#001 3D-Druck Verfahren im Überblick: FDM, SLS, MJF, SLA, MSLA, DLP, Carbon DLS, Metalldruck

Torsten: Bei vielen unserer Kunden stelle ich immer wieder fest oder aus den Gesprächen, wir oder die ich mit unseren Kunden habe, dass die meisten den 3D Druck nur mit FDM in Verbindung bringen. Die ganzen anderen Verfahren, die wir so haben, sind vielen einfach unbekannt. Und in dieser ersten Episode möchte ich damit eigentlich eine Basis für alle folgenden Episoden schaffen und mal die verschiedenen Verfahren, die es gibt.

Die meisten davon haben wir auch. mal einmal kurz zusammenstellen, da werde ich nicht tief reingehen, wo die herkommen und so weiter, sondern was sind das für Verfahren, wie funktionieren die, was sind Unterschiede, wofür verwendet man die und was ist eigentlich der Mehrwert der eigenen einzelnen Verfahren. Steigen wir direkt ein. Das erste und bekannteste Verfahren ist mit Sicherheit das FDM-Verfahren.

Das Fuse Deposition Modeling, wie es eigentlich heißt, ist, viele kennen das unter Wurstchenleger oder ähnliches heißt. Ich nenne es immer liebevoll Heißklebepistole, die da elektronisch über Motoren angetrieben über die Bauplattform fährt. Was wir da haben ist im Prinzip eine Schichtschmelzung, so heißt das. Dort vorne ist ähnlich wie beim Spritzguss ein Extruder dran und es wird thermoplastischer Kunststoff in Form von Filament, der auf einer Rolle ist anstatt Granulat, durch einen Extruder gepresst. und tritt vorne an der Düse aus und wird so Schicht für Schicht auf Bauteile aufgelegt und so entstehen dann nachher die fertigen Bauteile.

Der Vorteil ist, durch die chinesischen Maschinen, es heute gibt, der günstigsten Verfahren, die es auf dem Markt gibt und die Materialien, da viele Materialien aus dem Spritzkuss genommen werden, dann in Filament gepresst und zu Filament verarbeitet. sind auch die Materialien mit die günstigsten, die man so am Markt kriegen kann. Der Nachteil von dem Verfahren ist, dass die Bauteile innen eigentlich alle durch ihr Bankwerk hohl sind.

Das bedeutet, dass die Stabilität von den Bauteilen zumindest mal begrenzt ist. Was auf der anderen Seite, würde ich sagen, Vorteil ist, dass man von der Geometrie, also alle Konstrukteure und so weiter, die sich mit CNC und Klötzchenbauweise und runden und eckigen Geometrien zurechtfinden und diese auch designen und konstruieren, kommen mit FDM-Verfahren wunderbar klar. Supportstrukturen, das ist vielleicht auch noch etwas, was hier erwähnenswert wäre.

Supportstrukturen gibt es zwei Möglichkeiten. Also das eine ist, wenn man nur mit einem Extruder fährt, es gibt also einen und mehrfach Extruder bzw. auch Materialwechsler, ist einfach, dass die Standardmaschinen Ausbrech-Supports haben. Das bedeutet, dass in Überhängen, also kurz mal erklärt, Überhänge sind alles wie so eine Brücke. Man muss von dem einen zum anderen Punkt und eine Brücke hat ja auch irgendwo Stützpfeiler in der Mitte.

Je nach Distanz, je nach Auslegung der Brücke oder ein Bogen oder ähnliches und so ähnlich ist das bei dieser schichtweisen, bei dem schichtweisen Aufbau im 3D Druck auch. Man braucht für gewisse Überhänge Stützstrukturen. Bei einer Brücke würde man sagen Brückenpfeiler und diese müssen natürlich nachher, weil die eigentlich zu dem fertigen Bauteil nicht zugehören, müssen nachher entfernt werden.

Und die Oberflächen, die unterhalb dieser Support-Strukturen sind, bei dem Ausbrichsupport, also den, den man mitdruckt aus dem gleichen Material und danach er abbricht, der sorgt dafür, dass die Oberflächen in dem Bereich in der Regel schlechter sind. Da gibt es die zweite Möglichkeit, wasserlöslichen Support, der sich zumindest mal mit Wasser in Verbindung mit leichten Lösemitteln, da baut man tatsächlich die Struktur unten sehr präzise auf und der Layer des Teils ist dann einfach ein anderer Werkstoff wieder und nachher im Wasser löst sich dieser Support auf.

