Technologie vs. Material

Hier erfährst Du welche Technologien wir einsetzen und welche Materialien dafür geeignet sind. Die Liste wird laufend erweitert.

Technologie

FDM (Fused Deposit Modeling)

Schmelzschicht Verfahren

Resine

SLS (Selektives Lasersintern)

Darstellung 3D-Druck




Beschreibung

Der 3D-Druck bei der FDM-Technologie ähnelt einer elektronisch gesteuerten Heissklebepistole. Dabei wird das Bauteil auf einer Bauplattform schichtweise aus Kunststoff erstellt, der als Filament durch eine kleine heisse Düse fließt. Gleichzeitig wird die  Bauplattform abgesenkt. So entsteht das Bauteil. Damit man überstehende Strukturen (größer als ein 60° Winkel) herstellen kann, wird zusätzlich zum Bauteil ein Stützmaterial aufgebracht. Dieses wird nach der Produktion entfernt. Durch eine Gitterstruktur im Inneren des Bauteils kann viel Material eingespart werden, ohne dass es weniger fest wird aber die Stabilität erhalten bleibt. Wir fertigen im FDM-Verfahren verschiedenste Produkte für spezielle Anwendungen. Dazu gehören Bauteile für Form- und Funktionstests, Prototypen und mechanisch stark beanspruchte Endprodukte und Kleinserien. 

Die FDM-Technologie ist die günstigste 3D-Druckart. Sie macht kontinuierliche Fortschritte in der praktischen Anwendung und erobert daher immer mehr Haushalte.

Resine sind Photopolymere (Harze) welche mit unterschiedlichen Technologien zu Bauteilen erstellt werden. Aufgrund der Technologievielfalt verwenden wir  "Resine" als Überbegriff. Dabei wird das Harz in einem Harzbehälter (Wanne) belichtet, welche mit einem transparenten Film versehen ist. Die Technologien unterscheiden sich in der Art der Lichtquelle und der Art, wie die Schichten ausgehärtet werden und ermöglichen hochauflösende Objekte mit feinsten Details. Bei der Fertigung  werden Stütz­strukturen (Support) benötigt. Diese zusätzlichen Strukturen verhindern, dass Überhänge beim Druck in der Flüssigkeit absinken. Je nach Resinart müssen auch die Einstellungen (Belichtungszeiten und Geschwindigkeit der Bauplattform) unterschiedlich aufeinander abgestimmt werden.

SLA (Stereolithografie): wurde 1983 entwickelt und gilt als das erste 3D-Druckverfahren.
Ein UV-Laserstrahl zeichnet die Form jeder Schicht nach.

DLP (Digital Light Processing): Eine konventionelle Lichtquelle, wie eine Bogenlampe, härtet eine ganze Schicht auf einmal aus.

MSLA (Masked SLA): Eine LCD-Maske projiziert UV-Licht, um eine ganze Schicht auf einmal zu verfestigen.

Beim SLS-Verfahren wird zunächst eine Schicht Pulver aufgetragen, welche dann mit einem Laser aufgeschmolzen wird. Danach wird die Bauplattform abgesenkt.  Dann wird erneut Pulver aufgetragen und verfestigt. Pulver, das nicht aufgeschmolzen wird, dient als Stützmaterial für überstehende Strukturen. Auch komplizierte Formen können damit gemacht werden. Mit dem SLS-Verfahren kann man viele verschiedene Produkte herstellen. Es eignet sich für Prototypen und für die Herstellung kleinerer Serien. 

Die Nachverarbeitung von SLS-Bauteilen erfolgt vor der Auslieferung mittels einem Sandstrahler und ggf. einem Magnettumbler.

Vorteile

  • Schnelle und rasche Anfertigung
  • Riesige Auswahl an Materialien
  • Fertigung von Grossen Bauteilen möglich

Aufgrund der ausserordentlich hohen Oberflächenqualität wird das Verfahren oft für die Schmuckherstellung oder im künstlerischen Bereich eingesetzt. In der Medizinbranche, vor allem im Dentalbereich, wird es auch genutzt, weil man damit sehr genau arbeiten kann.

  • Es werden keine Stützstrukturen benötigt
  • Preisgünstig, wenn grössere Stückzahlen bestellt werden

Nachteile

  • Rauhe Oberfläche
  • Begrenzte Stabilität und Qualität

Die Nachverarbeitung der Resin-Bauteile ist mit einem hohen Aufwand verbunden. Sie müssen ggf. mit Isopropopanol gewaschen und in einer UV-Kammer ausgehärtet werden.

Gewisser Aufwand um die Teile zu bearbeiten, da auch zusätzliche Infrastruktur (z.B. Sandstrahler) benötigt wird. Das Material und die Infrastruktur sind tendenziell teurer, was sich demensprechend im Preis wiederspiegelt.

