Fused Deposition Modeling vs. Selektives Lasersintern

Eine häufige Frage ist, welche additive Fertigungstechnologie sich am besten eignet. Das gilt vor allem dann, wenn die Fertigungsverfahren einige grundlegende Ähnlichkeiten aufweisen, was bei Fused Deposition Modeling (FDM) und Selective Laser Sintering (SLS) der Fall ist.

FDM und SLS gehören zu den beliebtesten 3D-Drucktechnologien auf dem Markt. Beide verwenden verschiedene Polymermaterialien und können alles von Prototypen bis hin zu Endverbrauchsteilen herstellen. Die entscheidenden Unterschiede zwischen den beiden Technologien bedeuten jedoch, dass sie unterschiedliche Anwendungen haben.

In diesem Artikel werden die Vor- und Nachteile der beiden Technologien erläutert, damit Sie genau wissen, welche Sie für Ihr nächstes Projekt wählen sollten.

Die wichtigsten Vorteile von SLS und FDM

• FDM ist in der Regel schneller, und die Grundmaterialien sind billiger als SLS - aber einige Hochleistungsmaterialien können teuer sein.
• SLS bietet eine höhere Festigkeit, ideal für Anwendungen mit hoher Beanspruchung oder hoher Belastung - wie z. B. Endverbrauchsteile und Funktionsprototypen
• SLS bietet eine bessere Maßgenauigkeit und eignet sich daher besser für komplexe Geometrien
• FDM bietet eine größere Materialauswahl

Wie FDM- und SLS-Technologien funktionieren

Der erste große Unterschied zwischen FDM und SLS ist die zugrunde liegende Basis der Technologie. Kurz gesagt, SLS ist ein pulverbettbasiertes Verfahren, bei dem ein Laser zum Schmelzen der Teile verwendet wird. Im Gegensatz dazu verwendet FDM ein thermoplastisches Filament, das geschmolzen und durch eine Düse extrudiert wird.

Dieser bedeutende Unterschied wirkt sich auf die Materialien, die Genauigkeit und die mechanischen Eigenschaften der mit beiden Technologien hergestellten Teile aus.

Der FDM-Druckprozess

Der SLS-Druckprozess

FDM vs. SLS-Werkstoffe

Da SLS auf Pulverbasis und FDM auf Filamenten basiert, sind die verfügbaren Materialien unterschiedlich, obwohl es sich um Polymere handelt.

Kostengünstige 3D-Drucker für den Heimgebrauch verwenden die FDM-Technologie. Es besteht daher der Irrglaube, dass die meisten Materialtechnologien eine geringe Leistung bieten. FDM bietet zwar "einfache", kostengünstige Materialien, aber es gibt auch starke und vielseitige Filamente für den industriellen Einsatz.

FDM-Teile werden aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Materialien (ABS) hergestellt.

Einige dieser Filamente sind:

• Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)-basierte Polymere sind ziemlich vielseitig, mit Varianten, die sich für alles von Elektronik bis zu medizinischen Geräten eignen
• ULTEM 1010 und ULTEM 9085 sind Hochleistungsmaterialien, die auch flammhemmend sind. Beide bieten ein hohes Maß an Festigkeit, was sie ideal für anspruchsvolle Anwendungen macht
• Sehen Sie mehr von der verfügbare FDM-Materialien

SLS basiert auf pulverförmigen Polyamiden (PA). Es sind verschiedene Varianten erhältlich, die sich für zahlreiche industrielle Anwendungen eignen.

• PA 12 ist das Standard-SLS-Material, das hohe Festigkeit und Stabilität, chemische Beständigkeit und Biokompatibilität zu wettbewerbsfähigen Preisen bietet.
• PA 12 Aluminium-gefüllt: Die Zugabe von Aluminium t PA verleiht ihm eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität bei hohen Temperaturen, aber mit dem geringen Gewicht eines Kunststoffs.
• PA 12 Flammhemmend: PA12 wird mit einem chemischen Flammschutzmittel versehen, wodurch sich das Material für elektronische Bauteile und Flugzeuginnenräume eignet.
• Sehen Sie mehr von den verfügbaren SLS-Materialien

FDM vs. SLS Festigkeit

Die Festigkeit eines gedruckten Teils hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. dem verwendeten Material, der Druckausrichtung, der Schichtdicke und mehr. Sowohl SLS als auch FDM bieten hochfeste Materialien, aber SLS hat den Vorteil der Festigkeit.