Das ist eigentlich dann der einzige Vorteil, ist aufwendig, also man muss das Wasser mit einem gewissen Lösemittel anmischen, dann wird dieser Support aufgelöst, teilweise noch mit Hochdruck und ähnlichem, aber das ist eigentlich was, wo man noch relativ gute Oberflächen im Bereich der Supportstrukturen erhält. Ansonsten günstiges Verfahren. Schichtanbindung ist ein Problem bei manchen Verfahren.

Wir haben auch nur dünne Wände, weil wir in der Mitte hohl sind. Und diese dünnen Wände, wenn die die Schichtanbindung nicht besonders haben, die kann man relativ leicht, je nach Material, auch brechen. Das heißt, immer wenn die seitlich in den Schichten Kräfte verlaufen, die gegen die Schichthaftung arbeitet, versagen diese Bauteile auch relativ schnell. Aber für einfache Prototypen und für einen günstigen 3D-Druck, für einfache Bauteile ohne hohe Ansprüche, kleine Distanzklötzchen, Montagevorrichtungen und ähnliches ist FDM-Druck ein wunderbares Verfahren.

Dem entgegen ist so das, was eigentlich die meisten dann so als nächsten Step nehmen, ist das SLS-Verfahren. Also weg von einem Filament, auch noch im thermoplastischen Bereich. Also wir arbeiten immer noch mit Thermoplasten, aber nicht mehr filamentbasiert, sondern pulverbasiert. Und diese Pulver sind eigentlich Mikro… feine Pulver, im Bereich 15 bis 65 µ, vielleicht noch bisschen größer, in dem Bereich sind die Pulverkörnchen.

Und die werden in einem Bauzylinder mit einem Schwert aufgerakelt und dann mit einem Laser bearbeitet. Und dort, wo der Laser die Oberfläche berührt und genug Energie hat, da schmilzt das Pulver auf, verschmilzt miteinander, geht eine Verbindung ein und der Rest des Pulvers bleibt lose. Das ganze passiert unter Temperatur. bedeutet, die Maschine wird vorgeheizt bis so circa 15 Grad vor dem Schmelzpunkt des Materials.

Somit bleibt das Pulver pulverförmig und der Laser bearbeitet eigentlich die letzten 20, 25 Grad, dass das Material wirklich kurz vorm Schmelzen ist. Und so wird das Bauteil nach und nach aufgebaut. Der Vorteil gegenüber allen anderen Verfahren ist, es ist supportfrei. Wir haben keine Support-Strukturen. Das heißt, die Unterseite der Oberfläche und die Oberseite der Oberfläche, das ist ansatzweise beinahe identisch.

Und wir können wirklich Hohlräume bilden und wirklich fantastische Geometrien entwerfen, die dort druckbar werden. In vielen anderen Verfahren ist dann vielleicht eher das Problem, dass innenliegende Strukturen oder so mit Support eigentlich benötigen. der aber dann dort nicht entfernt werden kann zum Beispiel. Wir haben im FDM vielleicht noch zu erwähnen viele, Materialien. Es bleibt allerdings eher so im niedrigen Materialanforderungsbereich Standard PLA, PETG und so weiter.

Dann gibt es noch ein paar faserverstärkte Materialien. Man muss aber immer schauen, wo ist das sinnvoll und macht das Sinn, weil diese faserverstärkten Bauteile haben vielleicht eine hohe Zugfestigkeit. Aber auch in der Layerhaftung sind die dadurch, dass sich die Fasern in den Layern legen, hat man in die Z-Richtung, also in die Aufwärtsrichtung, selten gute Schichtanbindungen und die mechanischen Werte gehen sofort zu nahegeben.

SLS ähnlich. Es gibt Standards PA1211, das sind so Standards TPU. Dann gibt es das ein oder andere Hochtemperaturmaterial noch und dann gibt es halt ein paar faserverstärkte Materialien. Auch da die Zugfestigkeit kann gesteigert werden. Ist aber vorwiegend SLS muss man ganz klar sagen für Serien. Warum? Das Ganze kann man einfach hoch skalieren, weil wir übereinander bauen können, nebeneinander.

