3D Printing

Vom 3D Druck habe ich mal gehört, mich aber nicht weiter mit beschäftigt. Das sah alles viel zu kompliziert aus. Und wie ausgereift ist die Technik überhaupt schon?

Das waren damals meine Gedanken zum Thema 3D Druck, bis mir meine Frau zu meinem letzten Geburtstag, überraschenderweise einen 3D Drucker für meine Customizing Arbeiten geschenkt hat. Offensichtlich hat sie sich, mit meinem Hobby und dem Thema mehr auseinander gesetzt als ich.

Nun blieb mir gar keine andere Wahl als mich mit der Materie auseinander zu setzten. Ich habe mich mit Hilfe von YouTube Videos, sowie verschiedenen Foren, Rumspielen und Testen in das Thema eingearbeitet und siehe da: es war gar nicht so schwierig und kompliziert wie ich anfangs gedacht habe. Eigentlich sogar ganz einfach!

Beim 3D Druck unterscheidet man zwischen zwei Techniken. Dem FDM Druck mit Filament und dem LCD/SLA/DLP Druck mit UV Resin.

Beide Techniken sind sehr unterschiedlich und bringen natürlich Ihre Vor- und Nachteile mit sich, auf die ich in diesem Beitrag näher eingehe.

Auch die Unterschiede und die Anwendungsbereiche der beiden Drucktechniken werden hier aufgelistet. Abschließen möchte ich mit einem Fazit, was wir am besten für unser Hobby nutzen können.

Die Techniken kurz Erklärt

Zunächst einmal der FDM Druck der wohl den meisten bekannt ist.

FDM Drucker bestehen im Wesentlichen aus drei wichtigen Elementen:

dem Druckbett auf dem das 3D Modell gedruckt wird,
dem Filament was von einer Rolle (sieht aus wie eine Filmrollen von alten Kinoprojektoren) geliefert wird und
dem Druckkopf, der das Filament erhitzt, schmelzt und dann Schicht für Schicht wie aus einer Spritze auf dem Build Plate absetzt. Hierbei bewegt sich der Kopf in 3 Dimensionen auf X, Y und Z Achse.

Die Technik ist kompatibel mit vielen thermoplastischen Polymeren wie PLA, Polycarbonat, PET, Nylon und vielen weiteren Filamenten auf Basis von Holz, Metallen, Stein und anderen Materialien, die leitfähig und biologisch abbaubar sind.

Der LCD/DLP/SLA Druck mit UV Resin hingegen funktioniert komplett anders: Der Drucker besteht aus einem Monitor, auf der die Wanne/Tank für das Resin sitzt und dem Build Plate welches sich auf der Z Achse rauf und runter bewegt.

Das flüssige Resin wird in die dafür vorgesehene Wanne gegeben. Je nach Technik wird das Display durch einen Laser (SLA), einen kleinen Projektor (DLP) oder UV LED (LCD) beleuchtet. Bei der DLP und LCD Technik wird auf dem Display die einzelnen Schichten des Drucks in Bildern Dargestellt und die Pixel die Bildinformationen enthalten werden mit UV Licht beleuchtet und härten an den Stellen das Resin Schicht für Schicht aus. Bei der SLA Technik ist einer Laser unter dem Screen, der sich bewegt und die Bilder zeichnet. Dabei setzt sich das gehärtete Resin auf der Build Plate ab die nun Schicht für Schicht mit 0,05mm auf der Z Achse nach oben fährt, bis das 3D Modell vollständig gedruckt ist.

Wie beim Filament gibt es auch beim Resin unterschiedliche stärken jedoch nicht ganz so viel Auswahl wie beim Filament.

Vor- und Nachteile der Techniken sowie Einsatzbereiche

FDM Druck

Einer der größten Vorteile der FDM Technik ist sicherlich die große Auswahl an verschiedenen Druckmaterialien in verschiedenen Farben und Materialstärken. Von sehr flexibel und weich bis hin zu sehr stabil und stark gibt es hier alles. Daher gibt es auch viele Einsatz- und Anwendungsbereiche für den FDM Druck.
Ein weiterer Vorteil des FMD Drucks sind die Anschaffungskosten, vor allem wenn es um größere Drucker geht. Vergleichbare große Resin Drucker sind weitaus teurer als FDM Drucker.

Ein wichtiger Nachteil – je nach Einsatzbereich für den FDM Druck – ist die geringe Detailgenauigkeit der gedruckten Modelle
Man kann die einzelnen Druckschichten deutlich sehen und diese müssen mit einem Filler und durch schleifen mit Sandpapier nachbearbeitet werden, da man diese sonst auch noch nach dem Lackieren/Bemalen sehen würde
Druckzeit und Druckmenge. Beim FDM kann pro Druck immer nur ein einzelnes 3D Modell/Objekt gedruckt werden

FDM Drucker kommen wegen der großen Auswahl an verschiedenen Materialien vor allem für den Druck von Werkzeugen, Ersatzteilen, Prototypen und anderen Objekten, die einer großen Belastung standhalten müssen, zum Einsatz. Im Hobby können FDM Drucker aufgrund der Größe gut für den Druck von Teilen für Cosplay Kostümen eingesetzt werden.

LCD/DLP/SLA Druck

Hohes Detail auch bei kleinsten Teilen
Druckzeit ist kürzer als beim FDM und es können auf einem Bild Plate in einem Druck auch mehrere Teile gleichzeitig gedruckt werden. Dies spart eine Menge Zeit. Die Druckzeit erhöht sich dadurch nicht.

Nicht so viel und nicht so harte/starke und widerstandsfähige Materialien wie beim FDM
Große Consumer Drucker wieder Phrozen Transform sind teuer
Sehr aufwendige Nachbearbeitung der Resindrucke mit Isopropanol und Aushärtung unter UV Licht
Handling des Resins mit Atemschutzmaske und Handschuhen

LCD/DLP/SLA Druck kommt professionell zum Beispiel in der Zahntechnik und überall dort zum Einsatz, wo ein großer Wert auf ein hohes Detail gelegt wird wie beispielsweise in der Modeschmuck-Industrie oder beim professionelle Drucken von Tabletop Minifiguren.

Mein Fazit

Gerade durch den hohe Detailgrad setzen immer mehr Customizer einen Resin Drucker für den Druck von Figuren, Rüstungsteilen, Waffen, Props oder Dioramen ein.

Auch ich empfehle einen Resin Drucker gerade für den Druck von so kleinen und filigranen Teilen im Scale 1:6 und 1:12 zu 100%. Die Technik ist was die Detailtreue angeht der Filament Technik weit überlegen.

In meinem nächsten Beitrag konzentrieren wir uns daher stärker auf den DLP Druck mit Resin und gehen hierbei alle wichtigen Schritte für einen erfolgreich Druck durch. Zudem werde ich euch Tips und Tricks zu benötigten Materialien, Software und Einstellungen geben.