Technology

6 Wege wie Sie mit dem BigRep PRO schneller produzieren

Der BigRep PRO ist ein industrieller, großformatiger 3D-Drucker, der Ihr Unternehmen in der Entwicklung und Produktion unterstützt. Seit der Einführung des PRO im Jahr 2018 hat sich das Entwicklungsteam bei BigRep hauptsächlich darauf konzentriert, die Maschine auf der Basis von Kundenwünschen zu optimieren.

Mit einem Druckvolumen von fast einem Kubikmeter ist der BigRep PRO ein industrieller 3D-Drucker mit vollständig geschlossenem Bauraum für die Herstellung großer Bauteile in Originalgröße, wie z.B. funktionaler Prototypen, Werkzeuge, Modelle und Formen sowie Endanwendungsteilen. Der PRO ist auf Produktivität in allen Fertigungsstufen ausgelegt und bietet Konstrukteuren, Ingenieurinnen und Herstellern eine agile Lösung, um schneller und kostengünstiger zu produzieren.

Im November 2021 haben wir einen neuen, noch leistungsfähigeren BigRep PRO auf den Markt gebracht: den PRO.2.

Unser Fokus? BENUTZERFREUNDLICHKEIT. Wir haben einen großformatigen 3D-Drucker gebaut, den jeder bedienen kann.

In diesem Blog-Post finden Sie sechs Zeitangaben zum BigRep PRO, die das Potenzial dieses 3D-Druckers verdeutlichen.

Durch Biegen der SWITCHPLATE® lassen sich die unten dargestellten Teile in nur 12 Sekunden vom Druckbett lösen.

Hatten Sie auch schon Probleme, große 3D-gedruckte Teile aus Ihrem Drucker zu entnehmen? Dann sind Sie in guter Gesellschaft!

Kerry Stevenson, einer der Gründer der Firma Fabaloo kennt das ebenfalls:

„Ich kann persönlich bezeugen, dass ich mich schon öfter und mehrfach geschnitten habe bei dem Versuch, einen Druck mit einem scharfen Meißel von einer Glasplatte zu lösen. Gar nicht spaßig.“

Die SWITCHPLATE® ist magnetisch und leicht einzusetzen. Bei Erwärmung erhöht sich die Haftfähigkeit der SWITCHPLATE, so dass Ihr Druck während des Druckvorgangs stets fixiert bleibt, nach dem Abkühlen jedoch leicht zu entfernen ist. Zur zeitsparenden Produktion kann die SWITCHPLATE® vor dem Abkühlen getauscht werden, so dass der Drucker mit dem nächsten Druck beginnen kann.

Dank dieses Features ist es viel einfacher, große Teile vom Druckbett zu lösen. Spachtel, Brims und zerschnittene Finger gehören der Vergangenheit an!

SWITCHPLATE-3D-Printing
SWITCHPLATE-3D-Printing-2

Ihr BigRep PRO ist in nur 8 Minuten automatisch kalibriert.

Wir hatten ein konkretes Ziel: die erste Schicht muss IMMER korrekt sein.

Warum ist die erste Schicht so wichtig?
Tatsächlich ist eine mangelhaft kalibrierte erste Schicht die Hauptursache für FFF-Fehldrucke von klein- und großformatigen 3D-Druckern, ob bei einem oder zwei Extrudern.

Mit dem verbesserten MXT®-Steuerungssystem, dem Gehirn des BigRep PRO, kommt die Kalibrierung ohne manuelle Schritte aus und scheitert nie. Durch eigene Algorithmen und eine Oberflächenerfassung macht das MXT®-Steuerungssystem die manuelle Kalibrierung von Druckbett und Extruder überflüssig, so dass die entscheidenden ersten Druckschichten jedes Mal optimal gelingen.

Bevor der Druck eines neuen G-Codes beginnt, führt die Maschine einen automatischen Kalibrierprozess durch, der ungefähr 8 Minuten dauert. Im ersten Schritt erfasst der Extruder das Druckbett und baut daraus ein digitales Gitter. Im zweiten Schritt druckt der PRO einige Linien auf das Druckbett; diese Linien werden von Sensoren erfasst, um die notwendigen Informationen zu erhalten. Durch die Z-Kalibrierung entsteht eine perfekte erste Schicht, und die präzise XY-Kalibrierung perfektioniert den Einsatz von zwei Extrudern.

Autocalibration-MXT-Controls

Nach nur 2 Stunden sind Sie in der Lage, unsere BigRep BLADE Slicer-Software zu bedienen.

BigRep BLADE ist eine kostenlose und benutzerfreundliche Slicer-Software, die Ihnen mehr Kontrolle über die Druckparameter aller großformatigen 3D-Drucker von BigRep verschafft. Mit den BLADE-Voreinstellungen können Sie Ihre 3D-Druck-Dateien mit nur wenigen Klicks vorbereiten. Und Funktionen wie die automatische Ausrichtung und Positionierung machen BLADE leicht zu bedienen.

Großformatiger 3D-Druck bedeutet nicht nur große Druckteile. Mit dem BigRep PRO kann man mithilfe der BLADE Funktion „Batch Printing“ auch mehrere kleinere Teile gleichzeitig produzieren.
Mit dieser Funktion werden die Teile nacheinander gedruckt, d.h. eine STL-Datei nach der anderen, statt alle gleichzeitig. Dieser Prozess funktioniert nur in großformatigen 3D-Druckern mit in X-, Y- und Z-Richtung beweglichem Portal wie z.B. dem BigRep PRO, und kann die Druckzeit mit nur einem Klick um bis zu 10% reduzieren. So eine Softwareoptimierung ist schon was Tolles!

Wollen Sie mehr über die BLADE-Software von BigRep und ihre Optimierung für den großformatigen 3D-Druck wissen? Dann laden Sie BLADE einfach kostenlos herunter und sehen Sie sich unser Basistraining und den Aufbaukurs an.

Wenn Sie schon mit Cura vertraut sind, wird Ihnen BLADE noch bekannter vorkommen!

3D-Printing-multiple-parts
3D-Printing-sequentially

Sequentielles statt gleichzeitigem Slicen der vier Krümmer verkürzt die Druckzeit um 5%.

13 Tage! Der längste Druck, den wir bis jetzt auf dem BigRep PRO durchgeführt haben.

Dank seines Designs kann der BigRep PRO so lange wie nötig drucken. Sein speziell angefertigtes, langlebiges Portal ist für hohe Geschwindigkeiten, schnelle Beschleunigung und Präzision ausgelegt. Der stabile, geschweißte Rahmen eliminiert druckbedingte Vibrationen und gewährleistet eine schnelle, präzise Bewegung der Extruder, die auf einem verstärkten Doppelschienensystem gleiten. Robuste Servomotoren von Bosch sorgen für eine präzise Bewegung mittels interner Encoder, die die Druckkopf-Position in Echtzeit berechnen und die Positionsgenauigkeit überwachen. Unser Name dafür: das 2nd Generation Motion Portal.