Da kann der Bauraum wirklich wie so ein Sandkasten voll gepackt werden mit Förmchen. Und das Ganze ist für große Mengen sehr, sehr wirtschaftlich. Demgegenüber gibt es noch das MJF-Verfahren. Also es ist Der Prozess ist anders, aber es sind auch Pulver, genauso wie im SLS. Diese Pulver werden anders wie im SLS nicht mit einem Laser erschmolzen, sondern es kommt ein Binder, also einen Agent nennen die das bei HP.

Also das Verfahren ist ursprünglich mal von HP patentiert, entwickelt, wie auch immer, ist auf jeden Fall der Marktführer. Es gibt jetzt auch von Stratasys ein ähnliches Verfahren. Aber im Prinzip funktioniert das. wird eine Tinte über so ein Papierdrucker verfahren. Also so wie bunte Tinte auf einem Blatt Papier gedruckt wird, so wird in dieses Pulver ein Temperatur aufnehmendes Material gespritzt sozusagen über die Tintendrucker.

Und dieser zieht in das Material ein. und dann fährt direkt dahinter eine Infrarotlampe. Diese Infrarotlampe sorgt dann dafür, dass das Material erschmolzen wird. Jetzt muss ich mal eben was trinken. Auch im MJF-Verfahren ist kein Support notwendig. Der Bauraum gegenüber SLS-Verfahren ist jedoch begrenzt. Also SLS-Verfahren können oftmals größere Bauräume realisieren, also größere Teile. Und die Materialauswahl im SLS ist meistens größer, weil man im MJF dann doch meistens HP generierte Materialien bzw. auch von den Prozessparametern nicht so offen ist, dass man dort alles generieren kann oder auch jedes Material dort verarbeiten kann.

Dann haben wir das älteste Verfahren, das Stereolithographieverfahren. Stereolithographie ist ähnlich wie ein SLS mit einem Laser basiert, ist aber UV. Also das Material reagiert auf UV-Licht. Das ist also ein Becken, muss man sich vorstellen, wie eine Badewanne. In diese Badewanne kommt eine Plattform, die über einen Aufzug in der Badewanne auf- und abfahren kann. Und es beginnt mit dieser Plattform ganz oben auf dem Nulllevel sozusagen, auf der Oberflächenspannung.

Und der Laser fängt an dort die Teile abzuzeichnen. Ich sage immer, das nennt sich dann im 3D-Druck Hatch und Kontur. Im Prinzip muss man sich den Prozess eines Layers so vorstellen, als wenn ich ein Bild ausmale. Also ich male ein Bild, die äußeren Konturen und danach nehme ich mit einem zum Beispiel einem Bleistift und male innen drin das Bild aus. Das mache ich dann in der Regel so, dass ich mit der Hand von rechts nach links immer wieder hin und her wische, bis dann das Bild sozusagen diese Kontur mit Bleistift ausgemalt wurde.

So ähnlich muss man sich diesen ganzen Laser-Prozess im 3D-Druck vorstellen. Und wenn das Bild fertig ist, wird einfach die Plattform abgesenkt, dann wird so ein Re-Code-Prozess, der ist auch bei fast jedem Verfahren so, wird neues Material über diese Ebene geschoben. Das ist so, als wenn ich jetzt ein Blatt Papier nehme und dann ein neues weißes Blatt Papier über das alte Blatt Papier lege. und dann wieder anfange, die nächste Kontur zu zeichnen und das Bild wieder auszumalen.

3D-Druck ist einfach der Unterschied in dem Prozess, dass alles, was auf dem Papier weiß bleibt, also nicht gemalt wird, entweder pulverförmig bleibt oder flüssig bleibt oder wie auch immer und einfach nach dem Prozess, wenn ich das Bauteil aus dem Prozess entnehme, sozusagen automatisiert verschwindet. So will ich das mal formulieren. SLA ist der älteste Prozess. Patente kommen zum Jahr 86, die ersten industriellen Maschinen von 1991.

Also es schon wirklich ein altes Verfahren. Ist heute für große, vor allem für große Modelle mit guten Oberflächen, weil der Support, den man braucht, sehr, sehr fein und sehr, sehr dünn ist, weil wir in das Becken eintauchen und die Dichte mehr oder weniger wie so ein Boot, das Bauteil dort schwimmt mit ähnlicher Dichte. und dort halt kaum Support benötigt wird. ist schon eher dieses runterziehen.

