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Selektives Laserschmelzen (SLM)

Beim selektiven Laserschmelzen werden die Pulverpartikel durch einen Laser vollkommen aufgeschmolzen, sodass sich diese lokal verbinden. Es wird empfohlen, Überhänge mit einem Winkel > 45° abzustützen, um einen thermischen Verzug zu vermeiden. Typischerweise kommen Metallpulver aus beispielsweise Titan, Aluminium oder Edelstahl zum Einsatz, wobei auch Kunststoffe verwendet werden können.

Die Vorteile bei der Nutzung des SLM-Verfahrens liegen in den sehr guten mechanischen Eigenschaften der Bauteile begründet, da ein nahezu homogenes Gefüge entsteht. Zudem können Metalle verarbeitet werden. Nachteilig sind die hohen Material- und Anlagenkosten. Auch wenn ein nahezu homogenes Gefüge entsteht, weisen die Bauteile nach dem Druck anisotrope Eigenschaften auf. Zudem ist die Oberfläche der hergestellten Bauteile nicht glatt, sondern leicht rau.

Selektives Lasersintern (SLS)

Ähnlich wie beim selektiven Laserschmelzen wird beim selektiven Lasersintern das Pulver durch einen Laserstrahl zum Schmelzen gebracht. Der Unterschied liegt jedoch in der eingebrachten Leistung, welche beim selektiven Lasersintern deutlich geringer ist. Die Partikel werden nicht vollkommen aufgeschmolzen, sondern nur angeschmolzen wodurch ein poröser Stoffzusammenhalt entsteht. Beim selektiven Laserschmelzen werden häufiger Metalle verarbeitet, wohingegen beim Lasersintern in den meisten Fällen Kunststoffe oder Keramiken verarbeitet werden. Zu den Kunststoffen zählen unter anderem Polyamid 11 und 12.

Durch den geringeren Energieeintrag wird dem thermischen Verzug entgegengewirkt wodurch keine Stützstrukturen benötigt werden. Zudem ist der Prozess schneller und Anlagen- sowie Materialkosten etwas geringer. Ebenso wie beim SLM-Verfahren weisen mit dem SLS-Verfahren hergestellte Bauteile eine raue Oberfläche auf.

Elektronenstrahlschmelzen (EBM)

Das Elektronenstrahlschmelzen ähnelt dem selektiven Laserschmelzen sehr. Wie der Name schon sagt, kommt jedoch beim Elektronenstrahlschmelzen kein Laserstrahl, sondern ein Elektronenstrahl zum Einsatz. Aufgrund der höheren möglichen Energiedichte werden mit dem EBM-Verfahren Materialien verarbeitet, die im SLM-Verfahren nicht verarbeitet werden können. Zu diesen zählen spezielle Nickel- und auch Titanlegierungen. Die Vorteile der hohen Energiedichte bringen jedoch Nachteile bzgl. höherer Anlagenkosten mit sich.

Multi Jet Fusion (MJF)

Das von HP patentierte Multi Jet Fusion-Verfahren ist im Grundsatz dem Binder Jetting sehr ähnlich. Auch hier werden über Drückkopfe Flüssigkeiten aufgetragen, bei denen es sich jedoch nicht um einen Klebstoff, sondern wärmeleitende bzw. wärmehemmende Flüssigkeiten handelt. Nach dem Auftrag wird die Schicht mit Infrarot-Licht erwärmt. Dabei verschmelzen die Partikel, welche mit dem "Fusing Agent" benetzt wurden, wobei alle anderen Partikel, insbesondere die Partikel, welche mit dem "Detailling Agent" benetzt wurden, nicht verschmelzen. Hierdurch wird Schicht für Schicht das Bauteil aufgebaut. Typischerweise entstehen auf diesem Weg Bauteile aus PA 12 oder PA11.

Die entstandenen Bauteile sind in der Regel mechanisch belastbar, besitzen isotrope Eigenschaften und können ohne Stützstrukturen gedruckt werden. Schließlich weisen auch im Multi Jet Fusion-Verfahren hergestellte Bauteile eine leicht raue Oberfläche auf.

Binder Jetting (BI)

Aufgrund seiner Ähnlichkeiten zum 2D-Druck Verfahren ist das Binder Jetting auch als "3D-Druck" bekannt. Hierbei wird Klebstoff auf der Pulverschicht aufgetragen, wodurch sich die umliegenden Pulverpartikel verbinden. Die Parallele zum 2D-Druck liegt in der Art und Weise des Auftrags begründet, da der Klebstoff über Inkjet Druckköpfe aufgebracht wird. Grundsätzlich können alle Pulver auf diese Weise verarbeitet werden, wobei hauptsächlich Gipspulver oder Kalkpulver verwendet werden.

Als Vorteile sind die schnelle Verarbeitungsweise zu nennen, sowie die Möglichkeit ohne Stützstrukturen zu drucken. Auch vollfarbige Drucke sind realisierbar, wobei die Bauteile nach dem Druck mechanisch nicht belastbar sind. Auch im Binder Jetting hergestellte Bauteile weisen eine raue Oberfläche auf.

Stereolithografie (SLA)

Beim SLA-Verfahren werden Kunstharze aus einem Tank mit einem Laser oder einem UV-Licht präzise an der notwendigen Stelle ausgehärtet. Schicht für Schicht entsteht so das Bauteil, wobei der Laser, wie auch bei den pulverbettbasierten Verfahren, die Geometrie einer Schicht Stück für Stück abfährt. Die Bauplattform befindet sich dabei im Kunstharztank und wird je nach Verfahren aus diesem herausgezogen oder immer weiter im Tank heruntergefahren.

Im SLA-Verfahren hergestellte Bauteile sind sehr präzise, wobei in den allermeisten Fällen eine Stützstruktur bei der Herstellung verwendet werden muss. Es besteht die Möglichkeit, vollkommen hohle Bauteile herzustellen. Die Bauteilkosten sind in den meisten Fällen höher als Bauteile, die im FDM-Verfahren hergestellt wurden.

Digital Light Processing (DLP)

Im Unterschied zum SLA-Verfahren wird im DLP-Verfahren die Geometrie einer Schicht nicht mit einem Laser abgefahren, sondern mit einem Beamer auf die Schicht projiziert. Aus diesem Grund können Bauteile deutlich schneller auf Kosten der Präzision hergestellt werden. 

Polyjet bzw. Mutli-Jet-Modeling (MJM)

Beim Polyjet-Verfahren befindet sich das Harz nicht in einem Tank, sondern in einem Druckkopf. Entsprechend wird die Bauplattform nicht von Harz umgeben, sondern vom Druckkopf das Harz zuerst dort, wo sich das Bauteil befindet, positioniert und anschließend direkt ausgehärtet.

Es ist eines der genausten Verfahren aber auch eines der teuersten Verfahren. Auch bei diesem Verfahren sind Stützstrukturen notwendig, welche nach dem Druck entfernt werden müssen.