Arten der 3D-Drucktechnologie

Die 3D-Drucktechnologie wird seit den 1980er Jahren eingesetzt. Seine Einführung machte die Erstellung von 3D-Objekten viel einfacher. Mit der technologischen Revolution ist der 3D-Druck besser und effizienter geworden. Von kleinen Betrieben bis hin zu Großproduktionen meistert diese Technologie alles reibungslos. Im 3D-Druck kommen viele verschiedene Technologien zum Einsatz, um das gewünschte Outfit zu erhalten. Jedes davon funktioniert anders und liefert unterschiedliche Ergebnisse. In diesem Artikel werde ich verschiedene Arten von 3D-Drucktechnologien beleuchten. Also lasst uns anfangen!

 

Überblick über den 3D-Druck

Die 3D-Drucktechnologie ist ein additives Verfahren, bei dem 3D-Objekte Schicht für Schicht aufgebaut werden. Es nutzt digitale Entwürfe als Input und arbeitet daran. Es ist kostengünstig, effizient und der schnellste Weg, große Güter zu produzieren. Viele Branchen und Unternehmen nutzen diese Technologie für das Prototyping.

Im Gegensatz zur CNC-Bearbeitung erstellt diese Technologie Objekte durch das Hinzufügen von Schichten statt durch Schneiden. Die Arbeit des 3D-Drucks ist unkompliziert. Zunächst erstellen die Designer die Entwürfe mit unterschiedlicher Software oder CAD. Anschließend wird das Design mit einer anderen Software geschnitten. Sobald das Schneiden abgeschlossen ist, geht das Design an den Drucker.

Dabei entstehen die Endprodukte schichtweise. Was diese Technologie berühmt macht, ist ihre Kostengünstigkeit. Es kann effizient mit verschiedenen Materialien arbeiten. Dazu gehören Metalle, Kunststoffe, Harze und Keramik. Die 3D-Drucktechnologie boomt in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau, im Gesundheitswesen, im Baugewerbe usw.

 

8 verschiedene Arten des 3D-Drucks

 

Der 3D-Druck ist sehr vielseitig. Der Ingenieur verwendet verschiedene 3D-Techniken, um die gewünschten Produktformen zu erhalten. Einige Haupttypen werden jedoch in verschiedenen Branchen am häufigsten verwendet. Alle diese Typen liefern je nach Benutzeranforderungen unterschiedliche Endergebnisse.

Sie unterscheiden sich hinsichtlich Einsatzmaterial, Formen und Kosten. Allerdings handelt es sich bei allen um additive Fertigungsverfahren. Das bedeutet, dass sie Formen bilden, nicht durch Schneiden oder Entfernen des Materials. Lassen Sie uns eintauchen und die Typen im Detail besprechen.

 

1- Stereolithographie (SLA)

Diese Drucktechnologie eignet sich, wenn eine glättende Endbearbeitung erforderlich ist. Es verwendet flüssiges Photopolymerharz als Ausgangsmaterial und UV-Laserstrahl. Der Tank des Druckers enthält dieses Harz. Der Laserpunkt richtet die Laserstrahlen in die Flüssigkeit. Der Computer steuert diesen Vorgang.

Die Laserstrahlen bewegen sich in der X- und Y-Achse. Durch die Bewegung des Strahls entsteht eine Schicht. Das gesamte Produkt wird in Schichten hergestellt. Der Laserstrahl bewegt sich ständig in Achsen, um das Produkt zu erzeugen. Auf diese Weise erhalten die Nutzer ein physisches Objekt in Form eines digitalen Designs.

Insbesondere ist es die älteste und klassische Art des 3D-Drucks. Die Ingenieure nutzen es sowohl für Präzision als auch für schnelle Durchlaufzeiten. Da diese Art von 3D-Drucker nicht teuer ist, wird er auch für das Prototyping verwendet. Die Muster oder Designs werden zum Testen usw. in physischer Form hergestellt.

 

2- Selektives Lasersintern (SLS)

 

Auch bei dieser Drucktechnologie kommt ein Laser zum Einsatz, der das Material schmilzt. Das Material wird in Form von Pulvern verwendet, typischerweise Nylon oder Thermoplaste. Die Laser haben normalerweise eine hohe Temperatur, die die Pulverpartikel (Material) leicht sintern lässt.

Insbesondere bestehen SLS-3D-Drucker aus Pulverbetten, die Material in Form von Partikeln enthalten. Das digitale Design wird dem Drucker zugeführt. Der Laser beginnt zu arbeiten, indem er die Pulverpartikel im Pulverbett schmilzt und verschmilzt.

Der Ort, an dem der Laser auftrifft, verwandelt sich durch bestimmte Fusionen in einen Festkörper. Sie bewegen sich weiter in der X- und Y-Achse und bringen das Pulver in eine feste Form. Auf diese Weise erstellt der Laser ein Design aus Schichten gemäß den Anweisungen des Computers. Mit dieser Methode können problemlos sehr komplexe Formen erstellt werden.