Dafür wird schon eher Support benötigt. Das bedeutet, dass die Oberflächen an den Teilen sehr gut werden. Der zweite Vorteil von einer Styrolidographie ist, Maßhaltigkeit ist sehr gut. Und der dritte Vorteil, dass man die Oberflächen sehr gut bearbeiten kann. Früher hat man dieses Verfahren verwendet, vor allem für Modelle. Früher hat man ja Fotos auf Homepages oder sowas, hat man ja Fotos gemacht, ⁓ die neuen Produkte darzustellen, die vielleicht noch gar nicht auf dem Markt waren, diese zu präsentieren, bevor sie einfach fertig waren.

Und da lässt sich einfach auf diesen SLA Modellen wunderbar die Oberfläche verschleifen, lackieren und so weiter. Das heißt, man kann da sehr hochwertig optisch sehr hochwertige Modelle raus erstellen. Der Nachteil ist dass sie sehr UV sensibel sind und auch sehr stark nachaltern und sehr spröde sind. Das heißt, die mechanischen Eigenschaften von den Materialien im SLA sind nicht besonders gut.

Demgegenüber, kommen wir zum nächsten Verfahren, sind dann die MSLA, also die Maßsterolithographieteile. Weil es der Unterschied. Es sind immer noch UV-basierend oder UV-härtende Materialien, also flüssige Harze. Wir drehen aber den Prozess jetzt einmal ⁓ Und anstatt einem Laser haben wir jetzt ein Monitor. Man muss sich vorstellen, das ist ein schwarz-weiß Monitor. Und das Bild, was jetzt gemalt wird, ist nicht über Laser erzeugt, sondern der Monitor hat helle Bereiche und dunkle.

Also die Pixel machen auf und zu. Und dort, wo die Pixel hell sind, weiß, dort wird das Material hart. Und dort, wo es dunkel, schwarz bleibt, bleibt es flüssig. Ansonsten ist das Gleiche. Es sind UV-sensible Photopolymere, die jetzt Schicht für Schicht gedruckt werden. Dabei wird jedoch das Bauteil nach oben aus der Plattform herausgezogen. Was ist eigentlich so dieser Vorteil und was der Nachteil?

Der Vorteil ist, man kann in diesen Becken, wo das Material drin ist, kann man sehr schnell Materialwechsel durchführen. Das bedeutet eine Maschine kann tatsächlich für viele Materialien ähnlich wie im FDM, da ist das auch gut möglich. Ich wechsle das Filament und kann auf dem gleichen Drucker neues Material fahren. Im MSLA ist das ähnlich. Das Becken muss ich immer noch rausnehmen, eventuell sauber machen, reinigen, aber den Materialwechsel ist dort relativ gut machbar.

Das zweite ist, dass dieses Verfahren gut skaliert bei großen Mengen. Wenn die Plattform, also wenn ich einen Teil drucke, dadurch dass ich dem Monitor, also das Bild, ja alles gleichzeitig belichte, anders wie beim Laser, da fange ich an die Kontur zu zeichnen mit einem Stift, muss man sich vorstellen, dass ein Monitor eher wie ein Stempel reagiert. Also ich habe das Bild, anstatt dass ich mit dem Stift das ausmale, so wie der Laser fährt, fange ich jetzt an, jedes Blatt mit einem Stempel, bumm, drauf und dann ist das Bild schon da.

Und das zwar auf der gesamten Seite. das heißt, dieser Prozess pro Schicht ist deutlich schneller. Der zweite Vorteil vom MSLA ist, dass die Materialien einfach besser sind. Dadurch, dass ich mehr Materialien habe, in den letzten Jahren dort auch sehr viel passiert und entwickelt worden. Und diese Materialien, ist für mich auch im Bereich, der im Serienbereich aus meiner Sicht eine gute Zukunft hat.

