Schnellreferenz für das Design im 3D-Druck

Dieser kurze Überblick über Design-Merkmale und Verfahrensspezifikationen soll Ihnen dabei helfen:

• Ihre Bauteile effizient zu gestalten.
• verschiedene 3D-Druckverfahren zu vergleichen, um die für Ihr Design am besten geeignete Technologie zu bestimmen.
• die Funktionalität zu erhalten und gleichzeitig Qualität und Haltbarkeit Ihrer Bauteile zu verbessern.

Dieser Schnellüberblick fasst die nachfolgenden Abschnitte zusammen. Sie können interaktiv auswählen, welche Verfahren Sie vergleichen möchten, und sehen die mit jedem 3D-Druckverfahren erreichbaren Merkmalsgrößen und Grenzwerte. Die weiteren Abschnitte enthalten detaillierte Erläuterungen zu jedem Merkmal für jedes Verfahren.

Vergleichstabelle

Die folgende Vergleichstabelle ist interaktiv und lässt sich an Ihre Anforderungen anpassen:

• Wählen Sie aus, welche 3D-Druckverfahren Sie vergleichen möchten.
• Ordnen Sie die Verfahren neu an, um sie einfacher nebeneinander zu vergleichen.
• Wechseln Sie in den Vollbildmodus für eine detailliertere Ansicht.
• Wechseln Sie zwischen Millimetern und Zoll, indem Sie im Seitenmenü auf das Symbol klicken.

SLS MJF FDM SLA DMLS Carbon DLS PJ MBJ

SLS

Selektives Lasersintern

MJF

HP Multi Jet Fusion

FDM

Fused Deposition Modeling

SLA

Stereolithografie

DMLS

Direktes Metall-Lasersintern

Carbon DLS

Carbon DLS™

PJ

Polyjet

MBJ

Metal Binder Jetting

Beschreibung Der 3D-Druck mit selektivem Lasersintern (SLS) ist eines der am weitesten verbreiteten industriellen additiven Fertigungsverfahren. Wie beim MJF werden mit SLS stabile, funktionale Kunststoffteile hergestellt.

Optimaler Anwendungsfall Stabile, funktionale Prototypen & Kleinserienfertigung

Maximale Teilgröße 700 × 380 × 580 mm

Mindestteilgröße 12.7 × 7.5 × 2.54 mm

Beschreibung Der 3D-Druck mit Multi Jet Fusion (MJF) ist eines der am weitesten verbreiteten industriellen additiven Fertigungsverfahren. Wie beim SLS werden mit MJF stabile, funktionale Kunststoffteile hergestellt.

Optimaler Anwendungsfall Stabile, funktionale Prototypen & Kleinserienfertigung

Maximale Teilgröße 380 × 284 × 380 mm

Mindestteilgröße 7.5 × 7.5 × 2.54 mm

Beschreibung Der 3D-Druck mit Fused Deposition Modeling (FDM) ist kostengünstig und bekannt für seine große Materialauswahl, Genauigkeit und die Möglichkeit, große, funktionale Kunststoffteile zu drucken.

Optimaler Anwendungsfall Erschwingliche Prototypen & Endanwendungsteile im Großformat

Maximale Teilgröße 900 × 600 × 900 mm

Mindestteilgröße 5 × 5 × 0.75 mm

Beschreibung Der 3D-Druck mit Stereolithographie (SLA) verwendet lichthärtende Duroplast-Harze, um hochpräzise Teile mit hoher Auflösung herzustellen. Die Oberflächengüte gehört zu den besten der Branche und eignet sich besonders für optische Prototypen.

Optimaler Anwendungsfall Optische Prototypen mit hoher Auflösung

Maximale Teilgröße 736 × 635 × 533 mm

Mindestteilgröße 3 × 2 × 1 mm

3D-Druckverfahren im Überblick: MJF

Was ist MJF und wie funktioniert es?

HP Multi Jet Fusion (MJF) ist eine Pulverbett-Fusionstechnologie, die hochwertige Kunststoffteile erzeugt. Anders als andere pulverbasierte Verfahren nutzt MJF Fusions- und Detaillierungsmittel, um die Bauteilgeometrie präzise zu steuern, wobei Wärme zugeführt wird, um eine feste, detailreiche Struktur zu erzeugen.