 

3- Fused Deposition Modeling (FDM)

 

Diese Art der 3D-Drucktechnologie besteht aus der Extrusion von Filamenten. Typischerweise wird als Filament der thermoplastische Kunststoff (harte oder weiche Form) verwendet. Dieses Filament durchläuft die Hitze und schmilzt. Sobald es schmilzt, geht es in die halbflüssige Form über.

Das Filament bewegt sich über das Motiv und beginnt, Schichten zu bilden. Das halbflüssige Filament kühlt beim Herauskommen ab und nimmt eine feste Form an. Denken Sie daran, dass das extrudierte Filament auch physische Teile erzeugt, indem es Schichten bildet. Der Computer steuert auch diesen Druckvorgang.

Dieses Verfahren ist kostengünstiger und einfach anzuwenden. Tatsächlich liegt es bei Bastlern und Prototypenbauern im Trend. Den durch dieses Druckverfahren hergestellten Teilen oder Formen mangelt es jedoch an Festigkeit. Ihre Haltbarkeit könnte besser sein. Aufgrund seiner Kosteneffizienz wird es jedoch immer noch verwendet.

 

4- Digitale Lichtverarbeitung (DLP)

Dieses DLP-Druckverfahren ähnelt der Stereolithographie. Anstelle einer Laserquelle wird jedoch eine digitale Lichtprojektionswand verwendet. Die restlichen Schritte sind bei diesen beiden Arten des 3D-Drucks identisch. Beide verwenden Photopolymerharz als Ausgangsmaterial.

Das Licht der Lichtquelle interagiert mit dem Harz. Der Teil des Harzes, den das Licht berührt, geht in den Feststoff über. Auf diese Weise erzeugt der Lichtprojektor Formen in Schichten. Denken Sie daran, dass die Lichtprojektor-Leinwand alle Harzschichten gleichzeitig aushärtet.

Dies bedeutet, dass der Prozess von DLP viel schneller ist als der von SLA. Dank der gemeinsamen Aushärtung aller Schichten. Diese Methode ist nicht nur schnell, sondern auch kostengünstig. Ingenieure nutzen diese Art des Druckens, um gesundheitsbezogene Produkte wie Implantate usw. herzustellen.

Wichtiger Hinweis: Die DLP-Methode bietet eine bessere Verarbeitung und Auflösung als SLA. Seine Verwendung wird immer bekannter. Es wird davon ausgegangen, dass es SLA weitgehend ersetzen wird.

 

5- PolyJet

 

Es handelt sich um Premium- und High-End-3D-Drucktechnologie. Seine Funktionalität ähnelt eher denen von Tintenstrahldruckern. Als Material verwenden wir, wie bei anderen Methoden auch, Photopolymerharz. Allerdings wird es unterschiedlich behandelt. Zunächst werden die winzigen Harztröpfchen auf die Schale oder das Tablett gesprüht.

Das ultraviolette Licht wird dann auf dieses Tablett gerichtet, das einen Tropfen Photopolymerharz enthält. Dort, wo UV-Licht auftrifft, verfestigen sich die Tropfen. Dank der Lichtempfindlichkeit des Harzes. Der Ingenieur härtet das Harz kontinuierlich Schicht für Schicht aus und erhält so das Endprodukt.

Diese Methode kann effektiv sein, um Designs mit unterschiedlichen Farben zu erhalten. Es kann sogar Material mit mehreren Farbverläufen und Transparenzen bereitstellen. Allerdings ist dieser Prozess sehr teuer. Wenn Sie eine Farbform benötigen, empfehle ich Ihnen SLA.

 

6- Multi Jet Fusion (MJF)

 

In gewisser Weise ähnelt diese Methode des 3D-Drucks dem Typ des selektiven Lasersinterns. Es kommt jedoch keine Laserquelle zum Einsatz. Im Gegensatz zu SLS werden Nylonpartikel durch die Hitze nicht verschmolzen. Diese Methode funktioniert auf unterschiedliche Weise, da sie den Kombinationsagenten verwendet.

Zunächst werden die Nylontropfen auf die Bauplatte gesprüht. Dann führt die Primerdüse die Kombinationsmittel auf diese Bauplatte. Dieses Mittel wird nicht in großen Mengen zugeführt, sondern versprüht. Es verschmilzt nicht mit dem Nylonpulver.

Diese Nylonpulver und das Fixiermittel durchlaufen die Hitze. Aufgrund der hohen Temperatur verbinden sich die Nylontropfen mit Wirkstoffen und bilden Produkte in Schichten. Diese Methode bietet eine hervorragende Präzision. Im Gegensatz zum SLS funktioniert es auch, um verschiedene Farben bereitzustellen. Allerdings ist es etwas teurer, was die Bedienbarkeit deutlich einschränkt.

 

7- Direktes Metall-Laser-Sintern (DMLS)

 

Diese Methode ähnelt SLS, verwendet jedoch Metallpulver anstelle von Kunststoffen oder Nylon. Das Material (Metallpulver) wird auf die Bauplatte gegeben. Die Laserquelle dient zum Sintern der Pulverpartikel. Die Laser verschmelzen die Pulver und erzeugen feste Formen.

