Welches Material nutze ich für meinen Drucker?

Die Zahl der additiven Fertigungstechnologien im 3D-Druck nimmt stetig zu, und immer mehr Materialien stehen zur Verfügung – von Standardkunststoffen bis zu Metallpulver. Entscheidend für das richtige Material ist der Verwendungszweck: Jede Materialklasse hat eigene Vor- und Nachteile. Der zweite wichtige Faktor ist die Hardware – nicht jeder Drucker kann mit jedem Material umgehen.

Kunststoffe (FDM)

FDM (Fused Deposition Modeling) gehört zu den bekanntesten 3D-Druckverfahren und findet zunehmend Anklang im Hobbybereich.

Kunststofffilamente wie PLA, PETG, ABS und viele weitere Zusammensetzungen unterscheiden sich in Eigenschaften wie Witterungsbeständigkeit, UV-Resistenz oder chemischer Beständigkeit. Gemeinsam ist ihnen: Mit den passenden Temperatureinstellungen lassen sie sich im 3D-Drucker zu einem Teil formen.

Vereinfacht gesagt: Der Kunststoff wird geschmolzen und Schicht für Schicht aufgetragen. Je feiner die Schichthöhe, desto weniger sind die einzelnen Schichten mit bloßem Auge sichtbar – dafür verlängert sich die Druckzeit deutlich. Auch Infill (Füllgrad) und Wandstärke beeinflussen die Druckzeit zusätzlich.

Filament sollte möglichst trocken gelagert werden, etwa in einer Box mit Trockenmittel, da Kunststoffe generell Luftfeuchtigkeit aufnehmen – das macht sich sonst im Druckbild bemerkbar. Deshalb werden auch beheizte Trockenboxen empfohlen.

Bei Bowden-Extrudern wird meist empfohlen, das Filament von der Seite zuzuführen, bei einem Direct-Extruder ist eine Zufuhr von oben von Vorteil.

Elastische Filamente wie TPU lassen sich mit einem Bowden-Extruder nur bedingt drucken: Der lange Weg zwischen Antriebsrädern und Hotend kann dazu führen, dass das flexible Filament nicht genug Kraft hat, um zuverlässig durch die Düse gedrückt zu werden, und sich stattdessen im PTFE-Schlauch verdreht.

Resin/Harz (SLA)

SLA (Stereolithografie) ist eines der ältesten 3D-Druckverfahren und hat sich in seinem Grundprinzip kaum verändert.

Dabei wird Resin (meist mit einer Belichtungswellenlänge um 405 nm) in einen Behälter gefüllt. Nach dem Druckstart fährt die Bauplattform von oben in den Behälter und hält an der ersten Schichthöhe an. Von unten härtet UV-Licht die jeweilige Schicht an der Plattform aus. So baut sich der Druck schichtweise auf, bis das fertige Objekt kopfüber an der Plattform hängt und mit einem Spachtel gelöst werden kann.

Das fertige Objekt muss anschließend in einer Wash&Cure-Station mit IPA gewaschen und danach mit UV-Licht nachgehärtet werden.

Mit diesem Verfahren lassen sich sowohl detailreiche Skulpturen als auch belastbare Funktionsteile herstellen. Das verwendete Harz ist in vielen Farben erhältlich, auch transparentes oder flexibles Resin lässt sich mit passenden Einstellungen gut drucken.

Metall (SLM/DMLS)

Für Metallteile kommen Verfahren wie SLM (Selective Laser Melting) oder DMLS (Direct Metal Laser Sintering) zum Einsatz – oft umgangssprachlich vereinfacht als "Metall-3D-Druck" bezeichnet.

Vereinfacht erklärt: Mit einem Rakel wird Metallpulver maschinell Schicht für Schicht aufgetragen und nach jedem Rakelzug mit einem Laser vollständig aufgeschmolzen, wodurch sich das Objekt Schicht für Schicht aufbaut.

Am Ende bleibt ein großer, mit Pulver gefüllter Bauraum, aus dem die fertigen Objekte mit speziellen Absauganlagen und Pinseln herausgeholt werden müssen. Das nicht verschmolzene Pulver dient gleichzeitig als Stützmaterial für das Objekt und kann teilweise wiederverwendet werden.

Sehr komplexe Geometrien lassen sich mit diesem Verfahren fertigen, bei hoher erreichbarer Serienqualität. Anschaffungskosten für Geräte und nötiges Zubehör sind aktuell noch hoch, weshalb sich dieses Verfahren vor allem für industrielle und gewerbliche Anwendungen eignet.

Keramik

Auch keramische Materialien wie Ton lassen sich inzwischen mit angepassten SLA-, DLP-, FDM-, Binder-Jetting- und SLS-Verfahren verarbeiten. Der Keramikdruck hat sich in den letzten Jahren als zusätzliche Fertigungsoption für verschiedene Branchen weiterentwickelt, wird aber weiterhin deutlich seltener eingesetzt als Kunststoff- oder Resin-Druck.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Welches Material ist für Einsteiger am besten geeignet?

FDM mit PLA-Filament ist der unkomplizierteste Einstieg – geringe Anschaffungskosten, einfache Handhabung.

Ist Metall-3D-Druck für Privatanwender zugänglich?

Aktuell kaum – die hohen Anschaffungskosten für Geräte und Zubehör machen diese Verfahren vor allem für Industrie und Gewerbe relevant.