Das SLS-Sinterverfahren macht Stützstrukturen überflüssig. Es schafft ein solideres Teil, während die hochfesten Materialien von FDM vergleichsweise teuer und anisotrop sind (was bedeutet, dass die Teile eine höhere Fehlerquote haben, wenn sie nicht optimal ausgerichtet sind).

FDM vs. SLS Erscheinungsbild

SLS-Teile werden in Weiß (oder manchmal auch in Grau) gedruckt, damit sie leichter eingefärbt werden können. Das Druckbild ist nach dem Entfernen des Trägers und des überschüssigen Pulvers in der Regel körnig. Glätten, Taumeln und andere SLS-Nachbearbeitung Optionen können hier Abhilfe schaffen.

Ein SLS-Teil aus PA 12, das zur Glättung getrommelt wurde.

FDM-Teile können jedoch in einer Reihe von Farben gedruckt werden. Dies ist besonders nützlich für kosmetische Prototypen. Nachdem die Teile gedruckt wurden, sind die Drucklinien sichtbar. Daher ist es normal, dass man sich für eine Nachbearbeitung wie Schleifen oder Dampfglätten entscheidet.

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Eine Sache, die man bei FDM beachten sollte, ist, dass es besonders anfällig für den "Treppeneffekt" ist. Wenn dies geschieht, wird jede gedruckte Schicht sichtbar. Statt der erwarteten glatten Oberfläche ähnelt die beschädigte Oberfläche einer Treppe. Dieser Effekt lässt sich abmildern, indem man nach oben gerichtete Flächen und nicht seitwärts gerichtete Flächen verwendet. Dies ist auch bei SLS zu beachten, aber die Auswirkungen dieser Technologie sind weitaus geringer.

Der Treppeneffekt ist ein wesentlicher Faktor für FDM-Teile

Wann sollte man FDM und wann SLS verwenden?

Wann sollten Sie also SLS und wann FDM verwenden? Das hängt ganz von Ihrer Anwendung ab, denn beide Technologien haben Vorteile.

Für das kosmetische Prototyping: FDM

FDM hat vielleicht eine andere Maßgenauigkeit als SLS, aber für kosmetische Prototypen ist das in Ordnung. FDM ist die Technologie der Wahl für visuelle Darstellungen, die nicht funktional sein müssen.

Für kurze Vorlaufzeiten: FDM (mit einem leichten Vorteil)

Beide Technologien sorgen dafür, dass Sie die Teile schnell in Händen halten können. FDM hat jedoch einen kleinen Vorteil, wenn es um die Vorlaufzeit geht. Ein SLS-Teil mit Standardmaterialien benötigt auf der MakerVerse-Plattform sieben Tage. FDM hat eine Vorlaufzeit von sechs Tagen.

Für Funktionsprototypen: SLS

SLS bietet vitale Teile, was es ideal für funktionelle Anwendungen macht, die Stress, Verschleiß und Abnutzung ausgesetzt sind. Außerdem eignet es sich aufgrund seiner Maßgenauigkeit für solche Anwendungen.

Für Endverbraucherteile: SLS

Alle Gründe, warum SLS für Funktionsprototypen in der Regel besser ist, gelten auch für Endverbrauchsteile. Während FDM-Teile häufig für industrielle Zwecke verwendet werden, ist SLS viel häufiger anzutreffen.

Niedrigere Anfangskosten: FDM

Die Materialpreise sind sehr unterschiedlich, da die Hochleistungsmaterialien mit den Grundmaterialien vergleichbar sind. Die Herstellung von Teilen mit FDM-Basismaterialien ist jedoch in der Regel billiger. Dies ist einer der Gründe, warum diese Technologie für visuelle Prototypen so beliebt ist. Alternativ dazu bietet SLS einen wettbewerbsfähigen Preis für die Herstellung von Teilen mit guten mechanischen Eigenschaften.