Zusätzlich koordiniert das oben genannte MXT®-Steuerungssystem alle Bauteile und Prozessoren, um einen schnellen Druck sowie eine hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit zu erreichen. Das System verwendet proprietäre Algorithmen, um Ihre G-Code Druckdatei zu verbessern. Die erzielten Verbesserungen sind unter anderem: glattere Oberflächen durch Spline-Interpolation, höhere Präzision durch Spielausgleich und Vibrationsfilterung, und insgesamt einheitliche Ergebnisse.

Dadurch können unsere Kunden ihre 3D-Drucke zuverlässig und unterbrechungsfrei produzieren – 24 Stunden am Tag, 7 Tage die Woche.

Leider können wir das innerhalb von 13 Tagen gedruckte Teil wegen eines NDAs hier nicht abbilden. Was wir Ihnen aber zeigen können: ein in sechseinhalb Tagen gedruckter Prototyp einer Autostoßstange, frisch aus dem BigRep PRO!

large-3d-printed-bumper-bigrep-pro

2 Wochen: So lange bleiben Werkstoffe in der Filamentkammer trocken.

Die abgedichtete Filamentkammer des PRO bietet Platz für zwei Spulen und sorgt dafür, dass alle Filamente, einschließlich technischer und wasserlöslicher Materialien, in einer konstant temperatur- und feuchtigkeitskontrollierten Umgebung gelagert werden. Selbst im ausgeschalteten Zustand sichert das luftdichte Materiallager im PRO optimale Qualität und Zuverlässigkeit.

Noch dazu haben Sie eine große Auswahl an Filamenten. Der BigRep PRO ist ein offenes System, d.h. Sie können auch Filamente von anderen Herstellern verwenden.

BigRep bietet Originalfilamente mit qualifizierten BLADE-Profilen, darunter Bio-Polymere, faserverstärkte und industrietaugliche Werkstoffe, sowie wasserlösliche Stützmaterialien. Sie können also gleich loslegen und fast alles drucken, was Ihnen in den Sinn kommt. Wir wissen aber auch, dass manche Kunden lieber Filamente von anderen Herstellern bestellen, oder sogar ihre eigenen produzieren!

Unser Kunde METSO Outotec nutzt z.B. in Brasilien einen BigRep PRO um großformatige Sandgussformen zu produzieren. In Standortnähe gibt es einen Filamentlieferanten, der die benötigten Materialien liefern kann. METSO Outotec zieht es vor, vor Ort produzierte Werkstoffe zu verwenden.

Warum sollten wir Sie auch in ein geschlossenes System sperren?

BigRep-PRO-chamber

Lieferzeit 1 Monat kürzer als bei ausgelagerter CNC-Bearbeitung

Wie haben ein großformatiges handgeführtes Werkzeug gedruckt (siehe Abbildung unten) und die Durchlaufzeit mit der einiger CNC-Bearbeitungsfirmen hier in Deutschland verglichen.

Die Ergebnisse waren ziemlich interessant.

3d-druck-vs-cnc
BigRep-PRO-jig
BigRep-PRO-fixture

Möchten Sie wissen, wie sich 3D-Druck und CNC-Bearbeitung ergänzen können? Dann laden Sie sich dieses kostenlose ebook herunter!

EXTRA: Der unten abgebildete 3D-Druck dauerte nur 3 STUNDEN!

Qualitätskompromisse sind mit unseren großformatigen 3D-Druckern keine Option. Mit einem Bauraum von fast einem Kubikmeter produziert unser BigRep PRO Teile in verblüffender Qualität.

Spezifikationen Mini-Turbine

Größe: 145x145x120mm
Material: HI-TEMP CF
Druckzeit: 2 Stunden und 46 Minuten
Schichthöhe: 0,3 mm
Düsendurchmesser: 0,6 mm
Gewicht: 105 g

INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT  KOSTENEFFIZIENZ.
KOMPLEXE TEILE. GANZ GROSS.

Der BigRep PRO ist ein Großformat-3D-Drucker, der auf hohe Produktivität in der industriellen Fertigung ausgelegt ist. Für Ingenieure und Hersteller bildet der 3D-Drucker eine in hohem Maße skalierbare Lösung, mit dem Teile und Produkte für den Endverbraucher oder Fertigungswerkzeuge aus technischen Hochleistungswerkstoffen effizient hergestellt werden können. Mit einem großzügigen Bauvolumen von 1 m3 trägt dieser schnelle und zuverlässige 3D-Industriedrucker zur Beschleunigung Ihrer Produktion bei.

MEHR ERFAHREN

INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT  KOSTENEFFIZIENZ.
KOMPLEXE TEILE. GANZ GROSS.

Der BigRep PRO ist ein Großformat-3D-Drucker, der auf hohe Produktivität in der industriellen Fertigung ausgelegt ist. Für Ingenieure und Hersteller bildet der 3D-Drucker eine in hohem Maße skalierbare Lösung, mit dem Teile und Produkte für den Endverbraucher oder Fertigungswerkzeuge aus technischen Hochleistungswerkstoffen effizient hergestellt werden können. Mit einem großzügigen Bauvolumen von 1 m3 trägt dieser schnelle und zuverlässige 3D-Industriedrucker zur Beschleunigung Ihrer Produktion bei.

MEHR ERFAHREN

Eine kurze Einführung in Generatives Design

Generative design: Introduction

Stellen Sie sich vor, Sie könnten auf Knopfdruck tausende von Optionen für einen einzigen Entwurf erstellen und dann einfach die beste Option auswählen! Generatives Design macht genau das möglich.

Generatives Design verschiebt für Konstrukteure die Grenzen des Machbaren. Die Technologie stützt sich auf Künstliche Intelligenz (KI) und Machine Learning, um automatisch und entlang vorgegebener Entwurfskriterien Lösungen zu generieren.

Das ermöglicht es Designern und Ingenieuren, Konstruktionen jenseits der ihrer Vorstellungskraft zu erproben, und auf diese Weise neuartige Lösungen und Produkte zu entwickeln.

Das Potential von Generativem Design lässt sich in noch höherem Maß nutzen, wenn Herstellungsverfahren wie beispielsweise der 3D-Druck zum Einsatz kommen. In diesem Artikel erklären wir Ihnen alles, was Sie wissen müssen, um Generatives Design verstehen und einsetzen zu können.

Was ist Generatives Design?

Generatives Design ist ein softwarebasierter, iterativer Gestaltungsprozess, mit dessen Hilfe dreidimensionale Geometrien gemäß vorgegebener Konstruktionsziele erzeugt werden. Diese Art zu konstruieren wird durch entsprechende Software ermöglicht. Diese erzeugt mit Hilfe von KI-Algorithmen optimierte Strukturen, die festgelegte Leistungsanforderungen erfüllen oder sogar übertreffen.