Es wurde jahrelang darüber gemeckert, dass die Materialien nicht UV-stabil sind oder dass sie zu leicht brechen. Und genau da hat in den letzten oder in den letzten paar Jahren die Entwicklung stark zugelegt. Die Materialien gibt es jetzt teilweise mit Eigenschaften, die kann ich mit einem Ball erzeugen und den vor die Wand schmeißen, die brechen nicht mehr. Wir haben hoch technische Teile mit zum Beispiel eine UL94V0-Flammlöschende Eigenschaft. haben teilweise Materialien mit Yellowcard, Bluecard und so weiter.

Wir haben sehr viele Varianten an Materialien, transparent, schwarz, also wo wir auch andere wirklich Eigenschaften darstellen können, die in der Serie erwartet werden. Und der zweite Vorteil ist, dass wir bei diesem MSLA sehr gute und glatte Oberflächen erzeugen. Und je besser im Prinzip die Auflösung ist von diesen Pixeln, also es ist ja so wie ein Monitor oder ein Fernseher. Früher hatten wir, ich weiß gar nicht mehr, genau die Auflösung 480 x 360, glaube ich.

Das waren so die ganz alten Monitore von diesen ganzen Commodore-Zeiten und ähnliches. Und heute haben wir 4K, UHD und weiß was ich mit wie viel Pixeln Auflösung. Also das Fernsehbild hat sich ja auch in der Zeit gewandelt und genauso ist es im 3D-Druck auch. Je besser die Monitore, also diese LCD-Bildschirme werden, je genauer und je feiner werden die Konturen. Und wir sind teilweise schon so weit, dass die Pixel bei den neuen ganz neuen Generationen Maschinen, dass wir im Bereich Pixel sind, von 16 bis 24 µ.

Also das ist schon eine sehr, sehr hochauflösende Kiste und da geht meiner Meinung nach auch die Zukunft hin, wenn es wirklich ⁓ feinste Oberflächen, ⁓ feinste Konturen geht, sehr guten visuellen Eigenschaften der Teile, wo die man dann kaum irgendwie vom Spritzguss oder ähnliches unterscheiden kann. Das zum MSLA. Da eine Erweiterung zu ist das DLP. Also DLP funktioniert genauso, nur dass wir jetzt kein Monitor unter dem Material haben. sondern ein Beamer. ist also der gleiche Effekt.

Es wird am Ende ein Bild von unten gegen ein Material projiziert. Allerdings so wie ich einen Beamer bei der WM-Weltmeisterschaft, die ich auch immer an die Wand projiziere, so mache ich das einfach von unten. Also ich gucke da nicht mehr am Monitor oder am Fernseher, sondern über einen Beamer und eine Leinwand. Gleiche Prozess, gleiche Vorteile, gleiche Nachteile ist einfach nur eine andere… Lösung der Bildgenerierung.

Was es noch besonders gibt, das ist dann jetzt das Carbon DLS. Das auch ein Verfahren, was wir auch selber anbieten. Das ist speziell, es ist ein Beamer basiert. Man könnte sagen, es ist ein DLP-Verfahren. Hat aber zwei Besonderheiten, nämlich ein Patent, das an der Fensterscheibe sozusagen, also die Trennung, unten ist der Beamer drin. Dann kommt die Fensterscheibe, so nenne ich es mal vereinfacht, und obendrauf wird das Material gelegt.

Und diese Glasscheibe hat jetzt noch da drüber eine Membran, und dazwischen wird Sauerstoff reingepumpt. Und dieser Sauerstoff sorgt für eine Verzögerung in der Vernetzung. Muss man jetzt erstmal nicht verstehen. Das Wichtige, man mitnehmen muss, durch diese Verzögerung haben wir keinen Schichtaufbau. Das Carbon-DLS-Verfahren ist das einzige auf der Welt, was ich aktuell kenne. was isotrofe Eigenschaften hat, also homogene Materialeigenschaften, da ist zwischen der x, y und z-Koordinate kein Unterschied.

Das ist der Faktor Nummer eins. Das heißt, wir ziehen auch diese Aufwärtsbewegung, entsteht beim Carbon-DLS-Verfahren auch konstant. Es gibt also keine reine Schichtauflösung. sondern eine konstante Bewegung. Das zweite ist, dass im Carbon DLS-Verfahren zwei komponentige Materialien verarbeitet werden. Alle anderen Verfahren bearbeiten ein-komponentig. Der Vorteil bei zwei Komponenten ist, dass wir andere mechanische Eigenschaften erreichen können.

