt wurde. Der Druckvorgang kann sowohl in einem offenen, als auch in einem gegenüber seiner Umgebung geschlossenen Bauraum durchgeführt werden.

Weitere mittlerweile etablierte Verfahren sind zum einen das selektive Lasersintern(SLS), sowie das selektive Laserschmelzen(SLM), bei beiden Verfahren wird als Ausgangsmaterial eine pulverförmige Konsistenz verwendet, welche durch einen Laserstrahl schichtweise ausgehärtet wird. Der Laser bestrahlt ein Pulverbett, welches auf der Bauplattform gleichmäßig verteilt wird und verschmilzt die Pulverteilchen miteinander. Der Unterschied zwischen beiden Verfahren liegt in dem verwendeten Pulvermaterial. Während beim selektiven Lasersintern(SLS) mit Kunststoffen gearbeitet wird, verwendet man beim selektiven Laserschmelzen metallische Werkstoffe.

Selektives Elektronenstrahlschmelzen(EBM) ähnelt dem selektiven Laserschmelzen, da es ebenso ein Verfahren ist welches ein Pulverbett zur Herstellung verwendet. Als Energiequelle dient ein Elektronenstrahl, der metallisches Pulvermaterial schichtweise erhärtet bis zur Fertigstellung des Objekts. Ein Rakel glättet die Oberfläche des Pulverbetts nach jedem Bestrahlungsvorgang einer Schicht und die Bauplattform senkt sich gleichmäßig bis zur finalen Dimension des Modells ab.

Das sogenannte Multi Jet Modeling(MJM) oder Poly Jet Modeling(PJM) verwendet flüssige Acryl-Polymere die mittels eines Druckkopfes, ähnlich wie bei konventionellen Tintenstrahldruckern, schichtweise auf einer Bauplattform aufgetragen werden. Dabei wird jede Schicht durch UV-Bestrahlung ausgehärtet und die Bauplattform schrittweise abgesenkt. Die UV Lampen sind in der Regel direkt am Druckkopf integriert und härten das flüssige Material direkt nach Auftragung auf der Bauplattform aus.

Continuous Liquid Interface Production oder auch CLIP-Verfahren genannt, bezeichnet ein 3D-Druck Prinzip bei dem ein photosensitives Kunstharz durch kontinuierliche UV-Bestrahlung ausgehärtet wird und dabei aus einem flüssigen Harztank gezogen wird. Dabei erfolgt die Bestrahlung durch UV-Licht unterhalb des Harztanks, der an seinem Boden über eine feine Membranschicht verfügt, die das Harz daran hindert sich abzulagern und vorzeitig zu verfestigen. Die Bauplattform wird dabei kontinuierlich nach oben aus dem Harztank gehoben.

Die Digital Light Processing(DLP) Technologie stellt eine Projektionsmethode dar, bei der ein Lichtstrahl über digitale Mikrospiegel ein Bild auf die Oberfläche eines Resinbeckens wirft. Eine Matrix aus quadratischen Mikrospiegeln kann den Lichtstrahl punktuell durch die einzelnen Mikrospiegel durchdringen lassen oder diese wieder reflektieren. Somit können individuelle Bilddarstellungen wiedergegeben werden, ähnlich wie bei einem Heimkino Bildprojektor. Diese Bildprojektionen werden nun auf ein Becken aus flüssigem Photopolymerharz reflektiert und kontinuierlich aus dem Becken gehoben. Bei diesem Verfahren kann die Projektion sowohl von der Unterseite des Resintanks erfolgen - das Modell wird aus dem Harzbecken gehoben, als auch von der Oberseite - das Modell senkt sich stetig weiter in das Harzbecken ab.

Laminated Object Manufacturing(LAM) bezeichnet ein Vefahren, das mittels Folientechnik ein Modell aufbaut. Die Folien werden schichtweise auf eine Bauplattform aufgelegt und die zu modelierende Fläche wird durch ein Laminiergerät erhitzt und verfestigt. Die Konturen werden dabei mit einem Schneidgerät schichtweise abgetrennt, bis das Modell seine endgültige Form erreicht hat.

Es existieren noch weitere innovative 3D-Druckverfahren und es werden regelmäßig neue Verfahren entwickelt. Wir sind bei dieser Auflistung von den gängigsten Verfahren ausgegangen, um diese in Kürze für Sie verständlich darzustellen. Sollten Sie Fragen zu weiteren 3D-Druckverfahren haben, stehen wir Ihnen mit Rat und Tat zu Seite.