Beim Generativen Design ist es nicht erforderlich, ein bereits existierendes Teil oder eine bestehende Geometrie in die Software zu laden. Stattdessen legt man Randbedingungen und Designziele für ein gewünschtes Objekt fest, und die Software erzeugt dann automatisch eine Reihe von Varianten, die alle den Eingangsvoraussetzungen entsprechen. Diese Vorgaben können Einschränkungen bezüglich der Abmessungen und des Gewichts umfassen, aber auch maximale Kosten, Materialarten, erforderliche Lasten, die einzusetzenden Fertigungsverfahren und viele weitere. Die Software bezieht all diese Faktoren in die Berechnung mit ein und erstellt daraus 3D-Modelle. Auf diese Weise entsteht eine Reihe von Objekten, die den Vorgaben des Konstrukteurs und den Designzielen entsprechen.

Diese Varianten können jetzt weiter untersucht werden. Das kann entweder händisch durch den Konstrukteur geschehen oder unter Verwendung eines automatisierten Testprogramms, um die Konstruktionen gemäß der Übereinstimmung mit den zuvor festgelegten Zielen einzustufen. Die geeignetsten Designs können dann durch den Konstrukteur weiter verfeinert und optimiert werden, bis die ideale Lösung gefunden ist. Da beim Generative Design künstliche Intelligenz zum Einsatz kommt, lernt die Software bei jedem Projekt dazu. Das führt dazu, dass die Konstruktionen zunehmend besser werden.

Unterschied zwischen Topologieoptimierung und Generativem Design

Beide Verfahren stellen die Speerspitze moderner Designprozesse dar, sollten aber keinesfalls in einen Topf geworfen oder verwechselt werden. Das eine Verfahren optimiert ein existierendes CAD-Design, um bestimmte Vorgaben zu erfüllen, das andere erzeugt unter Verwendung von Algorithmen ein vollständig neues Modell.

Topologieoptimierung ist Bestandteil vieler CAD-Softwarepakete. Der Benutzer lädt ein CAD-Modell in das Programm und legt Designziele für das Teil fest, wie beispielsweise Randbedingungen, Lasten etc. Die Software verarbeitet diese Eingaben und erstellt eine einzelne, optimierte und auf dem ursprünglichen CAD-Modell basierende Geometrie.

Der Generatives-Design-Prozess setzt dagegen an anderer Stelle an. Statt ein existierendes 3D-Modell zu verwenden das optimiert werden soll, beginnt man, indem man Randbedingungen und Ziele festlegt. Die KI-unterstützte Software analysiert diese und erzeugt mehrere Designlösungen, die dann weiter untersucht und optimiert werden können.

Zwischen Topologieoptimierung und Generativem Design gibt es also zwei wichtige Unterschiede. Zum einen benötigt Generatives Design im Gegensatz zur Topologieoptimierung kein manuell erstelltes CAD-Modell, um den Gestaltungsprozess zu starten. Zum anderen bietet einem das Generative Design mehrere optimierte Konstruktionsergebnisse an und ermöglicht es damit, weitere mögliche Lösungen zu untersuchen und das Design weiter zu verfeinern.

Vorteile und Einschränkungen des Generativen Designs

Generatives Design besitzt viele Vorzüge, einschließlich bislang nicht vorstellbarerer Lösungen und der schnelleren Umsetzung von Iterationen eines Designs. Als vergleichsweise neues Verfahren gelten für das Generative Design jedoch einige Einschränkungen, auf die wir später noch genauer eingehen werden. Sehen wir uns zunächst aber die Vorteile an.

Vorteile des Generative Design

Neue Designkonzepte: Herkömmlicherweise basieren Produktdesigns auf bereits bestehenden Modellen. Durch Generatives Design sind Geometrien aber nicht mehr durch existierende Modelle eingeschränkt. Die Software kann also vollständig neue Geometrien erzeugen. Diese können bestehenden Designs in Bezug auf Funktionalität und Leistung überlegen sein, und dabei ein oftmals unerwartetes und neuartiges Aussehen aufweisen.

Schnellere Markteinführung: Das Generative Design kann die Entwicklungszeit neuer Produkte deutlich verkürzen und damit die Markteinführung beschleunigen. Es erzeugt nicht nur automatisch mehrere Varianten für einen festen Satz an Parametern, es ermöglicht auch einen Vergleich und weitere Verfeinerung der verschiedenen Designs in einem digitalen Umfeld. Wenn sie dann den ersten physischen Prototypen ihres neuen Produkts fertigen, dann werden Sie auf diese Weise die meisten möglichen Designfehler bereits erkannt und vermieden haben.

Komplexes Design: Wenn es in Verbindung mit modernen Fertigungsverfahren wie beispielsweise dem 3D-Druck zum Einsatz kommt, dann bietet Generatives Design eine bislang nicht gekannte Designfreiheit. Teile, die bislang unmöglich zu fertigen waren, wie beispielsweise gitterförmige oder organisch wirkende Strukturen sowie komplexe innenlegende Geometrien sind damit umsetzbar, um sowohl Leistungs- als auch Designziele zu erreichen.

Automatisierte Bewertung: Sobald die Ergebnisse vorliegen, muss die beste Option ausgewählt werden. Je nach Projekt kann es sich hierbei schlicht um eine ästhetische Entscheidung des Designers handeln, meistens spielt aber die Leistungsfähigkeit des Bauteils eine bedeutendere Rolle. Mit Hilfe zusätzlicher Algorithmen kann das erzeugte Design bezüglich verschiedener Parameter wie beispielsweise Tragfähigkeit, Übereinstimmung mit gesetzten Zielen und vielen anderen bewertet werden.

Partition wall made with Generative Design

Einschränkungen des Generativen Designs

Ausbildung: Um Generative-Design-Software bestmöglich nutzen zu können, müssen Konstrukteure den Umgang mit Machine Learning und KI-gestützter Software beherrschen. Dies gilt insbesondere im Fall komplexerer Anwendungen. Das kann eine Hürde bei der Einführung darstellen, weil nicht alle Konstrukteure diese Qualifikation besitzen.

Verfügbarkeit: Der einfache Zugang zu Generative Design stellt derzeit eine Herausforderung dar. Die Kosten für entsprechende Software waren bislang immer recht hoch, sodass viele Benutzer sie sich schlichtweg nicht leisten konnten. Zwar gibt es kostenlose Varianten, diese erfordern aber in der Regel, dass Benutzer ihre eigenen Algorithmen programmieren. Dank Cloud Computing beginnen die Preise für Generative-Design-Lösungen derzeit allerdings zu fallen. So hat beispielsweise Autodesk den Preis seiner Generative-Design-Erweiterung für Fusion 360 im Jahr 2021 um 80% reduziert.

