Ein Überblick über die wichtigsten 3D Druck-Materialien
Seit der Einführung der 3D Druck-Technologie in den frühen 1980-er Jahren steigt die Zahl der 3D druckbaren Materialien kontinuierlich an. Ein Ende dieses Trends ist derzeit noch nicht abzusehen. Umso dringender erscheint es uns, Ihnen an dieser Stelle einen Überblick über die wichtigsten 3D Druck-Materialien zu bieten.
Welche Materialien für welchen 3D Drucker?
3D Druck-Technologien
Zunächst einmal gilt es zu beachten, dass die Antwort auf die Frage, welche Materialien ein 3D Drucker drucken zu allererst von dessen 3D Druck-Technologie abhängt. Ein Überblick über 3D Druck-Materialien lässt sich daher nicht abbilden, ohne einen Überblick über 3D Druck-Technologien.
Selektives Lasersintern
Beim Selektiven Lasersintern (auch SLS-Druck genannt) wird ein in Pulverform vorliegender Ausgangsstoff mittels Laserstrahl lokal verschmolzen. Auf diese Weise formt der Laser das in den 3D Dateien festgelegte Modell Stück für Stück.
Mit dem SLS-Verfahren arbeitende 3D Drucker verwenden in der Regel Polyamid(PA)-Kunststoffe. Beispiele hierfür sind etwa Nylon oder auch Alumide, ein mit einer Aluminium-Legierung versetzter Polyamid-Kunststoff.
Musterstück aus SLS-Druck mit PA.
Fused Deposition Modelling
Beim Fused Deposition Modelling (auch FDM-Druck genannt) schmilzt der 3D Drucker einen in Rollen- oder Stäbchen-Form vorliegenden Kunststoff in seinem Extruder. Durch ein Hotend und dessen Düse (Nozzle) wird dieser verflüssigte Kunststoff nun auf ein (bewegliches oder ruhendes) Druckbett aufgetragen. Dies geschieht in Form der in den 3D Dateien festgelegten Struktur.
FDM 3D Drucker verarbeiten eine ganze Reihe von Kunststoffen. Im industriellen Bereich ist Acrylnitril-Butadien-Styrol (=ABS) am meisten gebräuchlich, daneben Polycarbonat (PC) und ULTEM. Polymilchsäure (=PLA, für englisch Polylactic Acid) ist wegen seiner einfachen Verarbeitung insbesondere im Heimanwender-Bereich verbreitet.
Affe aus ABS, gefertigt im FDM-Verfahren.
Stereolithografie
Die Stereolithografie (auch SLA-Druck genannt) ist das älteste 3D Druck-Verfahren. Dabei trägt man ein flüssiges Photopolymer Schicht für Schicht auf eine Druckplatte auf. Während das Material gemäß der festgelegten Struktur Schicht für Schicht erkaltet wird die Druckplatte Schicht für Schicht nach unten gezogen.
Stereolithografie funktioniert mit Epoxidharzen, zum Beispiel Epoxy. Dabei handelt es sich um chemisch denaturierte Naturharze.
Selektives Laserschmelzen
Das Selektive Laserschmelzen (auch SLM-Druck genannt) ist das klassische 3D Druck-Verfahren für die Verarbeitung von Metall. SLM-Druck funktioniert im Prinzip wie das SLS-Verfahren. Der Unterschied liegt allerdings darin, dass das Material (Metall) hierbei nicht gesintert wird.
Keramik-Druck
In einem speziellen 3D Druck-Verfahren verarbeitet man Keramik. Dabei kommt ein spezielles Keramik-Granulat zum Einsatz, aus dem 3D Drucker das Modell schichtweise aufbaut. Danach glasiert man das gedruckte Modell bei über 1000°C.
Edelmetall-Druck
Für den 3D Druck von Edelmetallen wie Silber oder Gold kommt ein eher indirektes additives Verfahren zum Einsatz. Dabei fertigt der 3D Drucker lediglich ein Wachsmodell des geplanten Werkstücks. Letzteres fertigt man anschließend auf traditionelle Weise (mittels Hochofen).
Weitere Verfahren
Für den 3D Druck diverser Kunststoffe stehen darüber hinaus noch einige weitere additive Verfahren zur Verfügung. Diese wären etwa das ColorJet-Printing (CJP-Druck), das Digital Light Processing (DLP-Druck) oder MultiJet Fusion-Verfahren von HP.
Acrylglas lässt sich zudem im Furan Direct Binding (FDB-Druck) additiv verarbeiten.
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