Verschiedene Arten des 3D-Drucks und wann sie eingesetzt werden sollten

Stereolithographie, SLA 3D-Druck
Stereolithographie, SLA 3D-Druck
Ressource: https://www.youtube.com/watch?v=etLOLUowvPI

Wie bei jeder anderen Fertigungstechnologie gibt es auch beim 3D-Druck eine Reihe von unterschiedlichen Verfahren und Techniken. Die verschiedenen Arten der 3D-Drucktechnologie lassen sich grob in 7 Kategorien einteilen. Wenn Sie mit der 3D-Druck-Landschaft nicht vertraut sind, hilft Ihnen dieser Leitfaden, die Optionen für Ihr Projekt zu verstehen, indem er die Druckverfahren untersucht.

Grundlagen des 3D-Drucks

Wenn Sie mit der additiven Fertigung vertraut sind, können Sie die folgenden Abschnitte überspringen. Aber für diejenigen, die neu in der 3D-Druckindustrie sind, beginnen wir mit einigen Grundlagen. Beim 3D-Druck werden Objekte anhand einer vorher festgelegten digitalen Datei hergestellt.

Die Datei wird mit einer speziellen Software erstellt und dann an einen Drucker übertragen. Der Drucker liest die Datei und verwendet sie, um das Material Schicht für Schicht aufzutragen, bis das Objekt fertig ist. Dies ist eine Form von additive Fertigung.

Für den 3D-Druck werden hauptsächlich Kunststoffe, Metalle und Keramiken verwendet. Aber eigentlich kann man mit jedem Material drucken, das sich in ein Pulver oder eine Flüssigkeit verwandeln lässt und in sehr feinen Schichten aufgetragen werden kann

Der 3D-Druck unterscheidet sich von der konventionellen Fertigung, da zur Herstellung eines Objekts keine Formen, Matrizen oder andere Werkzeuge benötigt werden.

Das bedeutet auch, dass Sie Objekte nach Bedarf herstellen können, ohne im Voraus in teure Werkzeuge investieren zu müssen. Das macht die 3D-Drucktechnik zu einer attraktiven Option für die Herstellung von Prototypen und Kleinserien.

Ein Beispiel für eine der 3D-Drucktechniken
Ein Beispiel für eine der 3D-Drucktechniken
Ressource: https://themerkle.com

Arten von 3D-Druckverfahren

Die 3D-Drucktechnologie hat sich in den letzten Jahren stark weiterentwickelt, und es gibt jetzt mehrere verschiedene Arten von 3D-Druckern zur Auswahl. Je nach den Anforderungen Ihres Projekts kann ein Druckertyp besser geeignet sein als ein anderer. Im Folgenden finden Sie einen kurzen Überblick über die gängigsten 3D-Druckverfahren, die heute verfügbar sind.

1. Material-Extrusion

Die Materialextrusion ist die gängigste Art der 3D-Drucktechnologie. Dabei wird ein Kunststoff-Filament erhitzt und durch eine Düse extrudiert, um ein Objekt Schicht für Schicht aufzubauen.

Die meisten 3D-Drucker für Verbraucher, die heute auf dem Markt sind, sind Materialextrusionsgeräte. Sie sind relativ einfach zu bedienen und zu warten und eignen sich für eine breite Palette von Anwendungen.

Der 3D-Druck durch Materialextrusion wird häufig für das Prototyping, die Produktentwicklung und die Herstellung von Kleinserien eingesetzt.

Sie können auch extrusionsbasierte Arten des 3D-Drucks verwenden, um Teile und Produkte aus verschiedene Arten von KunststoffenDazu gehören Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polymilchsäure (PLA) und andere.

2. VAT-Photopolymerisation

Bei der VAT-Photopolymerisation 3D wird eine ultraviolette Lichtquelle verwendet, um ein flüssiges Harz Schicht für Schicht zu einem Objekt zu härten.

Das Verfahren beginnt mit einer Wanne mit UV-härtbarem Harz. Mit einem UV-Licht wird dann der Querschnitt des Objekts auf die Oberfläche des Harzes gezeichnet. Das belichtete Harz wird dann ausgehärtet, und die Bauplattform senkt sich, damit das frische Harz freigelegt werden kann.

Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis das Objekt fertig ist. Die VAT-Photopolymerisation wird manchmal auch als Stereolithographie bezeichnet, SLA, 3D-Druck.

