FDM und SLA im Vergleich – Aufschlüsselung der 3D-Druckverfahren

Vorteile von FDM

Es gibt eine Reihe von FDM-Thermoplasten und Filamenttypen, die praktisch jede Branche und jeden Anwendungsbereich abdecken. FDM-3D-Drucker verfügen über ein größeres Bauvolumen als SLA-Drucker und können dadurch neben der Herstellung von Prototypen als gebrauchsfertige Teile und Modelle in voller Größe auch bestimmte Aufgaben der additiven Fertigung in kleinen Stückzahlen übernehmen.

Herkömmliche Filamente entwickeln sich ständig weiter und erhalten Eigenschaften wie Säure- und Chemikalienbeständigkeit, sind reibungsarm und besitzen eine hohe Festigkeit. Neuere FDM-Filamente enthalten Kurzfasermischungen wie Polycarbonat und Karbonfasern, um kräftige, leichte und formstabile Teile herzustellen. FDM-3D-Drucke können von kleinen Ersatzteilen für Oldtimer bis hin zu Werkzeugen und Vorrichtungen für die Luft- und Raumfahrtindustrie reichen und sind daher die erste Wahl für Objekte, die wichtige mechanische Funktionen übernehmen und eine hohe Leistungsfähigkeit erfordern. Einige FDM-Drucker wie der FX20 und die Industriedrucker der X7-Serie von Markforged sind in der Lage, mit einer Schichthöhe von 50 Mikrometern zu drucken. Dadurch überwinden sie die typischen Eigenschaften von FDM-Teilen und besitzen nicht oder nur minimal sichtbare Schichten und eine glatte, gleichmäßige Oberfläche.

Bei der Verwendung von Markforged-Druckern der Desktop- oder Industrieserie sind Konfigurationselemente wie die Auswahl des richtigen Materials, der Einstellungen und der Hardware bereits eingestellt, sodass keine Benutzerkonfiguration erforderlich ist, um Delaminierung und falsche Filamentablagerungen zu verhindern und die richtige Druckgeschwindigkeit zu ermitteln. Auch wenn weiterhin sichergestellt werden muss, dass ein Teil für den Druck geeignet ist, muss keine Anpassung der Temperaturen oder Geschwindigkeiten vorgenommen werden, um einen erfolgreichen Druck zu gewährleisten.

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Nachteile von FDM

Aufgrund der allgemein geringeren Druckauflösung von FDM sind manchmal selbst bei feinen Detaileinstellungen Schichtlinien auf der Oberfläche sichtbar. Das auch als „Verrippen“ bekannte Phänomen erfordert eine Nachbearbeitung mittels Polieren oder Schleifen, um eine ähnlich glatte Oberfläche wie beim SLA-Druck zu erhalten. Wenn Sie hochfeste Prototypen herstellen und keinen großen Wert auf Oberflächendetails legen, spielt dies keine Rolle.

Typischerweise ist der FDM-3D-Druckprozess auch anfällig für Temperaturschwankungen, die dazu führen, dass das thermoplastisches Filamentmaterial langsamer/schneller abkühlt und eine Delaminierung der Oberfläche (Schichtablösung, Verziehen) verursacht. Der FDM-Prozess umfasst eine ganze Reihe beweglicher Teile, die alle zusammenarbeiten müssen, um das Objekt zu formen. Jedes Problem mit dem Druckkopf, dem Extrusionssystem oder der Hot-End-Baugruppe führt letztendlich zu Problemen beim Druck. Deshalb ist beim Vorbereiten und Slicen Ihres 3D-Modells sorgfältig auf die Druckeinstellungen, die Hardware und die Materialspezifikationen zu achten.

Vorteile von SLA

Teile aus SLA-3D-Drucker können mit Auflösungen von bis zu 25 Mikrometern gedruckt werden. Solch glatte und detaillierte Oberflächen können von FDM-Druckern nicht erreicht werden und ähneln Spritzgussteilen. Das Verfahren eignet sich am besten für Präsentations- oder Proof of Work-Konzeptmodelle, organische Strukturen, Teile mit komplexen Geometrien, Figuren und andere Prototypen mit einzigartigen Formen.

Dank des unglaublich genauen Aushärtungsprozesses der UV-Laser erfüllen SLA-3D-Drucke engere Maßtoleranzen. Grund dafür ist die fehlende thermische Ausdehnung während des Verschmelzens der Schichten, wodurch es ideal für extrem genaue Prototypen wie Schmuckgegenstände, medizinische Implantate, komplizierte Architekturmodelle und andere kleine Bauteile macht.

Nachteile von SLA

Aufgrund der spröden Eigenschaften von ausgehärtetem Harz sollten Teile, die mechanischer oder zyklischen Belastungen ausgesetzt sind, nur mit SLA-Harzformulierungen von höchster Qualität hergestellt werden. Für filigrane, detaillierte Strukturen zu Präsentationszwecken wie kosmetische Prototypen sind hingegen die meisten Standardharze ideal geeignet. Es gibt heute kein SLA-Harz auf dem Markt, das in Bezug auf Festigkeit und mechanische Leistung mit Filamenten wie Polycarbonat, Nylon oder anderen festen FDM-Materialien vergleichbar ist.

SLA-3D-Druckharze kosten in der Regel mehr und ergeben weniger Teile pro Harzmenge als FDM-3D-Druckfilamentspulen. Sie haben im Vergleich zu FDM-3D-Druckern ein deutlich geringeres Bauvolumen und sind nicht für die Massenfertigung geeignet.

Im ersten Schritt muss das geeignetste Werkzeug für die jeweilige Aufgabe ausgewählt werden. FDM und SLA haben beide ihre Vorteile und können für völlig unterschiedliche Aufgaben oder in Kombination bei der Herstellung mehrteiliger Baugruppen verwendet werden. Wenn Sie Prototypen mit feinen Merkmalen erstellen möchten, sind FDM-Drucker besser geeignet als SLA-Drucker. Ansonsten sind FDM-Drucker vielseitiger und können zur Herstellung von Teile im gesamten Produktionsprozess vom Entwurf über die Herstellung bis zur Wartung verwendet werden.

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