Software für Generatives Design

Seit Anbieter von CAD-Software den Generatives Design-Prozess in ihre Software zu integrieren beginnen, wird diese Technologie für immer mehr Anwender zugänglich. Einige der führenden Lösungen für Generatives Design sind hier aufgeführt:

Autodesk Fusion 360

Fusion 360 ist ein führendes CAD-Softwarepaket und bietet eine Vielzahl von 3D-Konstruktionswerkzeugen. Autodesks Generatives Design-Erweiterung für Fusion 360 verwendet Machine Learning und KI um schnell Designlösungen basierend auf definierten Zielen und Parametern zu erstellen. Dies kann für unterschiedliche Fertigungsverfahren wie 3D-Druck, CNC-Bearbeitung, Sand- und Spritzguß geschehen.

Siemens NX

Siemens als Anbieter von PLM-Software hat das Generative Design im Rahmen seiner NX-Plattform auf den Markt gebracht. Siemens NX ist eine integrierte Lösung, die eine Kombination aus intelligentem Design und Simulation für das Produktdesign anbietet. NX bindet hier mittels Convergent Modeling auch die Topologieoptimierung mit ein.

PTC Creo Generative Design

Bei PTC ist die Creo Generatives Design-Lösung vollständig in ihre CAD/PLM/Simulations-Plattform integriert und ermöglicht so den nahtlosen Übergang vom Designkonzept zur Simulation und weiter zu Prototyping und zur Fertigung. Dieses Paket umfasst zwei Designerweiterungen: die cloudbasierte Generative Design Extension (GDX) und die Generative Topology Optimization Extension (GTO). Diese Erweiterungen informieren den Benutzer automatisch über die besten Entwurfsoptionen und sind sowohl für Additive Manufacturing als auch CNC-Bearbeitung geeignet.

nTopology nTop Platform

nTopologys Generative Design-Software gibt dem Benutzer die vollständige Kontrolle über den Prozess der Entwurfsoptimierung, weil sich beispielsweise angepasste Arbeitsabläufe erstellen lassen. Das Field Driven-Design, in dem sich Simulation, experimentelle Daten und das eigene technische Wissen vereinen, erlaubt die Entwicklung innovativer, optimierter Designlösungen.

3D-Druck und Generatives Design

3D-Druck, auch als Additive Fertigung bekannt, lässt sich in idealer Weise mit Generativem Design verbinden. Durch die Kombination dieser Technologien können Anwender ihre Produkte auf ein neues Niveau heben, und dabei die Beschränkungen umgehen, die ihnen durch herkömmliche Fertigungsprozesse auferlegt werden.

Der 3D-Druck ist ein recht neuer Fertigungsansatz, bei dem ein Objekt Schicht für Schicht aufgebaut wird. Hier liegt auch der größte Unterschied zu abtragenden Verfahren wie der CNC-Bearbeitung, bei denen Bauteile durch das Entfernen von Material von einem Rohling hergestellt werden. Durch den additiven Prozess des 3D-Drucks erlaubt die Technologie deutlich vielseitigere Objekte herzustellen, wie zum Beispiel gitterförmige und organisch wirkende Strukturen, aber auch innerhalb von Körpern liegende Geometrien. Inzwischen sind unterschiedliche 3D-Drucktechnologien auf dem Markt, mit denen sich Metalle, Polymere und andere Materialien verarbeiten lassen. Diese lassen wiederum in verschiedene Kategorien einteilen, darunter beispielsweise 3D-Drucker für den Hobbybereich oder den industriellen Einsatz, oder auch kleine Desktopgeräte und großformatige 3D-Drucker. Daher lässt sich Additive Manufacturing für viele Anwendungen und in verschiedenen Industriezweigen zum Einsatz bringen.

Generatives Design gibt Ihnen die Werkzeuge an die Hand, um die Vorteile des 3D-Drucks bestmöglich zu nutzen. Umgekehrt gilt dasselbe. Anders gesagt erlaubt die Verbindung von 3D-Druck und Generativem Design eine bislang ungeahnte Gestaltungsfreiheit, die wiederum eine innovativere Produktentwicklung ermöglicht.

Zusätzlich zur Designfreiheit, die der 3D-Druck möglich macht, bietet die Technologie weitere Vorteile wie beispielsweise Flexibilität in der Produktion. Der 3D-Druck unterliegt nicht denselben Skalierungsgesetzen, die für andere Produktionsmethoden gelten. Man kann beispielsweise einzelne Teile oder auch Kleinserien ohne Zusatzkosten fertigen. Das hat nicht nur Vorteile in der Entwicklung, in der schnell Iterationen hochqualitativer und funktionale Prototypen für Tests durchgeführt werden können. Auch End-Use-Bauteile können in großem Umfang jeweils speziell angepasst gefertigt werden. Diese Individualisierung wird auch durch Generatives Design unterstützt, weil es basierend auf Anpassungen der Eingangsparameter schnell neue Varianten eines Entwurfs berechnen kann.

Es gibt einige anschauliche Beispiele für den erfolgreichen Einsatz von Generativem Design und Additive Manufacturing, um die Leistung eines Bauteils zu verbessern. So hat beispielsweise der Autohersteller General Motors unter Verwendung von Autodesks Generatives Design-Lösung und Metall-3D-Druck ein neues Gurtschloss entwickelt. Das neue Bauteil vereint nicht nur acht Komponenten in einem einzelnen Objekt, es ist auch um 40% leichter und 20% belastbarer als sein konventionell konstruiertes und gefertigtes Gegenstück.

BigRep als Hersteller großformatiger 3D-Drucker setzt auf Generatives Design, um Objekte zu entwickeln, die bislang undenkbar waren. NOWLAB, der Innovations- und Beratungsdienst des Unternehmens kombinierte Generatives Design und seine großen 3D-Drucker um die weltweit erste 3D-gedruckte grüne Wand mit integriertem Be- und Entwässerungssystemen anzufertigen. Die erste Installation, die BANYAN Eco Wall, weist eine von Pflanzen inspirierte Struktur auf, misst 2000 x 2000 x 600 mm und wurde so konstruiert, dass die in ihr angeordneten Pflanzen mit Wasser versorgt werden. Der Nachfolger, der GENESIS Eco Screen, wurde in Berlin im Freien aufgebaut und war sogar 4000 x 4000 x 800 mm groß. Die Entwicklung der einzigartigen Struktur und die Optimierung für den 3D-Druck war nur durch die Verwendung Generativen Designs möglich.

Industrien, in denen Generatives Design zum Einsatz kommt

Generatives Design ist ein sehr vielseitiges Werkzeug, dessen Vorzüge in unterschiedlichen Branchen zum Tragen kommen. Hier ist eine Übersicht die zeigt, auf welche Weise Generatives Design in einigen Industriezweigen eingesetzt wird.

Automobilindustrie

In der Automobilindustrie wird Generatives Design verwendet, um das Design von Fahrzeugteilen zu verbessern und sowohl Leistung als auch Effizienz zu steigern. Die Hauptziele hierbei sind Verringerung des Gewichts und die Bauteilintegration. Beides spielt eine wichtige Rolle bei der Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs von Fahrzeugen.

