Gebräuchlichste Werkstoffe und Trends des industriellen 3D-Drucks in 2024

So beeindruckend die Entwicklungen im 3D-Druck hinsichtlich einer wachsenden Anzahl an Materialien und Verfahren sind, so erschweren sie doch auch die Entscheidung bei der Auswahl für das eigene Projekt. Um Sie bei der Suche nach dem passenden Material und Verfahren zu unterstützen, haben wir Ihnen eine kurze Übersicht über die gebräuchlichsten Werkstoffe zusammengestellt.

Außerdem finden Sie hier einen kurzen Ausblick auf die Trends des Jahres 2024. Insbesondere die wachsenden Möglichkeiten für Bauteile aus dem Metall-3D-Druck, die in ihren hochwertigen Oberflächen bereits mit herkömmlichen Fertigungsmethoden mithalten können, sollten im Blick behalten werden.

Die gebräuchlichsten Werkstoffe im 3D-Druck

Unter den pulverbettbasierten Verfahren ist das PA12 aus dem Selektiven Lasersintern das beliebteste Material, aufgrund seiner vielseitigen Einsetzbarkeit und großen Auswahl an Nachbearbeitungsmöglichkeiten. PA12 aus dem SLS wird am häufigsten chemisch geglättet, eingefärbt oder infiltriert benötigt.

Besteht der Bedarf, ein Bauteil mit transparentem Material zu drucken, so findet ClearVue aus dem Verfahren Stereolithographie (SLA) am häufigsten Anwendung.

Aus dem Bereich des Fused Deposition Modelling werden insbesondere die Standardmaterialien PLA und ABS sehr häufig genutzt, aber auch PETG und GreenTec gehören zu den beliebtesten Materialien des FDM.

Während im selektiven Laserschmelzen zur Zeit noch das Metall AlSi10Mg (Aluminium) am meisten bestellt wird, sind auch Edelstahl und Werkzeugstahl weiter auf dem Vormarsch.

Vorgehen bei der Entscheidungsfindung:

| Technische Eigenschaften definieren
| Prüfen, ob Zertifizierung notwendig ist
| Material eingrenzen
| Material-Auswahl auf der 3D-Druckplattform prüfen
| Auswahl treffen
| Kosten und Lieferzeiten prüfen

 

Welches 3D-Druck Material für welchen Einsatzzweck 

Serienbauteile
  • PA11 (SAF)
  • PA12 (SLS/MJF)
  • xCE-black (DLP)
 
Funktionale Prototypen
  • PA12 (MJF)
 
Formtests /Anschauungsteile
  • PLA (FDM)
  • PETG (FDM)
  • ABS (FDM)
Lebensmittelindustrie
  • PA12, chem (SLS)
  • PA11, blau (SAF)
  • GreenTec (FDM)
 
Besonders robuste Teile
  • PA12 (SLS/MJF)
 
Transparente Bauteile
  • ClearVue (SLA)
 
Hohe Wärmeformbeständigkeit
  • xPEEK (DLP)
Achtung: Geometrische Machbarkeit prüfen!
 
Beim SLA und DLP Verfahren müssen bei Bauteilen mit vielen Hohlräumen Stützstrukturen gesetzt werden. Bei der Konstruktion muss deshalb insbesondere darauf geachtet werden, dass diese Stützstrukturen möglichst nicht an funktionalen Oberflächen angesetzt werden. 

Das Bild hier im Beispiel ist aufgrund der Menge an Hohlräumen und Stützstrukturen eher für einen Druck im pulverbettbasierten Verfahren geeignet. 
Trend geht zum Metall 3D-Druck
 
Mehr und mehr Unternehmen setzen auf den Einsatz des Metall-3D-Drucks. Neben Konzernen der Luft- und Raumfahrt oder auch des Automobilbaus nutzen immer mehr klein- und mittelständische Unternehmen deren Vorteile. Dies über den Prototypenbau hinaus bis zur Kleinserienproduktion und auch in Kombination mit subtraktiven Verfahren. Zusätzlich erweitern neue Drucktechnologien und Legierungen bei geringeren Kosten den Einsatz dieser Technik” – 10.12.2023 | Hochschule Landshut
 
Diesen Trend zu Metallbauteilen kann auch im Rapid3D Netzwerk mehr und mehr beobachtet werden, da auch in diesem Bereich schon heute Oberflächen möglich sind, die mit den herkömmlichen Fertigungsmethoden mithalten können.
 
 Weitere Trends für das Jahr 2024
 
| Materialinnovationen: Materialien werden immer weiter erforscht und kommen immer dichter an die Qualitäten herkömmlicher Verfahren heran
 
| Nachhaltigkeit und Recycling: Insbesondere im FDM und PLA sind biologisch abbaubare Materialien verfügbar und auch das Recycling wird immer besser, was in der Außenwirkung einen merklich positiven Effekt haben kann
 
| Erweiterung des Anwendungsbereiches: Weiterentwicklungen von Materialien und Technologien ermöglichen einen stetig wachsenden Umfang an Anwendungsbereichen wie z. B. in die Bereiche Luft- und Raumfahrt sowie Medizintechnik
 
| Großformatdruck: Kann eine zusätzliche Erweiterung des Anwendungsbereiches auf Bauwesen und Architektur, Luft- und Raumfahrt sowie Schiffs- und Fahrzeugbau ermöglichen
 
| On-Demand-Fertigung: Verringerung der Lieferkosten bei Produktion nach Bedarf 
 
| Verbesserung der Druckgeschwindigkeit: Meist schnellere Verfügbarkeit als bei Produktion mit herkömmlicher Fertigung

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