Gerade so im gummi-elastischen Bereich verarbeiten wir dort Polyurethane. Also da können wir direkt Polyurethane verarbeiten und drucken. Der zweite Unterschied ist, dass wir Diese UV, also UV-Photopolymer, ist immer noch da drin, es ist eine zweite Polymerkette drin, nämlich über die zwei Komponenten, die dann auf einer Epoxy oder einer Polyurethanbasis basieren. Und die werden in einem Ofen nachvernetzt.

Und diese Nachvernetzung sorgt für langkettige Polymerketten. Also es gibt eine andere, nicht nur eine UV-lichtbasierende Verkettung des Materials. Also Verkettung bedeutet, von flüssig nach fest brauchen wir ja Polymerketten, die sich ineinander verkrallen und bilden. Kurzkettige sind eher spröde und langkettig ist eher elastisch. Man kann jetzt über diesen zweikomponentigen Prozess langkettige Polymerketten bilden und dadurch erreichen wir mit diesen Materialien völlig andere Materialeigenschaften wie mit den normalen 1K Resinen.

Und das ist eigentlich was besonderes und gerade für den Serienbereich, auch wie die Maschine aufgebaut ist, ist es mit einer sehr hohen und konstanten Reproduzierbarkeit, die da mitkommt. Als letztes anderes Verfahren, wo ich heute drauf eingehen möchte, ist das SLM, LPBF und wie die alle noch heißen. Das ist halt der metallbasierte Druck. Also wir waren jetzt alles, was ich vorher erklärt habe, war der Kunststoff verarbeitende Druck.

Hartz, angefangen Filament, FDM über die Pulver SLS, MJF, dann über die Resin-Hartz Varianten SLA, MSLA, also Laser plus Monitor plus DLP, DLS, Beamer basiert. Alles waren Kunststoffe in den verschiedensten Kunststoffkategorien, die es am Markt gibt. Ist SLM, LPBF und wie das alles heißt, gibt es ein paar andere. je nach Firma, nach dem welcher Hersteller, haben da noch ein andere Namen, ist der Metalldruck.

Der Metalldruck muss man sich vorstellen, da gibt es auch mehrere Verfahren, aber jetzt erstmal in diesem pulverbasierten Verfahren bleibend, kann man sich vorstellen, es ist eine SLS-Maschine im Grundsatz. Also wir haben Pulver, haben Rakel, das Material aufzieht, Schicht für Schicht. Wir haben einen Zylinder, den der nach unten fährt und dann jedes Mal eine Schicht Material oben drauf gelegt wird.

Und wir haben einen Laser, der wieder an das Bild, der mit einem Stift Kontur und innen drin den Hatch ausmalt, ist das im Prinzip wie ein Pulver Auftragsschweißen. Natürlich dadurch, dass wir da Metalle haben und auch Aluminium oder Titan zum Beispiel sehr reaktiv mit Sauerstoff sind, wieder andere Bedingungen, andere Sauerstoffbedingungen und andere Temperaturen und Ähnliches. Aber im Prinzip ähneln diese Verfahren dem normalen mechanischen Anteil, den man dort hat.

Also es gibt die gleichen Bauzylinder, gibt Rakel, es gibt Laser. Das ähnelt schon sehr stark. Der Metalldruck ist mit Sicherheit was, immer noch nicht im Markt überall verfügbar ist und viele immer noch nicht kennen. Also ich bekomme am Telefon, wir machen ja 3D-Druckdienstleistung, ich denke das ist für alle, die mich kennen, bekannt, am Telefon, wie oft ich die Anf-, oder die Antwort noch bekomme, ach man kann 3D-, oder Metall in 3D drucken.

Das ist also so, das wissen viele noch immer nicht. Ich sage ja. Wir können Aluminium Wir können Werkzeugstahl, können Edelstahl, können Titan, gibt ein paar andere Legierungen und so, aber prinzipiell ja, wir können es drucken. Und das ist dann doch was, was viele verwundert. Deswegen möchte ich einfach in dieser ersten Folge diese Verfahren einfach nochmal ergänzen und nochmal die Möglichkeiten dazu aufzeigen, ja, man kann Metall drucken. also kommen wir zurück.