Es gibt auch Variationen dieser Art des Druckens, die auf der Lichtquelle basieren. Eine davon, die digitale Lichtverarbeitung, der DLP-3D-Druck, verwendet stattdessen eine Bogenlampe oder eine ähnliche Quelle.

3. Pulverbettfusion

Der PBF-3D-Druck ist ebenfalls eine der am häufigsten verwendeten 3D-Drucktechniken. Das Verfahren beginnt mit einer mit Pulver gefüllten Baukammer. Die Bauplattform senkt sich in die Kammer und ein Laser zeichnet den Querschnitt des Objekts auf das Pulver. Das Pulver wird dann durch die Hitze des Lasers zusammengeschmolzen.

Mit dem 3D-Pulverbettdruck können Sie Teile aus einer breiten Palette von Metallen herstellen, darunter Edelstahl, Aluminium und Titan. Es können auch Teile aus Kunststoffen, wie z. B. Nylon, hergestellt werden.

4. Materialstrahlverfahren

Beim 3D-Druck mit Materialstrahl wird ein Druckkopf verwendet, um UV-härtbare duroplastische Polymere auf eine Bauplattform aufzutragen. Das UV-Licht härtet dann das Material Schicht für Schicht aus, um das gewünschte Teil oder Objekt herzustellen. Der Druckkopf, der das Harz aufträgt, besteht aus winzigen Düsen, daher der Name.

Beim Materialstrahlen entstehen Objekte mit guter Oberflächengüte. Außerdem ist es ein relativ schnelles Verfahren, das Sie bequem für eine Reihe von Anwendungen einsetzen können. Das liegt auch daran, dass man es mit einer Vielzahl von Materialien verwenden kann.

5. Binder Jetting

Beim 3D-Druck mit Binder Jetting trägt ein Druckkopf Tröpfchen von Binder auf eine Bauplattform auf. Dadurch wird das Pulver gebunden, um Schicht für Schicht die gewünschte Form zu erzeugen.

Das Verfahren ähnelt der PBF-Methode, aber anstatt das Pulver mit einem Laser zu verschmelzen, wird ein Bindemittel verwendet. Dies macht es zu einer günstigeren Option, bedeutet aber auch, dass das Objekt nach dem Druck gesintert (erhitzt) werden muss, um seine Festigkeit und Haltbarkeit zu verbessern.

6. Direkte Energiedeposition

Bei der direkten Energieabscheidung handelt es sich um eine Art von 3D-Drucktechnologie, bei der das Material geschmolzen und auf eine Bauplattform aufgebracht wird, um ein Objekt zu erstellen.

Das Verfahren beginnt mit einer mit Pulver gefüllten Baukammer. Eine Energiequelle, z. B. ein Laser oder ein Elektronenstrahl, schmilzt das Pulver. Das geschmolzene Pulver erzeugt die gewünschte Form.

Der 3D-Druck mit direkter Energieabscheidung kann verwendet werden, um Teile aus verschiedenen Arten von Metalleneinschließlich rostfreiem Stahl, Aluminium und Titan. Es kann auch zur Herstellung von Teilen aus Kunststoffen wie Nylon und Polystyrol verwendet werden.

7. Blattkaschierung

In dieser Liste der Arten von 3D-Druckverfahren ist die Folienlaminierung eine der weniger bekannten Methoden. Dabei werden Materialschichten, in der Regel Metall oder Kunststoff (manchmal auch Polymer oder Papier), miteinander verbunden, um ein Objekt zu erstellen.

Das Verfahren beginnt mit einem Stapel von Blechen. Die Bleche werden dann in eine Laminiervorrichtung gelegt, wo sie unter Druck miteinander verbunden werden und mit Ultraschallenergie verschweißt werden.

Schlussfolgerung

Es gibt viele Möglichkeiten, wenn es darum geht, Objekte oder Teile mit Hilfe der 3D-Drucktechnologie herzustellen. Die hier besprochenen Arten von 3D-Drucktechniken sind das, was Sie normalerweise in der Welt der additiven Fertigung antreffen. Wie Sie sehen können, hat jede Methode ihre eigenen Vor- und Nachteile. Daher ist es wichtig, die richtige Wahl auf der Grundlage der Eigenschaften der einzelnen Druckverfahren zu treffen.

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