Der Prozess beginnt mit dem Auftragen einer dünnen Schicht thermoplastischen Pulvers über den Bauraum. Anschließend trägt der Tintenstrahlkopf Fusions- und Detaillierungsmittel auf, die die Partikel gezielt verschmelzen und für scharfe Kanten sowie feine Details sorgen. Dieser einzigartige Ansatz ermöglicht einen gleichmäßigen und zuverlässigen schichtweisen Aufbau und unterscheidet MJF von klassischen Verfahren wie dem Selektiven Lasersintern (SLS) oder dem Direkten Metall-Lasersintern (DMLS). Diese anderen Verfahren arbeiten mit einem einzelnen Laserstrahl, was zu unterschiedlichen Druckzeiten pro Schicht führt.

MJF ist für seine Effizienz und Geschwindigkeit bekannt und kann Bauteile bis zu zehnmal schneller herstellen als manche konkurrierenden 3D-Druckverfahren. Dank hochauflösender Details bei gleichzeitig hohem Durchsatz ist es eine beliebte Wahl für funktionale Prototypen, Kleinserienfertigung und den Übergang zur Spritzgussproduktion.

Durch gleichmäßige Druckzeiten pro Schicht erreicht MJF eine beeindruckende Balance aus Präzision und Geschwindigkeit – ideal für alle, die die Bauteilleistung testen oder kleine Serien ohne hohe Vorabkosten produzieren möchten. Diese Vielseitigkeit macht MJF zu einer äußerst robusten und flexiblen Option in der modernen Fertigung.

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MJF

HP Multi Jet Fusion

Vorteile Zeit- und kosteneffizienter 3D-Druck von Einzelstücken bis Kleinserien Keine Stützstrukturen erforderlich Gleichbleibende physikalische und mechanische Eigenschaften Erzeugt endkonturnahe Teile mit einer gleichmäßigen, aber leicht körnigen Oberfläche (die durch Dampfglätten in eine versiegelte, seidenmatte Oberfläche umgewandelt werden kann) Optimal für die Herstellung von Schnappverbindungen

Nachteile Unzugängliche Bereiche und geschlossene Hohlräume lassen sich nicht von überschüssigem Pulver befreien Text unter 0,5 mm (0,020″) kann verschwimmen Merkmale mit hohem Seitenverhältnis können sich verziehen Die Baugröße ist auf 380 x 284 x 380 mm (14,96″ x 11,18″ x 14,96″) begrenzt.

3D-Druckverfahren im Überblick: SLS

Was ist SLS und wie funktioniert es?

Selektives Lasersintern (SLS) ist ein additives Fertigungsverfahren aus der Kategorie der Pulverbett-Fusionstechnologien. Im Gegensatz zu MJF nutzt SLS einen Laser, um das Pulvergemisch gezielt zu verschmelzen und so die Bauteildetails Schicht für Schicht zu erzeugen. Dieses Verfahren verwendet thermoplastische Polymere, die häufig granuliert sind. Eine Beschichtungsklinge verteilt das Polymer über einen beheizten Bauraum. Der Pulverbehälter und die Bauplattform werden knapp unter die Schmelztemperatur des Polymers vorgeheizt.

SLS-Bauteile haben eine leicht körnige, matte Oberfläche. Nachbearbeitungsoptionen wie Färben und Dampfglätten sind verfügbar, um den Bauteilen die gewünschte Optik und Haptik zu verleihen.
SLS ist kostengünstig in der Einrichtung und liefert dennoch hochwertige, detailreiche Bauteile.

Unter den verfügbaren 3D-Druckverfahren eignet sich SLS besonders für die schnelle Fertigung von Stückzahlen unter 1.000 Einheiten. Insgesamt kann SLS komplexe Formen erzeugen, wodurch Ausschuss reduziert und die Produktionszeit verbessert wird.

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SLS

Selektives Lasersintern

Vorteile Zeit- und kosteneffizienter 3D-Druck von Einzelstücken bis Kleinserien Keine Stützstrukturen erforderlich Gleichbleibende Oberflächengüte Komplexe Teilegeometrien realisierbar Erzeugt endkonturnahe Teile mit einer gleichmäßigen, aber leicht körnigen Oberfläche (die durch Dampfglätten in eine versiegelte, seidenmatte Oberfläche umgewandelt werden kann) Optimal für die Herstellung von Schnappverbindungen

Nachteile Dünne Wände können durch Übersinterung dicker werden Schmale Spalte können sich schließen (sogenannte „Lochschrumpfung“) Text unter 0,5 mm (0,020″) kann verschwimmen Unzugängliche Bereiche und geschlossene Hohlräume lassen sich nicht von überschüssigem Pulver befreien Merkmale mit hohem Seitenverhältnis können sich verziehen

3D-Druckverfahren im Überblick: FDM

Was ist FDM und wie funktioniert es?