Das Pulver Auftragschweißen. Im Prinzip auch das ist jetzt nichts Neues. Viele fragen, kann man mit dem Material, also mit dem gedruckten Stahl, kann man damit alles tun, was man mit normalem Stahl könnte? Ja, kann man. Man kann es fräsen, kann es schweißen. Warum auch nicht. Also oft oft eine Frage ist, kann man schweißen? Ja, kann man, weil wir machen im Prozess nichts anderes. Ist es haltbar und stabil?

Ja, vergleichbar mit gegossenen Material. Ist es porenfrei? Ja, zu einer hohen Quote je nach Material. irgendwo im Bereich 97, 98 Prozent oder höher, je nach Parameter, was man gewählt hat, Schichthöhe und so weiter. Also da gibt es verschiedene Möglichkeiten, je nachdem, schnell ein Druck sein soll oder oder. Porenfrei sind wir im Gussbereich ja auch eigentlich nie. Es gibt immer das Risiko zu Porenbildung.

Also wir sind auch da nicht 100 Prozent, aber zu einer sehr hohen Dichterate und oftmals auch sogar höher wie im reinen Guss. Der Nachteil vom Metall-3D-Druck ist, dass man sich unheimlich damit beschäftigen muss, was Überhänge oder Geometrie angeht. Anders wie bei allen anderen Verfahren kann man natürlich Kunststoff gut von Hand schleifen. reicht ein Stück Schleifpapier, bisschen Fingerfertigkeit und man kann Supports wegschleifen und so weiter.

Wenn man nachher im Stahlbereich ist, Und die Supports, also diese Stützstruktur, hatten wir am Anfang erklärt, wie bei einer Brücke diese Brückenpfeiler, die man braucht, ⁓ von einer Seite zu anderen zu kommen. Bei Metall, durch die flüssige Schmelze, die wir erzeugen, müssen diese Supportstrukturen sehr eng sein. Im Kunststoffbereich kann man teilweise Supports zwei, drei Millimeter Abstand setzen.

Im Metall geht das nicht. Das heißt, diese Supports sind sehr eng, sehr viel. Wenn man dann zum Beispiel an einen Werkzeugstahl denkt, der zwar noch nicht seine Endhärte hat, aber immer noch eine erhöhte Festigkeit, müssen die ja nachher entfernt werden. Und da verstehen dann viele auch schon, wer sich mal irgendwie in einer Lehre an einem Stück Baustahl mit einer Feile gehangen hat oder mit der Bohrmaschine oder mit einer Fräse nur an einem Stück Baustahl weiß schon, wie aufwendig so was sein kann.

Und dann kann es auch sein, dass wir an Bereiche gar nicht so richtig drangekommen. Es wird halt unheimlich wichtig, gerade im metallischen 3D-Druck, egal ob Aluminium, Werkzeugstahl, Edelstahl, dass man sich mehr Gedanken darüber macht, was ist meine Supportstruktur, wo sind meine Überhangbereiche und und und. Das heißt, das sind jetzt einmal so im Schnelldurchgang ein paar Verfahren. Vielleicht noch mal so als Fazit noch mal, weil ich jetzt vielleicht auch relativ schnell da durchgegangen bin, möchte aber natürlich auf der einen Seite nicht nicht langweilen.

Auf der anderen Seite will ich es nicht zu tief machen. hatten FDM. Wir haben dort die Filamente mit Thermoplasten. Sind dort relativ preisgünstig. Haben dann halt hier und da hohle Teile. Ja, genau. Und Support und so. Geometrie ist da noch nicht so, dass man so viel im 3D-Druck designen, also design for additive manufacturing. berücksichtigen muss. Man kann da schon ganz gut arbeiten mit den Standard-GC und C-Geometrien.

Dann hatten wir das SLS-Verfahren, pulverbasiert mit Laser. Wir haben verschiedene Thermoplaste dort, keine Stützstrukturen. Also diese pulverbasierten Kunststoffverfahren sind die einzigen, die keine Stützstrukturen haben. Sind dort voll dicht. Da gibt es keine Hohlräume, man kann sie rein konstruieren, jetzt erst mal vom Grundsatz her ist es nicht vorgesehen, dass der Drucker von sich aus irgendwie Hohlräume generiert, sondern wenn ich da 10 mm mal 10 mm drucke, dann ist das auch komplett dicht und ohne Hohlraum.

