FDM, SLA, CLIP oder SLS: Welches ist das beste 3D-Druckverfahren?

Gepostet Von Laura Kapitza am Apr 17, 2018 | Keine Kommentare

Möchten Sie Ihr Wissen über den 3D-Druck auffrischen oder in die Welt des 3D-Drucks eintauchen und mehr über die wichtigsten 3D-Druckverfahren lernen? Dann werfen Sie einen Blick auf unsere Zusammenfassung mit allen wichtigen Details.

Welches 3D-Druckverfahren Sie für Ihren 3D-Druck auswählen sollten, hängt davon ab, wofür Sie Ihren 3D-Objekt nutzen möchten. Jedes Verfahren hat seine Vor- und Nachteile und bestimmt die Eigenschaften Ihres 3D-Drucks. Deshalb schauen wir uns die vier wichtigsten 3D-Druck-Verfahren genauer an: Fused Deposition Modeling (FDM), Stereolithografie (SLA), Kunstharz-CLIP (DLS) und Selektives Lasersintern (SLS).

Die 3D-Druck-Verfahren

Fused Deposition Modeling (FDM)

FDM-Drucker „Ultimaker 2“

Das am meisten kommerzialisierte 3D-Druckverfahren, Fused Deposition Modeling, funktioniert wie eine Heißluftpistole: Mit einer beheizten Düse wird Thermoplast (Kunststoff) schichtweise auf einer Ablage aufgetragen. Der für FDM verwendete Kunststoff ist meist ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol), PLA (Polymilchsäure) oder Nylon (Polyamid). Es können aber auch andere exotische Materialien verwendet werden, beispielsweise eine Mischung aus Kunststoff und Holz oder Kohlenstoff.

FDM-Drucker sind am günstigsten, vor allem für Privatpersonen, die nicht über ein Firmenbudget verfügen. Viele Marken bieten 3D-Drucker für den Privatgebrauch an, wobei MakerBot und Ultimaker zu den beliebtesten FDM-Drucker zählen. Sie können sogar selbst einen DIY-3D-Drucker bauen oder Bauteile für einen eigenen 3D-Drucker drucken lassen.

Stereolithografie (SLA)

SLA-Drucker „Formlabs“

Die Stereolithografie war das erste additiven Verfahren überhaupt und wurde in den 1980er Jahren entwickelt und patentiert. Trotz der verschiedenen Variationen dieser Drucktechnik ist das Grundprinzip einfach: Mithilfe eines UV-Laserstrahls wird in ein mit flüssigem Photopolymer gefülltes Becken dünne Schichten auf ein Druckbett projiziert. Die dünnen Schichten entstehen, da sich das flüssige Photopolymer durch die Belichtung erhärtet. Das Druckbett bewegt sich nach jeder fertigen Schicht entweder nach oben oder unten – je nachdem, ob der Laser den flüssigen Kunststoff von oben oder unten bestrahlt.

Nach dem 3D-Druck wird das 3D-Objekt von überschüssiger Flüssigkeit gereinigt und von eventuellen Stützstrukturen befreit.

SLA ist auch als 3D-Drucker für den Privatgebrauch erhältlich, wie beispielsweise der SLA-Drucker “Form 2” von Formlabs oder “Ember” von Autodesk. Solche Drucker sind jedoch teurer als FDM-Drucker und die Preise liegen im vierstelligen Bereich (Form 2: über 3.800 €; Ember: über 7.000 $).

CLIP-Verfahren (DLS)

Der CLIP-Drucker „Carbon M1 3D Printer“

CLIP steht für “Continuous Liquid Interface Production”, das auf Deutsch so viel wie “Durchlaufende Flüssige Schnittstellen-Produktion” bedeutet. Das 3D-Druckverfahren läuft folgendermaßen ab: Ein Lichtprojektor durchleuchtet von unten eine mit flüssigem Resin (Kunstharz) gefüllte Wanne. An der Stelle, an der das UV-Licht auf die Flüssigkeit trifft, erhärtet sich das Resin. Schicht für Schicht entsteht dadurch ein 3D-Modell, das mit dem Druckbett aus der Wanne gezogen wird.

Das CLIP-Verfahren wurde erstmals im Februar 2014 eingeführt. Einige Monate später hat sich die Firma Carbon 3D gegründet, die das CLIP-Verfahren kommerzialisierte.

Dank der CLIP-Technologie können wir Werkstücke mit besonderen mechanischen Eigenschaften in 3D drucken. Die 3D-Drucke werden bei CLIP genauso präzise hergestellt wie bei SLA, jedoch ist der Zeitaufwand geringer. Das CLIP-Resin ist ein perfektes 3D-Druckmaterial, um sowohl flexible als auch widerstandsfähige Werkteile zu erstellen.

Lesen Sie mehr über das CLIP-Verfahren auf unserer Materialseite.

