SLS - Selektives Lasersintern

Unter „Sintern“ wird ein Rapid Prototyping Verfahren verstanden, bei dem die Herstellung von 3D-Modellen mithilfe eines Laserstrahls erfolgt. Das Ausgangsmaterial liegt in einer feinen Pulverschicht vor. Der Laser schmilzt die Pulverpartikel entlang der gewünschten Kontur. Die darüber aufgetragene Pulverschicht kann sich so mit den geschmolzenen Partikeln verbinden. SLS ist sehr gut für komplexe Bauteile geeignet, da keine Stützstruktur entfernt werden muss. Heutzutage werden die meisten Anschauungsprototypen im Automobilbau in diesem Verfahren angeboten. Die Bauteile sind bei uns anthrazit oder weiß und besitzen eine raue Oberfläche.

SLA - Stereolithografie

Stereolithografie wurde bereits in den 80er Jahren entwickelt und ist damit die älteste 3D-Druck-Technik.
Um sehr glatte Oberflächen zu erzeugen sind Stereolithografie 3D-Drucker die beste Wahl. Ein hochpräzises optisches System steuert einen Laser, der flüssiges Kunstharz - sogenanntes Resin - in einem Tank belichtet und aushärtet. Dabei entstehen jeweils 25 Mikrometer dünne Schichten. So nimmt im Kunstharzbecken das 3D-Objekt Gestalt an. Das fertige Bauteil wird an der Arbeitsplattform nach oben aus dem Tank herausgezogen. Zur Erzeugung des UV-Lichtes werden entweder Beamer oder Laser verwendet.
Die erzeugten 3D-Modelle zeigen feinste Details, sind jedoch leider auch sehr viel empfindlicher als z.B. FDM Modelle. Auch sind Kunstharze einer verstärkten Alterung und Verfärbung unterworfen.

FDM - Fused Desposition Modeling

Die sogenannte Fused Deposition Modeling (FDM) verarbeitet Materialien die durch Erhitzen verformbar gemacht werden. Beispiele für diese thermoplastischen Kunststoffe sind z.B. ABS oder PLA. Die verwendeten Kunststofffäden werden auf Spulen geliefert und haben meist ein Dicke von 1,75 bzw. 2,85mm (3mm). Die Kunststofffäden werden durch eine stark erhitzte Düse gepresst, so verflüssigt und dann Schicht für Schicht auf die Druckplatte aufgebracht. Mit dem Erstarren wächst so das gewünschte 3D-Modell in die Höhe. Die mit der FDM Technologie gefertigten Modelle sind belastbar und im Vergleich zu anderen Techniken schnell hergestellt. Heute übliche Schichtdicken bis zu 0,1 Millimeter führen jedoch oft zu einer sichtbaren Riffelung auf der Oberfläche der Objekte. Um feinere Strukturen zu drucken wird daher oft auf die sogenannte SLA-Technologie zurückgegriffen.
Eine weitere Problematik beim 3D-Druck stellen größere Überhänge oder auch flache Vorsprünge dar. Diese müssen während des Druckes abgestützt werden. Diese Stützstrukturen werden dann nach Druck abgebrochen, abgeschliffen etc. Alternativ können 3D-Drucker mit 2 heißen Düsen (Extrudern, Druckköpfen) eingesetzt werden, die Stützstrukturen aus einem wasserlöslichen (PVA) oder auch basisch löslichen Material drucken. Diese lassen sich dann einfach in einem Wasser- oder einem basischen Bad auswaschen.

MJF - Multi Jet Fusion

Multi Jet Fusion ist eine Technologie von HP auf Pulverbasis, die jedoch keine Laser erfordert. Das Pulverbett, in dem die Bauteile gedruckt werden, wird von Anfang an gleichmäßig erhitzt.

Eine wärmeleitende Flüssigkeit wird über die Druckköpfe eingespritzt, wenn Partikel selektiv geschmolzen werden müssen, und eine wärmehemmende Flüssigkeit wird um die Konturen gespritzt, um für scharfe Kanten und eine gute Oberflächenqualität zu sorgen. Während Lampen über die Oberfläche des Pulverbetts bewegt werden, nimmt das eingespritzte Material die Wärme auf und die gleichmäßige Verteilung wird unterstützt.