Preis




Chemische Beständigkeit




Oberflächenbeschaffenheit




Stabilität




 

 

Materialien für FDM

Material

Eigenschaften

Lieferzeit

PLA

Polyactid

  • Biokompatibler Kunststoff auf Maisstärkebasis
  • Hohe Steifigkeit und Zugfestigkeit
  • Stabil bis ca. 50°, verformt danach
  • Lebensmittelecht
  • Ausprägungen: Transparent, leuchtend,  gefüllt mit Metall, Holz- oder Carbonfasern, Seidenfarben, Leightweight (z.B. für Modellflugzeuge), PLA tough (etwas resistenter als normales PLA)

5-10 Arbeitstage

ABS

Acrylinitril-Butadien-Styrol

  • gute Detailgenauigkeit
  • sehr hohe Schlag- und Kratzfestigkeit
  • nicht UV-beständig

5-10 Arbeitstage

PETG

Polyethylenerephthalat mit Glycol

  • gute mechanische Eigenschaften
  • Lebensmittelecht
  • UV-beständig
  • hohe Transparenz möglich

5-10 Arbeitstage

ASA

Arclester-Styrol-Acrylitril

  • UV-beständig, geeignet für Ausseneinsatz
  • ähnlich mechanische Eigenschaften wie ABS
  • Chemikalienresistent

5-10 Arbeitstage

TPU

Thermoplastisches Polyurethan

  • Flexibel
  • hohe Abrieb- und Chemikalienbeständigkeit
  • hohe Zähigkeit

5-10 Arbeitstage

TPE

Thermoplastisches Elastomer

  • weicher und flexibler als TPU

5-10 Arbeitstage

Nylon (Polyamid)

  • leicht, korrosionsfest und abriebarm
  • hohe Festigkeit, Steifheit und Schlagzähigkeit
  • kältestabil
  • Beständig gegen Kraftstoffe, Öle, Alkohole, Fette


5-10 Arbeitstage

HIPS

High Impact Polystrene

  • hohe Schlagfestigkeit und gute Zähigkeit
  • wasserbeständig
  • Geeignet für Thermoforming, Leichtbau, Modellbau, Verpackungsndustrie
  • in Limonene Auflösbar, daher geeignet als Supportmaterial für ABS-Drucke

5-10 Arbeitstage

PVA

Polyvinylalkohol

  • wasserlöslich, ungiftig, biokompatibel, biologisch bbbaubar
  • Geeignet als Supportmaterial für PLA-Drucke

5-10 Arbeitstage

BVOH

Butendiol-Vinylalkohol-Copolyme

  • wasserlöslich, Geeignet als Supportmaterial für PLA-Drucke

5-10 Arbeitstage

Polypropylen

  • geringe Dichte, gute chemische Beständigkeit
  • gute Wärmeformbeständigkeit
  • Langlebig
  • gute elektrische Isolation
  • Abriebfest
  • geruchlos, hautverträglich
  • nicht UV-beständig
  • wird spröde bei kalten Temperaturen

5-10 Arbeitstage

Metall (Ultrafuse 316L)

Ultrafuse 316L ist ein Metall-Filament von BASF, das speziell für den 3D-Druck mit herkömmlichen Desktop-Druckern entwickelt wurde. Es ermöglicht die Herstellung von Metallteilen aus Edelstahl 316L in einem dreistufigen Prozess, der FDM-Druck, Entbinden und Sinteren umfasst. Es enthält 90% Edelstahl.

Kostengünstige und einfache Herstellung von Metallteilen, wodurch sich die Gesamtkosten in Grenzen halten.

ca. 1 Monat

Die Lieferfrist ist stark abhängig von der Verfügbarkeit der Ressourcen bei den ausgelagerten Prozessen (Entbinden und Sintern).

PET 

Polyethylenerephthalat

  • Schlagzähig, Chemikalienbeständig, hohe mechansiche Festigkeit
  • Lebensmittelecht

5-10 Arbeitstage

PVB

Polyvinylbutyral

  • Löslich in Isopropylalkohohl (IPA), daher geignet für die Herstellung von Modellen mit glasartiger Oberfläche, z.b. Design, Schmuck, Dekoration
  • Nicht für mechanische Objekte geeignet

10-15 Arbeitstage

 


Resine/Photopolymere


Material

Eigenschaften

Lieferzeit

Standard Resin

Ideal für Ausstellungsobjekte wie visuelle Prototypen, Modelle oder Figuren, da es feine Details und eine glatte Oberfläche liefert.

10-15 Arbeitstage

High Detail Resin

Ideal für Objekte, die ausgestellt werden sollen, wie Prototypen, Modelle oder Figuren. Dank der Kombination aus Material und Druckverfahren können unglaublich feine Details und eine glatte Oberfläche erzielt werden, wobei diese Harzsorte eine besonders hohe Auflösung bietet, die perfekt für Schmuck und Miniaturfiguren geeignet ist.

10-15 Arbeitstage

Tough Resin

Material für Prototypen, die ein höheres Maß an Haltbarkeit und die Fähigkeit, ständigem Gebrauch standzuhalten, erfordern. Dieses Material ist auch in der Lage, feine Details und eine glatte Oberfläche zu liefern.

10-15 Arbeitstage

Flexibles Resin

Flexibles Harz ist für detaillierte Teile geeignet, die auch flexibel sein müssen. Dieses Material hat eine Shore-Härte von 80A für steifere, flexible Teile mit einer Softtouch-Oberfläche. Flexibles Harz kann zur Herstellung ergonomischer Merkmale als Teil größerer Baugruppen verwendet werden.

10-15 Arbeitstage

Elastisches Resin

Dies ist ein silikonähnliches Harz, das sich ideal für detaillierte und flexible Teile eignet. Elastisches Harz ist ein Shore 50A-65A Durometer-Material, das sich für Prototyping-Teile eignet, die normalerweise mit Silikon hergestellt werden. Es ist geeignet für Teile, die sich biegen, dehnen und zusammendrücken lassen und wiederholten Zyklen standhalten, ohne zu reißen.

10-15 Arbeitstage


SLS Materialien


Material

Eigenschaften

Lieferzeit

Nylon PA12 Standard

Erstklassige Teile mit sehr guten Eigenschaften bezüglich Qualität und Stabilität. 

Die Teile eignen sich gut für Prototyping aber nicht für finale Anwendungen.

10-15 Arbeitstage