FDM vs. SLA

Just3dp zeigt Ihnen die Vor- und Nachteile der zwei unterschiedlichen 3D-Druck Technologien, vergleicht sie und erklärt welche Technologie für welchen Einsatz die richtige ist.

Erläuterung der Methoden FDM und SLA / DLP

FDM oder FFF Methode

Bei der FDM Methode, FDM steht für "Fused Deposition Modeling" (Schmelzschichtverfahren) oder FFF Methode ("Fused Filament Fabrication") wird das Druckmaterial in Schichten aufeinander aufgebaut, um das 3D Objekt zu drucken. Während des 3D Drucks wird das Kunststoff-Filament durch einen heißen Extruder zugeführt und geschmolzen damit es präzise vom Druckkopf aufgebracht werden kann. Das geschmolzene Filament wird Schicht für Schicht im Druckbereich hinzugefügt, um das Werkstück aufzubauen. Es gibt eine breite Masse an FDM 3D-Druckern in verschiedenen Preisklassen, angefangen bei wenigen hundert Euro für Selbstmontagedrucker (Baukits) oder No-Name Drucker. Für den Einsatz im Büro oder in der Industrie kommen hochwertige Drucker wie von Leapfrog, Kühling&Kühling oder Markforged in Frage. Filamentspulen sind relativ günstig zu erhalten. Diese Faktoren machen die FDM 3D-Drucker so beliebt unter Heimwerkern und Privatanwendern.

SLA- & DLP-Methode

SLA ist die Abkürzung für StereoLithoGraphy. Wie die FDM Methode ist auch SLA eine additive Methode. Das Modell wird Schicht für Schicht erstellt. Bei der SLA Methode werden jedoch lichtempfindliche Photopolymere in flüssiger Form verwendet. Diese werden mit Licht oder UV-Licht gehärtet. SLA Drucker bauen die Modelle in der Regel von oben nach unten auf. Die Bauplattform hebt das Modell nach oben aus dem Resin (Druckerflüssigkeit) heraus und ein Laser "malt" das Objekt in die Flüssigkeit. Dadurch sind SLA-Drucker normalerweise langsamer als DLP-Drucker (Digital Light Processing), denn bei der DLP-Methode wird immer eine komplette Schicht auf einmal gehärtet. Die Lichtquelle ist ein Beamer. Diese Projektoren sind verlässlicher und einfacher zu handhaben als Lasersysteme.

FDM vs. SLA: Der Vergleich

Materialien und Farben

FDM-Methode

FDM-Drucker benutzen üblicherweise PLA oder ABS Filamente. Manche FDM 3D-Drucker können sogar Nylon und eine Auswahl an PLA Mischungen, wie mit Holz, Keramik, Metallen, Karbonfasern, usw. verarbeiten. Die Filamente sind in verschiedenen Farben erhältlich.

Für die meisten FDM 3D-Drucker können Standard-Filamentspulen verwendet werden, die in zwei standardisierten Größen (∅ 1,75 oder 2,85 mm) von verschiedenen Herstellern angeboten werden. Einige wenige Drucker, wie z.B. der Zortrax M300, nutzen eigenes Filamentmaterial. Diese sind normalerweise teurer als Standard-Spulen, liefern allerdings eine bessere Qualität. Weitere Informationen zu den verschiedenen Filamenten in unserem JUST3DP Shop

SLA- & DLP-Methode

Für SLA und DLP 3D-Drucker gibt es lediglich eine geringe Auswahl an Resins. Diese sind in der Regel auf den Drucker abgestimmt und können nicht für andere 3D-Drucker verwendet werden.

Die Auswahl an Farben ist derzeit noch sehr begrenzt. Formlabs bietet z.B. nur schwarzes, weißes, blaues, graues und transparentes Resin an. Photocentric bietet derzeit außer schwarz, grau und natural auch rot und grün an.

Das Angebot an Resins ist von den Herstellern auf die Kundenwünsche angepasst und schließt nicht aus, dass es künftig erweitert wird.

Mehr Infomationen zu den Resins finden Sie auch in unserem JUST3DP Shop.

Präzision und Glätte

Auflösung bei der FDM-Methode

Bei FDM-Druckern ist die Auflösung von dem Durchmesser der Düse und der Genauigkeit der Extruderführung in der x- und y-Achse abhängig. Die Genauigkeit und Ebenmäßigkeit der gedruckten Modelle wird noch von anderen Faktoren beeinflusst. Die Verbindung zwischen den gedruckten Schichten ist nicht so fest ist wie beim SLA 3D-Druck und das Gewicht der oberen Schichten kann die unteren zusammendrücken. Dadurch können mehrere Schwierigkeiten im Druck auftauchen, z.B. Warping, ungenaue Schichtpositionierung, Verschiebung von Schichten, Schrumpfung des unteren Bereichs. All das beeinträchtigt die Präzision und Ebenmäßigkeit der Oberfläche.

Auflösung von SLA & DLP 3D-Druckern

SLA und DLP 3D-Drucker produzieren konstant höhere Auflösungen der Objekte und erstellen genauere Ergebnisse als FDM Drucker. Der Grund dafür ist, dass die Auflösung nicht vom Durchmesser einer Düse abhängig ist, sondern vom Lichtstrahl des Projektors, der um ein vielfaches kleiner ist. Zudem lastet während des Druckprozesses weniger Druck auf dem Modell. Dadurch entsteht eine glattere Oberfläche. SLA 3D-Drucker können Details wiedergeben die ein FDM 3D-Drucker nie abbilden kann.

Ein Hauptargument für einen SLA 3D-Drucker ist definitiv die Auflösung und die Ausgabe von Details im 3D-Druck.