Luft- und Raumfahrt

In der Luft- und Raumfahrt lassen sich durch Generatives Design Bauteile mit gänzlich neuen Formen entwickeln, die drastische Steigerungen in Bezug auf Effizienz, Leistung und Sicherheit ermöglichen. Ebenso wie die Automobilbranche zielt die Luft- und Raumfahrtbranche auf leichtere und damit treibstoffsparende Komponenten ab.

Architektur und Bauwesen

Generatives Design erlaubt es Designern und Architekten, neuartige und unkonventionelle Ideen für architektonische Räume zu entwickeln und gleichzeitig Lösungen für komplizierte Designprobleme zu finden. So können mit Generativem Design innovative und funktionelle Konzepte für platzsparende Wohn- oder Büroflächen erarbeitet werden.

Industrieller Maschinenbau

Generatives Design kann in Verbindung mit einer ganzen Reihe von Fertigungsverfahren eingesetzt werden, einschließlich Additive Manufacturing und anderer herkömmlicher Prozesse wie der CNC-Bearbeitung. So ergeben sich für Maschinenbauunternehmen nicht nur neue Möglichkeiten für die additive Fertigung, sondern auch für den Stahlguss etc. Konstrukteure können leistungsfähigere Komponenten wie beispielsweise Getriebe und andere entwickeln und gleichzeitig die Anzahl der enthaltenen Teile verringern, um Kosten, Materialverbrauch und Versagensrisiken zu reduzieren.

Gebrauchsgüter

Im Produktdesign für Gebrauchsgüter dreht sich alles um Innovation. Generatives Design ermöglicht es Designern in diesem Bereich, neuartige und überlegene Lösungen auf den Markt zu bringen und sich gleichzeitig komplexer Designprobleme anzunehmen. Indem KI-gestützte Algorithmen automatisiert die Arbeit verrichten, die bislang eine ganze Reihe von Iterationszyklen erfordert hätte, nimmt Generatives Design den Entwicklern mühsame Arbeit ab. Auf diese Weise können Teams von Produktentwicklern signifikant Zeit und Geld sparen.

Fazit

Generatives Design verändert die Art und Weise, wie Designer Lösungen für komplexe Probleme finden. Es bietet einen intelligenten und automatisierten Weg, um neue Designkonzepte zu erschaffen, die Grenzen neu definieren und dabei Zielvorgaben nicht nur einhalten, sondern sogar übertreffen.

Es gibt Befürchtungen, dass Generatives Design Produktdesigner durch Automatisierung und den Einsatz künstlicher Intelligenz überflüssig machen wird. Das Gegenteil ist der Fall: Die Technologie soll den Designer nicht ersetzen, sondern ihn in die Lage versetzen, völlig neue Designkonzepte zu erforschen, um Produktperformance und -effizienz auf ein ganz neues Niveau zu heben. Und im gleichen Maße, wie die Technologien hinter Generativem Design – KI und Machine Learning – immer ausgereifter werden, so werden es auch die durch Generatives Design erzeugten Lösungen und Designs.

INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT  KOSTENEFFIZIENZ.
KOMPLEXE TEILE. GANZ GROSS.

Der BigRep PRO ist ein Großformat-3D-Drucker, der auf hohe Produktivität in der industriellen Fertigung ausgelegt ist. Für Ingenieure und Hersteller bildet der 3D-Drucker eine in hohem Maße skalierbare Lösung, mit dem Teile und Produkte für den Endverbraucher oder Fertigungswerkzeuge aus technischen Hochleistungswerkstoffen effizient hergestellt werden können. Mit einem großzügigen Bauvolumen von 1 m3 trägt dieser schnelle und zuverlässige 3D-Industriedrucker zur Beschleunigung Ihrer Produktion bei.

MEHR ERFAHREN

INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT  KOSTENEFFIZIENZ.
KOMPLEXE TEILE. GANZ GROSS.

Der BigRep PRO ist ein Großformat-3D-Drucker, der auf hohe Produktivität in der industriellen Fertigung ausgelegt ist. Für Ingenieure und Hersteller bildet der 3D-Drucker eine in hohem Maße skalierbare Lösung, mit dem Teile und Produkte für den Endverbraucher oder Fertigungswerkzeuge aus technischen Hochleistungswerkstoffen effizient hergestellt werden können. Mit einem großzügigen Bauvolumen von 1 m3 trägt dieser schnelle und zuverlässige 3D-Industriedrucker zur Beschleunigung Ihrer Produktion bei.

MEHR ERFAHREN

FDM vs SLA 3D-Drucker: Welcher passt zu meiner Anwendung?

SLA vs FDM 3D Printer

Die am häufigsten eingesetzten 3D-Druck-Verfahren sind Fused Deposition Modeling (FDM) und Stereolithographie (SLA).

Aber was sind die jeweiligen Vor- und Nachteile von FDM- und SLA-3D-Druck?

Wir vergleichen die beiden Verfahren anhand von:

  • Baugröße
  • Druckgeschwindigkeit
  • 3D-Druck-Materialien
  • Festigkeit und Haltbarkeit
  • Präzision und Qualität
  • Einsatzfelder in verschiedenen Industrien

Seit ihrer Einführung in den 80er Jahren haben sich diese damals bahnbrechenden 3D-Druck-Technologien durch verbesserte Materialien, höhere Geschwindigkeiten und Auflösungen und größere Bauräume weiterentwickelt. Verschiedene Hersteller und Anbieter bieten unterschiedliche Spielarten der FDM- oder SLA-Technologien an, und jede ist auf ihre Weise einzigartig.

Ähnlich der Automobilindustrie, in der man beispielsweise die Vor- und Nachteile eines SUV im Vergleich mit einem Kombi betrachtet, gibt es auch hier eine Vielzahl von Anbietern und Produkten zur Auswahl. Das kann kompliziert sein, aber es liegt an uns, Ihnen diese Aufgabe zu erleichtern. Daher beginnen wir damit, die grundsätzlichen Unterschiede zwischen FDM und SLA zu erklären. Danach werden Sie in der Lage sein zu beurteilen, welche Technologie in ihrem Unternehmen und für Ihre Anwendung die richtige ist.

Was ist FDM-3D-Druck?

Fused Deposition Modeling (FDM), auch als Fused Filament Fabrication (FFF) bezeichnet, ist die auf dem Markt am weitesten verbreitete 3D-Drucktechnologie. FDM-3D-Drucker arbeiten typischerweise mit einem oder zwei Extrudern, die thermoplastische Filamente verarbeiten. Das Filament wird auf einer Spule aufgewickelt in die Maschine eingeführt, dann aufgeschmolzen und auf einer vorher berechneten Bahn auf eine beheizte Druckplatte aufgetragen. Während das Material abkühlt, verbindet es sich zu einem dreidimensionalen Bauteil. Es gibt FDM-Drucker in den verschiedensten Größen und für unterschiedlichste Materialien, und das in einer Preisspanne von 5.000 EUR bis hin zu 500.000 €. Die Materialien, sie sich verarbeiten lassen, umfassen beispielsweise ABS, ASA und PLA. Einige neue 3D-Drucker ermöglichen auch die Verarbeitung von stärkeren und haltbareren Materialien wie beispielsweise kohlefasergefüllten Kunststoffen oder Nylon.

