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Unter den verschiedenen Desktop-3D-Druck-Technologien stechen das Fused Deposition Modeling (FDM) und die Stereolithografie (SLA) durch ihre einzigartigen Verfahren und Anwendungen hervor – insbesondere für den privaten Gebrauch.
FDM baut Objekte Schicht für Schicht aus geschmolzenem Kunststoff auf und ist daher bei Bastlern und für praktische Teile beliebt. Beim SLA 3D-Druck Verfahren hingegen wird flüssiges Harz mit einem Laser zu präzisen, detaillierten Objekten gehärtet, die in Branchen mit hohem Detaillierungsgrad wie Zahnmedizin und Schmuck oder für hoch detaillierte Modelle für Hobbyisten beliebt sind.
Das Wichtigste in Kürze:
- Entscheide dich für FDM, wenn du nach einer kostengünstigen, einfach zu bedienenden Option für die Herstellung langlebiger, funktionaler Teile suchst.
- Entscheide dich für Resin, wenn du Wert auf eine hohe Detailgenauigkeit und eine glatte Oberfläche für komplizierte Designs legst und du bereit bist, die zusätzlichen Kosten und die Nachbearbeitung in Kauf zu nehmen.
Table of Contents:
Vergleichstabelle FDM vs. Resin 3D-Druck
| Merkmal | Filament (FDM) | Harz (SLA/DLP/LCD) |
|---|---|---|
| Kosten | Geringere Anschaffungs- und Materialkosten | Höhere Anschaffungs- und Materialkosten |
| Details | Gut für größere Teile, sichtbare Schichtlinien | Hervorragend für feine Details und glatte Oberflächen |
| Anwendung | Funktionsteile, Prototypen, Haushaltsgegenstände | Detaillierte Modelle, Schmuck, Zahnersatz, komplizierte Kunst |
| Einfacher Einsatz | Einfacher, minimale Nachbearbeitung | Aufwändige Nachbearbeitung, sorgfältige Materialhandhabung |
| Sicherheit | Weniger gefährliche Materialien, leichter zu handhaben | Erfordert gute Belüftung, Schutzausrüstung für die Handhabung |
| Platz | Größere Drucker, weniger Platz für die Nachbearbeitung | Kleinere Drucker, mehr Platz für die Nachbearbeitung erforderlich |
| Materialkosten | Generell billigere Filamente | Teurere Harze |
| Festigkeit | Langlebige, starke Teile | Spröde, eher für Ästhetik/Details |
| Wartung | Leichtere Wartung | Erfordert sorgfältigere Wartung |
So funktioniert 3D-Druck mit Filament
Beim Fused Deposition Modeling (FDM) (oder Fused Filament Fabrication (FFF)) wird erhitzter Kunststoff durch eine kleine Düse (Nozzle) extrudiert, um Schicht für Schicht ein 3D-Objekt zu erstellen.
Die FDM-Kunststoff-Filamente, die von einer Spule zugeführt werden, schmelzen im Extrusionskopf des 3D-Druckers. Wenn das geschmolzene Material auf der Bauplattform abgelegt wird, kühlt es ab, verfestigt sich und verbindet sich mit der darunter liegenden Schicht. Dieser Prozess wiederholt sich, sodass das Objekt von unten nach oben aufgebaut wird.
Beim FDM-Verfahren können verschiedene Kunststoffarten verwendet werden, die dem Endprodukt unterschiedliche Eigenschaften verleihen, wie z. B. Flexibilität, Festigkeit und Beständigkeit gegen Hitze und Chemikalien. Die gängigsten Filamente sind PLA, ABS, PETG und TPU.
FDM-3D-Drucker werden wegen ihrer Einfachheit, Kosteneffizienz und Vielseitigkeit bei der Herstellung von langlebigen Teilen und Prototypen häufig eingesetzt.
Vorteile von FDM
- Kosteneffektiv: Generell niedrigere Material- und Gerätekosten.
- Materialbeständigkeit: Es werden starke, thermoplastische Materialien verwendet, die sich für funktionale Prototypen und andere Teile eignen.
- Benutzerfreundlichkeit: Einfacher Prozess, der auch Anfängern und Hobbyisten zugänglich ist.
- Materialvielfalt: Unterstützt eine breite Palette von FDM-Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften (z. B. flexibel, haltbar, hitzebeständig).