Anhaftung und Entfernung vom Träger nach dem 3D-Druck

Anhaftung bei FDM 3D-Druckern

Die Anhaftung ist normalerweise bei FDM 3D-Druckern kein Problem. Die Objekte können ohne Probleme von der Plattform gelöst werden. Falls das Modell auf der Platte anhaftet, kann es mit Hilfe einer Spachtel entfernt werden.

Anhaftung bei SLA / DLP 3D-Druckern Bei SLA / DLP 3D-Druckern (wie Formlabs Drucker oder 3D-Drucker von Photocentric) kann es mitunter schwierig sein das Modell von der Plattform zu lösen. Der Grund dafür ist, dass einiges an Resin auf der Plattform verbleibt. Um das Objekt zu entfernen braucht es einen Spatel und etwas mehr Kraft zum Lösen als beim FDM-Drucker.

Aus diesem Grund ein paar Hersteller eine neue Idee entwickelt: Einer nutzt Sauerstoff um eine sogenannte "Tote Zone" um das Druckmodell herum zu erstellen. Der Sauerstoff hält das Resin davon ab auf der Oberfläche des Modells auszuhärten.

Ein anderer Hersetller hat die Positionierung des Projektors verändert. Dieser befindet sich jetzt unterhalb des Resin-Bads anstatt darüber. Ob das die Lösung für das Problem ist, wird sich noch herausstellen.

Nachbearbeitung nach dem 3D-Druck

Nachbearbeitung bei der FDM Methode

Nach abgeschlossenem Druck mit der FDM-Methode muss das Supportmaterial und überschüssiges Material entfernt werden. Entweder geschieht dies mit den Fingern oder mit Hilfe von Werkzeugen (Cutter, Zange, Pinzette). Für eine glattere Oberfläche kann das Objekt eventuell geschmiergelt werden, je nachdem welches Material gedruckt wurde.

Nachbearbeitung bei der SLA / DLP-Methode

Bei Objekten die mit einem SLA 3D-Drucker erstellt wurden müssen noch anhaftende Reste des Resins entfernt werden. Das geht am Besten über ein Bad in Isopropylalkohol. Um ihre Hände vor dem Resin und Alkohol zu schützen, sollten Gummihandschuhe beim Entfernen der Modelle aus dem Drucker verwendet werden. Je nach Modell kann es sein, dass ebenfalls Supportmaterial vorhanden ist, welches wie beim FDM-Druck entfernt werden muss.

Druckkosten

Druckkosten beim FDM 3D-Druck

Das einzige Verbrauchsmaterial bei der FDM-Methode sind die Filamentspulen. Wie bereits erwähnt, nutzen die meisten Drucker die selben standardisierten Filamentrollen. Die Preise für die Spulen sind in den letzten Jahren immer günstiger geworden. Spezielle Rollen kosten natürlich mehr.

Druckkosten beim SLA / DLP 3D-Druck

Beim SLA und DLP-Druck wird nicht nur das Resin verbraucht. Bei SLA 3D-Druckern, wie bei der Form-Serie, muss der Resintank ausgetauscht werden, nachdem 2 - 3 Liter Resin gedruckt wurden. Der Grund dafür ist, dass der Tank innen über die Zeit verschmutzt, so dass die Lichtquelle irgendwann das Bild nicht mehr präzise in das Resinbad projezieren kann.

Eine andere Komponente die von Zeit zu Zeit getauscht werden muss, ist die Bauplattform, da sie mit der Zeit durch das Entfernen der Objekte stark verkratzt. Wie oft diese getauscht werden muss hängt von der Nutzung ab.

Das Resin ist auf den ersten Blick zwar teurer als Filamente, jedoch ist es immer von dem gedruckten Modell abhängig wie hoch der Verbrauch an Druckmaterial ist. Je nach Anwendung kann es sein, dass man mit der SLA Methode weniger Resin verbraucht als Filament mit der FDM-Methode.

FDM oder SLA / DLP. Welche Methode ist die Richtige?

In Kürze zusammengefasst: Wenn sie eine hohe Auflösung und glatte Oberfläche wollen und die Druckkosten eine untergeordnete Rolle spielen, nutzen sie einen SLA oder DLP 3D-Drucker. Wenn die Druckkosten eine große Rolle spielen, nutzen sie einen FDM 3D-Drucker.

Wobei man allerdings sagen muss, dass mit den neuen 3D-Druckern von Photocentric die Druckkosten nur zu einem gewissen Grad ins Gewicht fallen. Für diesen Drucker gibt es Resins zu einem Bruchteil der Kosten für das Resin von Form 1+.

Einsatz der FDM-Methode

• Schnelle Prototypenerstellung
• geringe Kosten für die Modelle
• Für Experimente im 3D-Druck
• Wenn Präzision und Oberflächenbeschaffenheit zweitrangig sind

Einsatz der SLA / DLP-Methode

• Wenn komplexe Details und / oder ebenmäßige Oberflächen ausschlaggebend sind
• Wenn Wiederstandsfähigkeit und Haltbarkeit der Modelle nicht so wichtig sind, da die Modelle durch Lichteinstrahlung altern
• Für die Erstellung von Gussformen für die Massenproduktion, z.B. Schmuck- oder Spielzeughersteller

Wir wünschen Ihnen viel Spaß bei all Ihren Projekten.

Seien Sie kreativ – von virtuell zu real

Ob Sie einen 3D-Drucker für den Modellbau, zum Anfertigen von Prototypen oder zur Herstellung von Schmuck benötigen, bei JUST3DP werden Sie sicher fündig.

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Das Titelbild ist eine Collage aus zwei Bildern von Stefan Schweihofer und Hans Braxmeier, via Pixabay.