Vorzüge

Im Vergleich zu anderen 3D-Druckverfahren ist FDM relativ preisgünstig und bietet meist die zuverlässigsten Resultate in Bezug auf Wiederholbarkeit und Festigkeit. Außerdem sind Nachbearbeitungen von FDM-Bauteilen einfach durchzuführen und größtenteils unbedenklich.

Schwächen

Das Extrudieren thermoplastischer Materialien durch eine Düse sorgt für einige Herausforderungen bezüglich erreichbarer Toleranzen und Auflösungen. Anders als andere Druckverfahren kann FDM deutlich sichtbare Linien oder durch das Aufheizen und Abkühlen des Materials verursachte Fehlstellen hinterlassen.

FDM 3D Printer

Was ist SLA-3D-Druck?

Die Stereolithographie (SLA) kam in den 1980er-Jahren auf den Markt und ihre Vorzüge wurden von Auftragsfertigern und den Herstellern von Verbrauchsgütern schnell erkannt. Anstelle des Filaments verarbeiten SLA-3D-Drucker Photopolymere - lichtempfindliche Materialien, die ihre Eigenschaften verändern, wenn sie Licht ausgesetzt werden. Beim SLA-Verfahren kommt statt der Düse ein Laser zum Einsatz, der ein flüssiges Harz selektiv aushärtet, um dadurch ein festes Bauteil zu erstellen. Dieser Prozess wird als Photopolymerisation bezeichnet. Er ermöglicht höher aufgelöste und wasserdichte Bauteile, die zudem isotrope Eigenschaften haben. Photopolymere sind duroplastische Materialien, d.h., dass sie ein anderes Verhalten als Thermoplaste aufweisen. Ähnlich wie bei FDM gibt es unterschiedliche SLA-Drucker auf dem Markt, in verschiedenen Größen und Preisspannen sowie mit der Eignung für verschiedene Materialien.

Vorzüge

Die Verwendung eines Lasers erlaubt eine extrem hohe Genauigkeit, wodurch Bauteile mit weitaus besseren Auflösungen als mit anderen Verfahren hergestellt werden können. Wenn Sie also ein Bauteil benötigen, das hohen ästhetischen Ansprüchen genügt, dann sollten Sie SLA in Betracht ziehen.

Schwächen

SLA bietet zwar Vorteile beim Aussehen der Teile, hat aber Nachteile bei der Festigkeit. Zwar gibt es SLA-Materialien, die speziell mit dieser Zielsetzung entwickelt wurden, es ist aber beinahe unmöglich, die mechanischen Eigenschaften von Materialien wie ABS, Nylon und anderen Filamenten nachzubilden, die bei FDM zum Einsatz kommen. Wenn Ihre Bauteil Funktionstests unterzogen werden sollen, dann empfehlen wir Ihnen, auf FDM zurückzugreifen.

FDM vs. SLA: Die Auswahl der richtigen Technologie

Baugröße

Sie drucken große Bauteile oder benötigen ein Druckbett, das groß genug ist um eine Vielzahl kleinerer Teile gleichzeitig drucken zu können? Es ist nicht einfach, einen 3D-Drucker zu finden, der große Bauteile drucken kann. „Groß“ ist selbstverständlich subjektiv und es ist wichtig herauszufinden, was „groß“ für Sie bedeutet. Beim Arbeiten mit dreidimensionalen Objekten darf man natürlich die Höhe, d.h. die Z-Richtung nicht außer Acht lassen. Denn auch durch die entsprechende Ausrichtung lassen sich Festigkeit und Aussehen eines Bauteils optimieren. Beim Vergleich verschiedener Technologien ist es wichtig herauszufinden, welche Teile Sie derzeit 3D-drucken wollen und gleichzeitig für zukünftige Vorhaben zu planen. Die meisten Nutzer bedauern, keinen größeren Bauraum zur Verfügung zu haben.

Aufgrund technologischer Beschränkungen ist es schwierig oder sogar unmöglich einen großformatigen SLA-3D-Drucker zu finden. Zum einen bedeutet ein derart großer Harzbehälter auch eine große Menge an Abfall. Zum anderen werden die Einzelteilkosten höher sein, weil die Materialien teurer sind. Schlussendlich ist zwar die Genauigkeit eines laserbasierten Verfahrens höher und damit für feiner aufgelöste Bauteile besser, das führt aber zu deutlich längeren Druckzeiten.

★ Der FDM-3D-Druck stellt schon seit geraumer Zeit das Mittel der Wahl für den Druck großer Bauteile dar und ist das auch noch immer. Unabhängig von Bauteil oder Größe des Bauraums ermöglichen es die dem FDM-Verfahren inhärenten Eigenschaften, immer und immer wieder die gleichen Ergebnisse zu erzielen. Zudem fällt deutlich weniger Abfall an und die Produktion großer Teile bzw. einer Vielzahl von Teilen benötigt deutlich weniger Zeit als viele der SLA-Alternativen. Einfach gesagt ist es kostengünstiger, mittels FDM zu produzieren.

Large Build Volume FDM vs SLA 3D Printer

Druckgeschwindigkeit

Im derzeitigen extrem wettbewerbsorientierten Markt - sei es in Handel oder Industrie - ist die Geschwindigkeit, mit der Produkte entwickelt und produziert werden können von höchster Bedeutung, um Early Adopter zu überzeugen und Marktanteile zu gewinnen. Der 3D-Druck gibt Ihnen diesen entscheidenden Vorsprung und ermöglicht die autonome Fertigung von Bauteilen über Nacht. Da herkömmliche Fertigungsmethoden ohnehin länger dauern als SLA oder FDM, spielt die Geschwindigkeit bei der Entscheidung zwischen diesen beiden Verfahren keine so große Rolle. Wenn Sie die mit 3D-Druck erreichbaren Geschwindigkeiten benötigen, dann lassen Sie uns als nächstes die Ästhetik beziehungsweise die mögliche Auflösung betrachten.

SLA sorgt für optisch hervorragende Drucke, weil sich aufgrund der eingesetzten Lasertechnologie Schichtdicken von 25 Mikrometern drucken lassen. Wenn man die Bauteilgröße in Betracht zieht, dann lässt sich die zu erwartende Druckzeit genau bestimmen. Im Vergleich zu FDM ist die Geschwindigkeit meist deutlich geringer.