Wir sind dort in der Lage, anspruchsvolle Geometrien zu drucken, ohne ohne Nacharbeit, ohne sonstiges. Es gibt natürlich wie in jedem Verfahren Design-Einschränkungen, aber da will ich jetzt noch gar nicht drauf eingehen. Es ist eins der einfachsten geometrisch Verfahren, wo wir wirklich komplexeste Strukturen ohne Probleme machen können. Dann hatten wir MJF vergleichbar mit SLS, aber mit einer anderen Art und Weise. hatten wir die, ich nenne sie immer den Tintenstrahldrucker, der Delayer mit einem gewissen Binder oder Detailing Engine usw. mit einem infrarotsensitiven Material bedrucken, was dann über die UV-Lampe erhitzt wird und erschmolzen.

Dann haben wir die Styrolidographie, älteste Verfahren, älteste 3D-Druckverfahren, sehr spröde Materialien, aber unheimlich gute Oberflächen. recht langsames Verfahren, aber einfach für alles, was Modellbau ist, extrem gut. Dann hatten wir darauf aufbauend MSLA, also das mit dem Monitor basierend, wo wir sehr große Auswahl auch an Materialien haben, Eigenschaften einstellen können und und und.

Also für mich eins der Verfahren, auch der der Zukunft ist ein bisschen Chemie-Pamperei, muss man auch fairerweise sagen, aber ist für gute Oberflächen und Eigenschaften der Teile einfach ein sehr gutes Verfahren. DLP das gleiche nun mit einer anderen Lichtquelle, also statt dem Monitor LCD Bildschirm haben wir dort ein Beamer. Dann haben wir das Carven DLS auf dem Beamer basierten Technologie basiert mit dem Sauerstofflayer, der diese Schichten verzögert.

Das einzige 3D-Druckverfahren, was keine keine Schichten bildet, sondern konstanten 3D-Druck, also von unten nach oben, konstanten 3D-Druck, 2K-Resine, also zweikomponentlich mit einem thermischen Nachvernetzen, was andere Eigenschaften liefert, wie die Standard-1K-Resine. Und wir hatten das pulverbasierte Metalldruckverfahren, bei dem wir Aluminiumstahl, Werkzeugstahl und ähnliches drucken können. ein bisschen mehr Anspruch an das Design, was in Überhänge wie Support muss entfernt werden und solche Dinge, aber kann genauso bearbeitet werden wie ein Stück Stahl, wie ein Stück Alu.

Es können halt die ganzen Sachen mit gemacht werden. Wir sind ein bisschen mit der Materialauswahl eingeschränkt, aber ansonsten ein für den metallischen Bereich ein sehr gutes Verfahren. Es gibt auch noch weitere, aber das sind in den meisten Fällen eher unbedeutendere Verfahren. Ja, das war’s so für die erste Folge. Ich hoffe, dass das eine gute Übersicht liefert und so ein Grundverständnis ist es natürlich, ich hoffe, ich das so gut erklären konnte im Podcast, dass man visuell, gedanklich folgen kann, ohne Bilder zu sehen.

Wer da noch mal tiefer Fragen hat, kann mich, wie gesagt, auch direkt auf LinkedIn und ähnliches mal ansprechen. Wenn es hier in Nähe ist im Raum Attendorn, Nordrhein-Westfalen, Sauerland oder so, herzlich eingeladen auch mal bei mir hier vor Ort vorbei zu schauen und sich das einfach live mal anzugucken. ja, sonst haben wir weitere Informationen natürlich auch zu den Verfahren, weitere Erklärungen bei uns auf der Homepage einfach prototec.de, also prototec.de, Ende mit C.

Gerne eingeladen, sich das dort auch mal anzuschauen oder am Ende. ruft mich einfach an. Meine Telefonnummer ist auf der Homepage bei uns. Ruft an, stellt eure Fragen. Ich beantworte diese gerne, weil das ist ja nun mal der Sinn. Es geht ja darum, ⁓ 3D-Druckwissen, ⁓ Wissen weiterzugeben, damit ihr auch für die Zukunft davon profitiert und den 3D-Druck mehr nutzen könnt. Aus der Sicht, ich hoffe es hat gefallen und ja, so sehen wir uns oder hören wir uns hoffentlich in der nächsten Folge.