Interessant ist, dass diese Methode langsamer ist. Der Grund dafür ist, dass die Laser das Pulver in jeder Schicht immer wieder sintern müssen. Allerdings bietet diese Methode des 3D-Drucks ideale Festigkeit und Haltbarkeit. Ingenieure nutzen diese Methode, um Metallteile in sehr komplexen Formen herzustellen.

 

8- Elektronenstrahlschmelzen (EBM)

 

Bei diesem Typ fungiert der Elektronenstrahl als Heizquelle. Das Ausgangsmaterial, Pulver, wird auf die Platte gesprüht. Der Elektronenstrahl wird dann auf diese Platte geschossen. Das spezielle Computersystem steuert diesen Elektronenstrahl.

Der Beschuss mit einem Elektronenstrahl funktioniert selektiv. Es schmilzt und verschmilzt das Pulvermaterial und erzeugt Schicht für Schicht 3D-Objekte. Dieser ganze Prozess läuft im luftleeren Raum ab. Das Besondere an dieser Methode ist ihre Geschwindigkeit.

Der Elektronenstrahl schmilzt viele Stellen bzw. Teilchen auf einmal. Auf diese Weise ist die Verschmelzung in verschiedenen Schichten schnell abgeschlossen. Das resultierende Produkt weist außerdem eine hohe Festigkeit auf. Der Grund dafür ist, dass hochenergetische Laser Partikel verschmelzen und eine homogene Mikrostruktur erzeugen.

 

Welcher 3D-Drucktyp soll verwendet werden?

 

Nun, auf diese Frage gibt es keine eindeutige Antwort. Welchen Typ Sie verwenden sollten, hängt von vielen Faktoren ab. Wenn Sie ein kleines Unternehmen sind, unterscheiden sich Ihre Anforderungen von denen eines stabileren Unternehmens. Bevor Sie sich entscheiden, sollten Sie sich folgende Aspekte ansehen:

• Budget und Erschwinglichkeit
  Art des Ausgangsmaterials
  Geometrie des Objekts
  Stärke des Objekts
  Turnaround- und Farbschemata

All diese Faktoren wirken sich auf die Auswahl einer bestimmten 3D-Schriftart aus. Normalerweise gilt Fused Deposition Modeling (FDM) als massentauglich. Wenn Sie in einem kleineren Maßstab arbeiten, wäre dieser Typ kostengünstiger.

Allerdings ist die Entscheidung für EBM sinnvoll, wenn Sie mehr Farbschemata und Produktstärke wünschen. Denken Sie daran, dass Ihnen niemand vorschreiben kann, einen bestimmten Typ zu wählen. Sie müssen Ihre Bedürfnisse und Anforderungen analysieren, um sich für einen bestimmten Typ zu entscheiden.

 

Häufig gestellte Fragen

 

Was ist die beste Art des 3D-Drucks für Anfänger?

Für Anfänger, die gerade erst anfangen, ist die Modellierung von Schmelzablagerungen eine geeignete Option. Es ist erschwinglich und bietet ein optimales Preis-Leistungs-Verhältnis. Dieser Typ ist hilfreich für jemanden, der plant, ein 3D-Druckunternehmen zu gründen.

Sind Materialextrusion und FDM schnell und kosteneffizient?

Ja, im Allgemeinen bietet diese Methode eine schnelle Abwicklung und erschwingliche Preise. Allerdings hängt die Geschwindigkeit dieses Drucks in der Regel von der Art des verwendeten Materials ab. Daher kann ihre Arbeitsgeschwindigkeit je nach Material variieren.

Was ist die häufigste Art des 3D-Drucks?

Elektronenstrahlschmelzen und Fused Deposition Modeling sind in verschiedenen Branchen bekannt. Elektronenstrahlschmelzen ist relativ sehr teuer. FDM ist also das, was Menschen für ihre Arbeit in Betracht ziehen.

Ich möchte etwas Buntes mit verschiedenen Farbverläufen. Welcher Typ passt zu meiner Aufgabe?

Sowohl polyJet als auch Multi Jet Fusion sind ausgezeichnete Optionen, wenn Sie Farben benötigen. Die Verwendung dieser Typen ist jedoch kostspielig. Sie können Farbverläufe, Transparenzen und andere Effekte in Farben und anderen Farben erzeugen. Sie müssen jedoch über ein ansehnliches Budget verfügen.

 

Conclusion

 

Jeder 3D-Druckertyp unterscheidet sich in seiner Funktionalität. Eines ist jedoch gemeinsam: Sie arbeiten von Schicht zu Schicht. Sie produzieren hervorragende 3D-Produkte aus digitalem Design. Welche Art Sie verwenden sollten, hängt vom gewünschten Ergebnis ab.

Fused Deposition Modeling ist der Weg zu einer kostengünstigen Lösung. Wenn das Budget keine Rolle spielt, wäre die Wahl von EBM oder MJF ideal. In diesem Leitfaden beschreibe ich alle Einzelheiten zu diesen 3D-Drucktechnologien.