Ein umfassender Leitfaden für 3D-Druck-Technologien

Der 3D-Druck revolutioniert unser Leben, so wie einst Automobile den Verkehr veränderten und das Internet die Informationsverbreitung neu gestaltete. Sind Sie bereit, diesen Wandel anzunehmen und die 3D-Drucktechnologie jetzt zu verstehen?

Was ist 3D-Druck?

Lassen Sie uns zunächst verstehen, was 3D-Druck ist.

Sie können 3D-Druck mit dem Backen eines Kuchens vergleichen. Sie mischen alle Zutaten zusammen und legen sie auf ein Backblech. Sobald das Material erstarrt ist, haben Sie einen Kuchen. Ähnlich bildet der 3D-Druck ein festes Objekt, indem Material Schicht für Schicht hinzugefügt wird.

Der 3D-Druck, auch Additive Manufacturing genannt, verwendet digitale Modelldateien und einen Drucker, um Schichten aus speziellen Materialien wie Kunststoff oder pulverisiertem Metall zu stapeln und komplexe Formen direkt zu konstruieren. Das Spektrum der Materialien, die für den 3D-Druck verwendet werden, ist groß, von Kunststoff, Keramik, Metallen bis hin zu biologischen Geweben, die eine Vielzahl von Anforderungen erfüllen.

Welche Arten von 3D-Druck Technologien gibt es?

Welche Arten von 3D-Druck-Technologien gibt es also?

Es gibt zahlreiche Arten von 3D-Drucktechnologien, die je nach Materialart und Prozess kategorisiert werden können. Dazu gehören Extrusions-, Harz-, Pulver- und Jetting-3D-Druck wie folgt:

1. Extrusionsbasierter 3D-Druck

Diese Verfahren verwenden ein Material (in der Regel thermoplastisches Filament), das erhitzt und durch eine Düse extrudiert wird. Das Material härtet beim Abkühlen aus und bildet ein 3D-Objekt. Am typischsten davon ist der FDM-Druck (Fused Deposition Modeling).

● Fused Deposition Modeling (FDM): Dies ist eine der häufigsten 3D-Drucktechnologien. Es extrudiert thermoplastisches Filament, erwärmt es bis zum Schmelzpunkt und extrudiert es Schicht für Schicht zu einem dreidimensionalen Objekt. Die beliebten Online-Videos von 3D-gedruckten Häusern nutzen FDM-Technologie. Diese Technologie wird häufig für die Prototypenfertigung, Teileproduktion und Konsumgüterproduktion verwendet. LEGO zum Beispiel verwendet FDM, um Prototypen von neuen Steinen zu erstellen.

Derzeit ist die FDM 3D-Drucktechnologie ziemlich ausgereift, und die Präzision und Druckgeschwindigkeit der entsprechenden FDM-Drucker verbessern sich kontinuierlich. Der HPRT F210 High Precision FDM 3D Drucker ist ein Paradebeispiel dafür.

Dieser 3D-Drucker verfügt über einen Ganzmetall-integrierten Körper und verwendet eine V-förmige Riemenscheibe für eine reibungslose und stabile Bewegung, geringe Geräuschentwicklung und Verschleißfestigkeit, was eine lange Lebensdauer gewährleistet. Seine Heizplatte verwendet eine hochwertige Gitterglasplattform mit starker Haftung, die ein Verformen des gedruckten Modells verhindert und eine schnelle manuelle Modellentfernung ermöglicht.

Der F210 3D-Drucker verfügt über ein intelligentes Schutzsystem, das die Fortsetzung des Abschaltens unterstützt, Sorgen über unerwartete Stromausfälle während des Druckprozesses beseitigt und Zeit, Materialien und Seelenfrieden spart. Es verfügt auch über einen UI-Bildschirm mit einem benutzerfreundlichen interaktiven Design, das die Bedieneinstellungen vereinfacht und den Druckfortschritt auf einen Blick klar macht, sodass Anfänger schnell loslegen können.