- Wartung: Im Vergleich zu 3D-Druckern auf Harzbasis sind Filament 3D-Drucker in der Regel einfacher zu warten.
Nachteile von FDM
- Geringere Auflösung: Es können nicht die feinen Details wie bei Harzdruckern erreicht werden, wodurch es sich weniger für komplizierte Modelle eignet.
- Sichtbare Layer-Linien: Gedruckte Objekte weisen oft sichtbare Schichtlinien auf, die nachbearbeitet werden müssen, um eine glatte Oberfläche zu erhalten.
- Supports: Überhänge und komplexe Designs können Stützstrukturen erfordern, die manuell entfernt werden müssen.
- Beschränkung auf Thermoplaste: Es gibt zwar eine Vielzahl von Materialien, aber sie sind in der Regel auf Thermoplaste beschränkt, die nicht für alle Anwendungen geeignet sind.
- Verformung und Schrumpfung: Die Materialien können sich beim Abkühlen verziehen oder schrumpfen, was die Genauigkeit und das Aussehen des fertigen Objekts beeinträchtigen kann.
So funktioniert der 3D-Druck mit Kunstharz
Stereolithografie (SLA) ist eine Art des 3D-Drucks mit Harz, bei dem flüssiges Harz durch einen Prozess namens Photopolymerisation in feste Objekte umgewandelt wird.
Und so funktioniert es: Ein Laserstrahl zielt präzise auf die Oberfläche eines flüssigen Harzes und härtet es Schicht für Schicht aus, um ein 3D-Objekt zu formen. Die Bauplattform hebt das Objekt aus dem Harztank, damit der Laser die nächste Schicht aushärten kann, bis das gesamte Objekt fertig ist.
Es ist wichtig zu wissen, dass es neben den SLA-Druckern, die zwar die Pioniere im Harz-3D-Druck waren, auch andere ähnliche Technologien gibt, wie z. B. Digital Light Processing (DLP) und Liquid Crystal Display (LCD)-Druck. DLP verwendet einen digitalen Projektionsschirm, um ein einzelnes Bild jeder Schicht auf einmal zu projizieren und ist damit in manchen Fällen schneller als SLA.
LCD hingegen verwendet eine Reihe von UV-LEDs und eine Flüssigkristallanzeige, um das Harz auszuhärten. Beide 3D-Druckverfahren beruhen auf der Photopolymerisation, unterscheiden sich aber durch die UV-Lichtquelle und die Art der Schichtbildung.
All diese Harz-3D-Drucktechnologien zeichnen sich dadurch aus, dass sie hoch detaillierte und glatte Objekte ohne oder mit nur minimalen sichtbaren Schichtlinien herstellen können, was sie ideal für Anwendungen macht, die Präzision erfordern. Beispiele dafür sind Schmuck, Zahnmodelle und komplizierte Hobbyprojekte.
Vorteile des 3D-Drucks mit Kunstharz
- Hohe Detailgenauigkeit: Mit dem SLA-Druck lassen sich sehr feine Merkmale und glatte Oberflächen erzielen, was ideal für komplizierte Modelle ist.
- Präzision: Hervorragend geeignet für Anwendungen, die enge Toleranzen und detaillierte Texturen erfordern.
- Vielfalt an SLA-Materialien: Bietet eine Reihe von Harzen mit unterschiedlichen Materialeigenschaften (flexibel, haltbar, hochtemperaturbeständig).
- Schnelle Aushärtung der Schichten: Technologien wie DLP und LCD können ganze Schichten auf einmal aushärten und beschleunigen so den Druckprozess.
Nachteile des 3D-Drucks mit Harzen
- Kosten: Generell höhere Material- und Ausrüstungskosten als beim FDM 3D-Druck.
- Nachbearbeiten: Erfordert Reinigung und Aushärtung, was unordentlich und zeitaufwendig sein kann.
- Materialhandhabung: Harze können giftig sein und erfordern eine sorgfältige Handhabung und gute Belüftung.
- Langlebigkeit: Gedruckte Teile können spröder und weniger haltbar sein als solche, die mit einem FDM Drucker hergestellt wurden.
- Begrenztes Bauvolumen: Im Vergleich zu FDM-Druckern ist das Bauvolumen oft kleiner, was die Größe der Objekte, die gedruckt werden können, einschränkt.
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