Selektives Lasersintern (SLS)

SLS-Drucker „EOS Formiga P110“

Das Prinzip des SLS-Verfahrens ist relativ einfach, jedoch wird dieses 3D-Druckverfahren meist von 3D-Druck-Unternehmen verwendet, da ein SLS-Drucker in der Regel so groß wie ein Side-by-Side-Kühlschrank und dementsprechend sehr kostspielig ist.

Der 3D-Druck beim SLS sieht wie folgt aus: Das Druckbett wird mit einer Pulverschicht bedeckt. Anschließend verbindet ein Laser Pulverpartikel, um 3D-Schichten zu erzeugen. Nach jeder Schicht wird das überschüssige Pulver vom Druckbett in ein Behälter geschoben; das Druckbett senkt sich dann und eine neue Pulverschicht wird darauf aufgetragen. Dadurch entsteht schichtweise das 3D-Modell.

Nach dem 3D-Druckprozess wird das fertige Objekt vom restlichen Pulver gereinigt und dessen Oberfläche kann optional weiter bearbeitet werden (Lackieren, Polieren, Färben, Glätten etc.).

Im Vergleich zur Stereolithografie und FDM benötigt SLS keine Stützstrukturen für den 3D-Druck, da das überschüssige Pulver als Support dient. Dadurch können verschachtelte und komplexe Geometrien gedruckt werden. Die Kosten für ein SLS-Drucker sind jedoch sehr hoch, weshalb es sich lohnt, den Service von 3D-Druck-Dienstleistern wie Sculpteo zu nutzen.

Die 3D-Druckverfahren im Vergleich

Zu jedem 3D-Druckverfahren gibt es Unmengen an Informationen, da auch jedes Jahr neue 3D-Drucker mit verbesserten und neuen Eigenschaften auf dem Markt kommen. Damit Sie einen Überblick über die aktuellen 3D-Druckverfahren haben, haben wir für Sie eine Tabelle mit den wichtigstenen Eigenschaften der einzelnen 3D-Techniken erstellt:

	FDM	SLS	SLA	CLIP
Druckmaterial	ABS, PLA, Nylon	Nylon (Kunststoff), Polystyrol, Thermoplastisches Polyurethan (TPU),Metall	Lichtempfindliches Resin (Harz)	Spezielles lichtempfindliches Resin (Harz)
Druckqualität	Niedrig bis mittel	Hoch	Hoch	Hoch
Schichtdicke	0,025 bis 1,25 mm	0,10 bis 0,15 mm	0,05 bis 0,25 mm	0,1 mm
Mindestwandstärke	1 mm	0,8 mm	1 bis 3 mm	0,5 bis 1 mm
Oberflächenstruktur	Grob („Treppen -Effekt”), kann aber mit Sandpapier nachbearbeitet werden	Leicht rau, kann aber mit Sandpapier nachbearbeitet werden	Glatt, oft glänzend	Sehr glatt
Farben (ohne Finish)	Verschiedene lichtdicht oder durchscheinende Farben	Lichtdichtes Weiß, Grau und Schwarz	Verschiedene lichtdicht oder durchscheinende Farben	Abhängig von der Resin-Farbe
Stützstrukturen (bei komplexen Designs)	Erforderlich	Nicht erforderlich	Erforderlich	Erforderlich
Mechanische Beschaffenheit	Stark oder flexibel	Stark und flexibel	Stark und spröde, Neue flexible Verbindungen	Abhängig vom Resin
Druckrisiko	Stufenartige Verformung bis hin zum Bruch	Stufenartige Verformung bis hin zum Bruch	Fast keine Verformung bis hin zum unerwarteten Bruch	Abhängig vom Resin
Verschleißfestigkeit	Variabel	Überlegen	Variabel	Abhängig vom Resin
Finish	Polieren, Lackieren, Versiegeln, Glätten (mit Acetondampf)	Polieren, Glätten, Lackieren Färben	Polieren (selten erforderlich), Färben	Polieren (selten benötigt), Färben
Lebensmittelverträglichkeit	Undicht wegen sehr kleinen Lücken	Ja	Nur bei speziellem Resin (kann teuer sein)	Nein
Chemische Verträglichkeit	undicht wegen sehr kleinen Lücken	Nylon: sehr widerstandsfähig	N/A	N/A
Kosten	Drucker und Druckmaterial preiswert	Drucker sehr teuer, Druckmaterial preiswert	Drucker mittlerer Preis, Druckmaterial kann teuer sein	Drucker teuer, Druckmaterial kann teuer sein

Weitere Informationen zu den einzelnen 3D-Druckverfahren und Materialien können Sie auf unserem Blog nachlesen. Schauen Sie sich unseren detaillierten Vergleich zu SLS vs. SLA sowie zu FDM vs. SLS an oder werfen Sie einen Blick auf unser Glossar zu SLS, FDM, SLA, Nylon, ABS und Co.

Entdecken Sie außerdem unseren Service für den 3D-Druck mit Metall: DMLS, SLM und Binder Jetting sind die 3D-Druckverfahren für Metallobjekte. Mehr über diese 3D-Druckverfahren erfahren Sie in diesem Blogartikel.