Der HPRT F210 3D-Drucker ist mit einer Vielzahl von Filamenten wie PLA, TEPG und TPU kompatibel. Mit einer hohen Druckpräzision von bis zu ±0,2mm bietet dieser Drucker außergewöhnliche Qualität zu einem günstigen Preis. Als Hobby-3D-Drucker ist es perfekt für die Erstellung personalisierter Handwerke. Es gibt zahlreiche 3D-Druckermodelle online zum kostenlosen Download, folgen Sie einfach der Bedienungsanleitung, um das Modell in Ihren Computer zu importieren, und der F210 3D-Drucker kann die Arbeit Ihrer Fantasie drucken.

2. Resin 3D-Druck

Diese Drucktechnologien verwenden hauptsächlich lichtempfindliches Harz als Material. Wenn das lichtempfindliche Harz einer bestimmten Art von Licht (normalerweise ultraviolettem Licht) ausgesetzt wird, wird es einer Härtungsreaktion unterzogen. Auf diese Weise kann das Harz Schicht für Schicht gestapelt und verfestigt werden, um feste Elemente herzustellen. Häufige Arten sind Stereolithographie (SLA) und Liquid Crystal Display (LCD) 3D-Drucktechnologien.

● Stereolithographie (SLA): SLA ist die früheste 3D-Drucktechnologie. Es nutzt hauptsächlich die Eigenschaft des flüssigen lichtempfindlichen Harzes, um sich unter der Bestrahlung eines ultravioletten Laserstrahls schnell zu verfestigen. Unter Computersteuerung scannt der Laserstrahl die Flüssigkeitsoberfläche, wodurch der gescannte Bereich des Harzes erstarrt und eine dünne Harzschicht bildet. Durch Wiederholung dieses Prozesses wird das gesamte Produkt gebildet.

SLA-Technologie wird hauptsächlich verwendet, um verschiedene Formen und Modelle herzustellen. Es kann auch für Präzisionsguss verwendet werden, indem andere Komponenten zu den Rohstoffen hinzugefügt werden. Das Werkstück nach dem Druck benötigt Nachbearbeitung, wie starke Lichtstrahlung, Galvanisierung, Lackierung oder Färbung, um das Endprodukt zu erhalten. SLA-Druckprodukte haben eine hohe Präzision und gute Oberflächenbehandlungseffekte, wodurch sie sehr geeignet sind, feine Modelle wie Dentalmodelle und Schmuck herzustellen.

● Flüssigkristallanzeige (LCD) 3D-Druck: Dies ist eine aufstrebende 3D-Drucktechnologie. Es verwendet eine Flüssigkristallplatte als Lichtquelle. Durch die Steuerung der Pixelschalter auf der Flüssigkristallplatte wird das Licht der UV-Lichtquelle in einer voreingestellten Form auf das lichtempfindliche Harz projiziert, wodurch es erstarrt und ein Modell bildet. LCD-3D-Drucktechnologie ist beliebt für seine hohe Effizienz und niedrige Kosten und ist weit verbreitet in Branchen wie Zahnmedizin, Schmuck und Spielzeugherstellung.

3. Pulver 3D-Druck

Diese Verfahren verwenden pulverförmige Materialien, die selektiv geschmolzen oder miteinander verbunden werden. Zu den wichtigsten Drucktechnologien gehören derzeit das selektive Lasersintern (SLS), das selektive Laserschmelzen (SLM) und die Pulverbett-Fusion (3DP).

● Selektives Lasersintern (SLS): SLS verwendet einen Laser, um pulverförmiges Material zu sintern und kombiniert es zu einer festen Struktur. Es wird oft mit Nylon verwendet und kann Teile mit hoher Festigkeit und komplexen geometrischen Formen herstellen. SLS wird häufig in der Luft- und Raumfahrt und Automobilindustrie zur Herstellung von Funktionsteilen eingesetzt. BMW beispielsweise nutzt SLS 3D-Druck-Technologie, um Teile für sein Auto zu produzieren.

● Selektives Laserschmelzen (SLM): Diese 3D-Drucktechnologie wird hauptsächlich für Metallpulvermaterialien eingesetzt. Sein Arbeitsprinzip besteht darin, einen hochenergetischen Laserstrahl zu verwenden, um das Pulverbett zu scannen, das Metallpulver Schicht für Schicht gemäß den Querschnittsdaten des CAD-Modells zu schmelzen und ein festes dreidimensionales Objekt zu bilden. Diese Methode kann Teile mit komplexen geometrischen Formen und inneren Strukturen herstellen, die für verschiedene Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobil, Medizin und Fertigung geeignet sind.