★ FDM bietet allerdings für gewöhnlich verschiedene Düsengrößen (0,6mm, 1mm, 2mm) und gibt dem Benutzer damit die Möglichkeit, den Druckvorgang zu beschleunigen. Im Vergleich zu SLA ist FDM bedeutend schneller. Das bedeutet aber auch gewisse Abstriche machen zu müssen. Der Materialauftrag mittels einer Düse führt zu höheren Schichtdicken. Es läuft darauf hinaus, dass Sie die an Ihr Bauteil gestellten Anforderungen betrachten müssen, um sich dann zwischen Auflösung und Geschwindigkeit zu entscheiden.

Materialien

Ohne die entsprechenden Materialien ist ein 3D-Drucker nutzlos. Wie sieht Ihr Test- und Evaluationsprozess während der Prototypenphase aus? Wie wichtig ist es für Sie, dass Prototypen und Bauteile mechanische Eigenschaften aufweisen, die identisch zu denen der späteren Serienbauteile sind? Ist ihr Entwicklungsteam an der chemischen Widerstandsfähigkeit der Bauteile interessiert? Oder an der elektrischen Leitfähigkeit? Bei der Entscheidung für die richtige 3D-Drucktechnologie sind viele Dinge zu bedenken, aber nichts ist so wichtig wie das Verständnis der Materialeigenschaften.

SLA-Materialien sind ideal für Nischenanwendungen, im Vergleich zu FDM können sie aber bezüglich Festigkeit und Funktionalität nicht mithalten. Einige SLA-Materialien sind beispielsweise biokompatibel, was sie in Verbindung mit der hohen erzielbaren Auflösung zu einer idealen Lösung für Prototypen in der Medizintechnik oder auch für dentaltechnische Anwendungen macht. Die mechanischen Eigenschaften von SLA-Materialien erfüllen allerdings meist nicht die Anforderungen, die im industriellen bzw. kommerziellen Umfeld gestellt werden.

★ Wenn Sie Materialien benötigen, die in ihren Eigenschaften dem Endprodukt so nahe wie möglich kommen, dann sollten Sie FDM in Betracht ziehen. Standardisierte Thermoplaste wie ABS, PLA und Nylon kommen in vielen Industriezweigen zum Einsatz und stehen auch für die meisten FDM-Plattformen zur Verfügung. Bezüglich Festigkeit und Haltbarkeit sind die im FDM-Verfahren verwendeten Materialien SLA überlegen. Das vereinfacht Produkttests und erlaubt es Ingenieuren, die Produktentwicklung zielstrebig voranzutreiben.

*FDM-3D-Druck weist gegenüber SLA den einzigartigen Vorteil auf, dass sich Bauteile mit variablen Dichten drucken lassen. Während die Funktionalität des Bauteils beibehalten wird, können innenliegende Wabenstrukturen gedruckt werden, die das Gesamtgewicht reduzieren. Erfahren Sie, wie Sie ihre Konstruktion optimieren können.

SLA vs FDM 3D Printer Materials

Festigkeit & Haltbarkeit

Prototypenentwicklung und Produktvalidierung können Bauteile im Laufe der entsprechenden Tests stark beanspruchen. Jeder Industriezweig muss in einem gewissen Umfang nachweisen, dass ihre Produkte die an sie gestellten Anforderungen erfüllen, und große Firmen betreiben hierfür den entsprechenden Aufwand. Wie bereits erwähnt, sind die bei FDM verwendeten Materialien denen von SLA bezüglich Festigkeit und Haltbarkeit überlegen. Auf einem 3D-Drucker gedrucktes ASA ist UV-resistent und damit ideal für Außenanwendungen geeignet (Gartengeräte, Ausrüstung für Arbeiten am Haus etc.). Nylonmaterialien werden oft für Bauteile im Automobilbereich verwendet, weil dort eine lange Haltbarkeit gefordert ist.

Wenn Bauteile in rauen Umgebungen eingesetzt werden, dann neigen SLA-Materialien eher dazu zu brechen oder sich zu verformen, weil die mechanischen Eigenschaften schlichtweg nicht denen der finalen Bauteile entsprechen. Wenn Sie die Entscheidung über die richtige Technologie für ihre Anwendung treffen, dann bedenken Sie immer die Umgebung, in der die Teile eingesetzt werden sollen. Manches sieht im Labor oder in der Werkstatt schön aus, aber am Ende muss es in der realen Welt funktionieren.

SLA vs FDM 3D Printer Strength Durability Example Hook
SLA vs FDM 3D Printer Strength Durability Example Lifting

3D-gedruckter Karabiner trägt den 500kg schweren 3D-Drucker

Präzision & Qualität

Präzision und Qualität sind subjektive Begriffe, die sich immer auch am Einsatzzweck orientieren müssen. Nutzer aus der Consumer- und Verpackungsbranche arbeiten mit engen Toleranzen, weil Serienbauteile schlussendlich im Spritzguss hergestellt werden. Hohe Präzision ist hier also unabdingbar. Ein schneller 3D-Drucker oder die Möglichkeit, fortgeschrittene Materialien zu verarbeiten sind großartig, aber entsprechen sie auch dem, worauf ihre Konstruktion abzielt?

Wenn ihr Produktentwicklungsprozess im Endeffekt auf eine Massenfertigung im Spritzgussverfahren hinausläuft, dann kann SLA das richtige Verfahren für Sie sein. Wenn Sie allerdings hochqualitative Bauteile für industrielle Anwendungen brauchen, dann sollten Sie über FDM nachdenken. Maßgeschneiderte Vorrichtungen und Aufnahmen, die für den Einsatz in einem Fertigungsumfeld gedacht sind, müssen die gewünschte Funktionalität aufweisen. Es ist aber nicht erforderlich, dass sie auch kosmetisch einwandfreie Oberflächen besitzen. Mit dem grundlegenden Verständnis der späteren Anwendung können Sie Erwartungen und Ansprüche definieren und festlegen, welche 3D-Drucktechnologie die für Sie am besten geeignete ist.

Anwendungen & Branchen

Laut AMFG nimmt die Nutzung des 3D-Drucks in Fertigungsstätten weltweit zu; über 70 % der befragten Unternehmen gaben an, neue Anwendungen für den 3D-Druck gefunden zu haben (Sculpteo, 2019). Die Anzahl der Hersteller, die 3D-Druck für die Herstellung von Serienbauteilen nutzen, hat sich von 2018 auf 2019 verdoppelt, und bei einer jährlichen Wachstumsrate von 18,2 - 27,2 % beträgt das für 2022 erwartete Marktvolumen über 20 Mrd. Euro. Der 3D-Druck wird hierbei von einer Vielzahl an Industrien, Anwendungen und Use-Cases vorangetrieben.

Luft- und Raumfahrt

In ihren Teilbereichen Luftfahrt, Raumfahrt und Satellitenentwicklung stellt die Luft- und Raumfahrtindustrie eine Herausforderung für den Einsatz und die Umsetzung der 3D-Drucktechnolgie dar. Die strengen Anforderungen bezüglich Funktionalität schränken den Einsatz von SLA-3D-Druck ein, weil die nutzbaren Materialien keinen Einsatz in rauen Umgebungen zulassen.

