3D-Druck Kunststoff

Kunststoffe bildeten die erste Materialgruppe, die im 3D-Druck verarbeitet wurde und sind noch heute die am häufigsten verwendeten Werkstoffe. Die umfangreiche Materialpalette enthält eine Reihe thermoplastischer Kunststoffe, wie zum Beispiel Polyamide (PA) oder ‎Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), die in unzähligen Variationen verfügbar sind. Als Pulver, Granulat oder strangförmiges Filament werden sie beim selektiven Lasersintern oder Fused Deposition Modeling zu hochauflösenden 3D-Objekten aufgebaut. Aus flüssigen Kunststoffen, die zum Beispiel im Stereolithographie-Verfahren verarbeitet werden, können transparente Objekte entstehen, die den Blick in das Bauteilinnere ermöglichen.

3D-Druck mit Keramik

Keramische Objekte im 3D-Druck herzustellen erfordert einen mehrstufigen Fertigungsprozess: Im Stereolithographie-Verfahren wird aus einer Keramik-Monomer-Lösung zunächst ein Grünkörper oder Grünling aufgebaut. Die Kunststoffbestandteile werden als Bindemittel beigemischt und durch eine anschließende thermische Behandlung entfernt. Bei Temperaturen bis zu 1.600 °C zersetzen sich die Polymere vollständig. Zum Schluss durchläuft das Werkstück einen Sinterprozess zur finalen Verdichtung der Keramikpartikel. Die hohe Verschleißfestigkeit und das geringe Gewicht der Bauteile machen Keramik zu einem wichtigen Material für den Werkzeug- und Maschinenbau, die Medizintechnik oder die Luft- und Raumfahrt.

3D-Druck Metall

Aus verschiedenen Metallen werden im 3D-Druck Bauteile gefertigt, die äußerst stabil und langlebig sind. Beim selektiven Laserschmelzen wird das pulverförmige Metall aufgeschmolzen und Schicht für Schicht zu einem 3D-Objekt aufgebaut. Mit ihrer hohen Belastbarkeit und Temperaturbeständigkeit stehen sie gegossenen Metallwerkzeugen in nichts nach – im Gegenteil: Aufgrund der größeren Gestaltungsfreiheit ersetzen 3D-gedruckte Bauteile in der Industrie immer häufiger herkömmlich hergestellte Komponenten.

Metalle, die besonders häufig im 3D-Druck verwendet werden, sind Werkzeugstahl, Edelstahl, Aluminium und seit kurzer Zeit auch Kupfer. Im Vergleich zu Kunststoff liegt die Schmelztemperatur der Metalle deutlich höher, sodass für die Verarbeitung mehr Energie aufgewendet werden muss. Anlagen für das selektive Laserschmelzen sind deshalb in der Regel mit 200 bis 1.000 W starken Faserlasern ausgestattet, die das Metallpulver mit hoher Genauigkeit aufschmelzen können.