Im Vergleich zu anderen 3D-Druckpulvertechnologien kann SLM Teile mit höherer Dichte und überlegenen mechanischen Eigenschaften herstellen, was es sehr nützlich für Anwendungen macht, die hohe Festigkeit und Haltbarkeit erfordern. Aufgrund der hochenergetischen Laser, die am SLM-Druckprozess beteiligt sind, sind die Gerätekosten, die Betriebsschwierigkeiten und Sicherheitsprobleme jedoch relativ bedeutend.

● Powder Bed Fusion (3DP): 3DP ist eine 3D-Drucktechnologie, die ein Pulverbett und ein Bindemittel verwendet. Es sprüht ein Bindemittel auf das Pulverbett und verbindet die Pulverpartikel zu einer festen Schicht. Dann wird eine neue Pulverschicht hinzugefügt, und dieser Vorgang wird wiederholt, bis der Druck abgeschlossen ist. Die 3DP-Technologie ist weit verbreitet in Architektur, Kunst und Biomedizin aufgrund ihrer Fähigkeit, Teile mit komplexen internen Strukturen zu drucken.

Derzeit hat es einen Durchbruch im 3D-Druck von Aluminiumlegierungsbinder Jetting gegeben. In Zukunft soll diese Technologie für die 3D-Druckfertigung von Teilen für Elektroautos, Elektroflugzeuge usw. verwendet werden.

4. Jetting 3D Druck

Diese Verfahren realisieren den Druck hauptsächlich durch das Ausstoßen von erstarrten Materialtröpfchen aus dem Druckkopf. Die wichtigsten Technologien sind PolyJet 3D Druck, ColorJet Druck (CJP), MultiJet Druck (MJP) und Multi Jet Fusion (MJF).

● PolyJet 3D-Druck: Die PolyJet-Technologie ähnelt Tintenstrahldokumentendruckern, bei der Schichten flüssiger Photopolymere auf die Bauablage gesprüht werden, die dann sofort durch ultraviolettes Licht ausgehärtet werden und sich langsam Schicht für Schicht ansammeln, bis ein vollständiges 3D-Modell erstellt ist. Diese Methode wird häufig verwendet, um detaillierte Prototypen, Formen und sogar mehrfarbige Modelle zu erstellen. Derzeit verwenden einige Schuhunternehmen PolyJet 3D-Druck, um detaillierte und realistische Schuhprototypen zu erstellen.

● ColorJet Printing (CJP) und MultiJet Printing (MJP): CJP und MJP sind zwei 3D-Druckverfahren, die Jetting-Technologie verwenden. CJP verwendet ein Pulverbett und farbiges Bindemittel, das den Druck von Vollfarbteilen ermöglicht. MJP kann mehrere Materialien gleichzeitig strahlen und so Verbundteile mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften erzeugen. Beide Technologien sind beliebt für ihre hohe Präzision und gute Oberflächenqualität und werden häufig in der Prototypenfertigung, Ausbildung und künstlerischen Kreation verwendet.

● Multi Jet Fusion (MJF): MJF wurde von HP entwickelt und verwendet feinkörniges Pulver und kombiniert es mit einem Bindemittel. Anschließend wird ein Detailierungsmittel aufgetragen, das in Kombination mit Wärme das Teil erstarrt. MJF ist bekannt für seine Geschwindigkeit und Fähigkeit, komplexe geometrische Teile herzustellen, und es wird häufig in der Automobil- und Konsumgüterindustrie verwendet. BMW setzt beispielsweise MJF ein, um Teile für seine Autos zu produzieren.

Das Entwicklungspotenzial der 3D-Drucktechnologie ist endlos. Ob in Medizin, Architektur, Bildung oder Kunst und Design, der 3D-Druck eröffnet neue Möglichkeiten. In diesem Prozess sind 3D-Drucker-Hersteller wie HPRT ständig innovativ und verpflichten sich, effizientere und präzisere 3D-Druckprodukte zu entwickeln, um die Bedürfnisse verschiedener Bereiche zu erfüllen. Wir haben allen Grund zu der Annahme, dass die Zukunft des 3D-Drucks noch breiter sein wird.