Fused Deposition Modeling (FDM) ist ein extrusionsbasiertes Verfahren, bei dem Kunststofffilament gezielt im Bauraum abgelegt wird, um ein Bauteil zu erzeugen. Die Bauteile sind sehr steif, insbesondere im Vergleich zum Selektiven Lasersintern (SLS), was sie zu einer guten Wahl für Projekte mit Steifigkeitsanforderungen macht. FDM wird branchenübergreifend eingesetzt, da es eine Vielzahl von Materialien unterstützt – von gängigen Thermoplasten wie ABS, Polycarbonat und Nylon bis hin zu speziell entwickelten Kunststoffen wie ULTEM.

Da die typische Schichthöhe beim industriellen FDM 0,254 mm (0,010″) beträgt und das extrudierte Material im Vergleich zu anderen Verfahren relativ grob ist, lassen sich feine Merkmale möglicherweise nicht vollständig auflösen. Beachten Sie daher die in diesem Leitfaden beschriebenen Richtlinien, damit alle Merkmale wie vorgesehen hergestellt werden.

FDM erfordert außerdem für bestimmte Merkmale Stützstrukturen (löslich oder abbrechbar). Berücksichtigen Sie dies bereits beim Design, damit sich die Stützstrukturen bei der Nachbearbeitung entfernen lassen.

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FDM

Fused Deposition Modeling

Vorteile Kosteneffizient für den 3D-Druck kleiner Stückzahlen Ermöglicht die Herstellung großer Teile bis zu 900 × 600 × 900 mm (35″ × 23″ × 35″) Bietet eine große Farbauswahl Bietet im Vergleich zu anderen 3D-Druckverfahren eine größere Materialauswahl

Nachteile Geringere Auflösung Stützstrukturen für überhängende Merkmale erforderlich Geringere Oberflächengüte mit sichtbaren Schichtlinien Nicht geeignet für filigrane Details

3D-Druckverfahren im Überblick: SLA

Was ist SLA und wie funktioniert es?

Stereolithographie (SLA) ist ein 3D-Druckverfahren, das mittels Photopolymerisation Modelle mit hoher Präzision erzeugt. Dabei härtet ultraviolettes (UV-)Licht flüssiges Harz Schicht für Schicht aus und verfestigt es zur gewünschten Form. Während der Vorbereitung des Baujobs werden Stützstrukturen erzeugt, um das Modell während des Drucks zu stabilisieren. Nach Abschluss des Drucks werden diese Stützen manuell entfernt und die Bauteile in einer Lösungsmittelbadlösung gewaschen, um unausgehärtetes Harz zu entfernen. Abschließend durchlaufen die Bauteile einen Nachhärtungsprozess in einem UV-Lichtofen, um volle Festigkeit und Stabilität zu erreichen.

SLA erzeugt in der Regel eine glattere Oberfläche als andere 3D-Druckverfahren wie FDM. Das liegt daran, dass SLA flüssiges Harz mithilfe eines Lasers aushärtet, anstatt ein Kunststofffilament zu schmelzen und abzukühlen. Das Ergebnis sind Bauteile mit einer glatten, nahezu glasähnlichen Oberfläche.

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SLA

Stereolithografie

Vorteile Erzeugt glatte, glasähnliche Oberflächen, ideal für optische Prototypen. Komplexe Teilegeometrien realisierbar Exzellente Detailgenauigkeit und hochauflösende Drucke Dank hoher Auflösung und relativ großem Bauraum sowohl für kleine als auch für große Teile geeignet.

Nachteile Höhere Kosten im Vergleich zu Verfahren wie MJF, SLS oder FDM. Hohe UV-Empfindlichkeit, die zu Materialabbau und schnellerer Alterung führen kann Nicht geeignet für bewegliche Baugruppen Stützstrukturen für überhängende Merkmale erforderlich Dünne oder filigrane Merkmale können für die Endanwendung zu zerbrechlich sein Geringe Produktionsvolumina, aufgrund der langsameren Chargenverarbeitung hauptsächlich für Prototypen und Ausstellungsteile geeignet.