Hochentwickelte thermoplastische Materialien, wie sie bei FDM verwendet werden, weisen eine hohe Festigkeit oder auch ESD-Eigenschaften auf und werden in der Prototypenentwicklung und für die Fertigung von Teilen der Kabineneinrichtung genutzt. Die bereits erwähnte inhärente Möglichkeit des FDM-Drucks, leichte Strukturen zu erzeugen, stellt insbesondere im Rahmen der Anforderungen der Luft- und Raumfahrttechnik einen einzigartigen Vorteil dar.

FDM ★★★★★

SLA ★★

FDM 3D Printed Car Interior

Automobilbranche

In der Automobilbranche kommen oft ABS und Polypropylen für das Prototyping und auch für Serienbauteile zum Einsatz. Wenn es um die Herstellung von Prototypen, Vorrichtungen, Bohrschablonen und Bauteilen in geringen Stückzahlen geht, dann wird meistens zur FDM-Technologie gegriffen, weil diese Anwendungen hohe Anforderungen an die Robustheit und Langlebigkeit der Materialien stellen.

Auch die Möglichkeit, Materialien einzusetzen, die eine hohe Resistenz gegenüber Chemikalien aufweisen und ihre Eigenschaften beispielsweise auch nach dem Kontakt mit Benzin beibehalten, führt oft dazu, dass Ingenieure in der Automotive-Industrie gerne das FDM-Verfahren wählen. Allerdings besitzt SLA Vorteile, wenn durchsichtige Automobilteile gedruckt werden sollen, die bei Tests von Reflektoren und Beleuchtungssystemen zum Einsatz kommen.

FDM ★★★★★

SLA ★★

Konsumgüter

Die Konsumgüterindustrie umfasst einen riesigen Bereich – von Küchengeräten bis zu Spielzeug, und von Handwerkzeugen bis zu elektronischen Geräten. Eine schnelle Markteinführung ist äußerst wichtig, daher erfordert die Produktentwicklung kurze Iterationszyklen und sofortiges Feedback. Oft werden Produkte ausgewählten Kunden vor dem Launch präsentiert, und müssen in Form, Eignung und Funktionalität überzeugen.

Hier kommt es nicht selten vor, dass in der Prototypenentwicklung oder frühen Validierungsstufen beide Verfahren zum Einsatz kommen. So kann beispielsweise ein Handwerkzeug eine ABS-Kunststoffschale mit guten ESD-Eigenschaften besitzen, die mit einem weichen, SLA-gedruckten TPU-Griff kombiniert wird. Meist ist die Möglichkeit, mit SLA Teile in höherer Auflösung zu drucken als mittels FDM attraktiver für die Hersteller von Konsumgütern.

FDM ★★★

SLA ★★★★★

FDM vs SLS Healthcare: 3D Printed Wheelchair

Gesundheitswesen

Das Gesundheitswesen umfasst die Entwicklung von Medizinprodukten, Hilfsmittel für die Ausbildung und Anwendungen wie Dentalprodukte und Hörhilfen. Für gewöhnlich müssen Prototypen und finale Medizinprodukte sterilisierbar sein, d.h., dass die verwendeten Materialien in Autoklaven bestimmten Temperaturen widerstehen können müssen. Sowohl SLA als auch FDM bieten entsprechende Materialien, erfordern aber etwas Recherche.

Modelle und andere Hilfsmittel, die bei der Ausbildung zum Einsatz kommen, erfordern für gewöhnlich eine höhere Auflösung, da sie zur Kommunikation von Inhalten dienen – hier ist SLA ideal geeignet. In der Dentaltechnik wird fast ausschließlich SLA eingesetzt, bei Hörhilfen teilen sich SLA und FDM den Markt. Aufgrund der Anforderungen im Gesundheitswesen und der Bedeutung kleinster Strukturdetails ist hier SLA meist vorzuziehen.

FDM ★★★

SLA ★★★★★

Ausbildung

Forschungs- und Ausbildungseinrichtungen weltweit haben sowohl die FDM- als auch SLA-Technologie in großem Umfang eingeführt. Es gibt keine einzige Universität mehr, die nicht ihren eigenen Makerspace hätte, und selbst die meisten weiterführenden Schulen beginnen schon früh damit, den 3D-Druck auf verschiedene Weise in ihre Ausbildung zu integrieren. Üblicherweise wird er eingesetzt, um Studenten und Studentinnen an neue Technologien heranzuführen und ihre Selbstständigkeit zu entwickeln bzw. zu fördern.

Viele Forschende arbeiten daran, Materialeigenschaften zu verbessern und damit den 3D-Druck zu einer praktikablen Option für die Zukunft zu machen. In Forschung und Ausbildung setzen die meisten Universitäten und Lehreinrichtungen derzeit auf FDM, da die Kosten vergleichsweise niedrig und die Aufwände für das Equipment gering sind. Die Nachbearbeitung von SLA-Bauteilen kann sich schwieriger gestalten, sodass FDM die für Lernende besser geeignete Option ist. Zudem sieht es derzeit so aus, als würden sich die Materialoptionen für die FDM-Fertigung in Zukunft deutlich schneller erweitern.

FDM ★★★★★

SLA ★★★

Schlussfolgerung

Was wollen Sie mit ihrer Konstruktion erreichen? Welche Probleme wollen Sie heute mit dem 3D-Druck beheben? Und welche morgen? Welche Faktoren sind für Sie am wichtigsten, wenn Sie über den Kapitaleinsatz für neue Maschinen entscheiden? ROI, Produktivität, Innovation?

Um es kurz zusammenzufassen: FDM- und SLA-3D-Druck haben jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile, je nach Anwendungsfall. Wenn Sie größere Prototypen oder industriell eingesetzte Teile drucken wollen, dann sollten Sie aufgrund der Kostenvorteile und der möglichen Baugröße FDM in Betracht ziehen. Um den Anforderungen Ihrer Konstruktion am besten gerecht zu werden, überlegen Sie sich genau, welche Vorteile Ihnen das jeweilige Verfahren bietet. FDM-Teile bieten eine höhere Funktionalität, während SLA eine bessere Auflösung und höhere Genauigkeiten erlaubt.

Es gibt tausende von Beispielen für Unternehmen, die sich aus ebenso vielen Gründen für SLA oder FDM entschieden haben. Daher stellt auch dieser Überblick, so viel er auch an Informationen bieten mag, lediglich einen Ausschnitt des Gesamtbilds dar. Jede Industrie, jede Fertigungsstätte und jede Prototypenabteilung ist anders, und jede hat ihre Eigenheiten. Wir empfehlen Ihnen daher ein Gespräch mit einem unserer Experten um festzustellen, welche Lösung die beste für Sie ist.

Sprechen Sie mit einem 3D-Druck-Experten

Finden Sie heraus, welcher 3D-Drucker der richtige für Sie ist.

Jetzt Kontakt Aufnehmen

FAQ: Short Overview

Cookie Consent mit Real Cookie Banner