FDM oder SLA?

FDM (Fused Deposition Modeling) und SLA (StereoLithoGraphy) sind Begriffe, über die man beim 3D-Druck zwangsläufig irgendwann stolpert.
Doch was hat es mit den beiden Techniken auf sich? Informationen dazu findest Du in diesem Artikel.

Ein kurzer Überblick
FMD-Technologie

Fused Deposition Modeling ist die Professionelle Bezeichnung für das Schmelzschichtverfahren.
Beim FDM-Druck wird das Kunststoff-Filament (oftmals PLA) durch den erhitzten Extruder zugeführt, geschmolzen und dann präzise vom Druckkopf Schicht für Schicht im Druckbereich hinzugefügt, um das Werkstück aufzubauen. FDM-Drucker bauen die Druckobjekte von unten nach oben auf.

Die FDM-Technologie ist sehr weit verbreitet. FDM-Drucker gibt es in allen möglichen Preisklassen – von günstigen Selbst-Bau-Kits bis hin zu professionellen Systemen für den Einsatz in Firmen.
Gerad wegen dieser günstigen 3D-Drucker sind FDM-Drucker äusserst beliebt bei Hobby-Printern.

SLA-Technologie

Beim Stereolithography-Verfahren baut der Drucker das Objekt ebenfalls Schicht für Schicht auf – allerdings von oben nach unten!
Der schichtweise Aufbau beim Druck heisst, nebenbei erwähnt, fachkundig auch additiver Druckvorgang.

Im Gegensatz zur FDM-Methode verwendet man bei der SLA-Methode flüssige, lichtempfindliche Photopolymere. Diese Photopolymere werden mit Licht oder reinem UV-Licht bestrahlt. Diese Polymere härten unter dieser Bestrahlung dann aus.
Wie ich bereits erwähnt habe, baut ein SLA-Drucker das Objekt von oben nach unten auf. Die Bauplatte selbst hebt bei dieser Methode das Objekt aus der Druckflüssigkeit (Photopolymer-Flüssigkeit, auch Resin genannt) heraus. Dies sieht schon beinahe magisch aus… 😉
Bei diesem Vorgang bestrahlt ein  Laser die Schicht von unten her, damit die Flüssigkeit schichtweise aushärtet und an der Bauplatte bzw. der darüber liegenden Schicht hängen bleibt.

Bei der Laser-Bestrahlung wird jeweils nur ein Punkt bestrahlt.
Eine weitere Variante der SLA-Technologie ist auch die DLP-Methode (Digital Light Processing). Hierbei wird von einer Art Beamer jeweils die komplette Schicht ausgehärtet. Die DLP-Methode ist schneller, verlässlicher, und einfacher in der Handhabung als die Lasersysteme.

Doch was ist nun für meinen Gebrauch passender – SLA oder FDM?
Material

Beim FDM-Druck verwendet man im Normalfall PLA- oder ABS-Filamente. Auch gibt es mittlerweile FDM-Drucksysteme, die mit PET oder PETG drucken. Immer weiter verbreitet sind Filamente, die auch einen gewissen Anteil an anderen Stoffen enthalten. Hier habe ich als Beispiel unsere Echtholzfilamente zu präsentieren. Filamente sind in diversen Farben erhältlich. Im 3DFilstore richten wir uns ganz nach der RAL-Farbpalette.

Bei den PLA-Spulen gibt es verschiedene Qualitäten und Varianten. Die Filamente werden standardmässig in 2 verschiedenen Stärken angeboten, 1.75mm oder 2.85mm. Natürlich variieren die Kosten je nach Qualität.

Für SLA-Printer gibt es bislang eine leider eher geringe Auswahl an verschiedenen Resins. Verschiedene Hersteller haben hierbei speziell auf ihre eigenen Drucker abgestimmte Resins im Angebot. Ebenso wie die Auswahl an verschiedenen Herstellern ist auch die Auswahl an verschiedenen Farben sehr klein. Schwarz, weiss, grau, rot, grün, blau und zu guter letzt noch transparent – that’s it, mehr gibt es bislang nicht auf dem Markt.

Qualität des Druckes

Beim FDM-Druck hängt die Qualität in Sachen Oberfläche und Glätte stark davon ab, was die Düse für einen Durchmesser hat und wie genau der Extruder an den Achsen geführt wird.
Die Verbindung zwischen den Schichten ist beim FDM-Druck weniger stark als beim SLA- oder DLP-Verfahren. Durch den Druck der oberen Schichten kann es sein, dass die unteren Schichten durch das Gewicht ein Wenig zusammengedrückt werden. Auch kann das Problem des sogenannten Warpings auftreten. Natürlich gibt es noch weitere potentielle Schwierigkeiten, die beim FDM-Druck auftreten können. Alle diese Faktoren können dazu führen, dass die Qualität des Druckes abnimmt.

Beim SLA- oder DLP-Druck wird das gesamte Objekt mit einer höheren Auflösung als beim FDM-Druck geprintet. Dies liegt daran, dass im Gegensatz zum FDM-Verfahren kein Durchmesser einer Düse beachtet werden muss, sondern die Auflösung mit dem Lichtstrahl zusammenhängt. Dieser Licht- oder Laserstrahl ist natürlich um ein Vielfaches kleiner. Ein weiterer Faktor, der zur QUalitätssicherung beiträgt, ist, dass bei dieser Methode ein viel geringerer Druck auf dem Werkstück liegt und somit weder Warping noch andere Gewichtsabhängige Probleme auftreten können.

SLA-Drucker können eine Auflösung mit Details drucken, die ein FDM-Drucker mit den besten Einstellungen niemals erreichen könnte.
Allerdings altern SLA-gedruckte Objekte, sobald sie Licht ausgesetzt sind.

Fertig gedruckt – Teil 1: Wie bekomme ich mein Bauteil nun von der Platte?

Beim FDM-Druck ist das Entfernen des Druckes von der Plattekein Problem. Sollte sich das Objekt nicht direkt loslösen, so kann mit einem Spachtel etwas nachgeholfen werden – kein Aufwand also!

Beim SLA-Vorgang hingegen kann es sein, dass sich das Teil nicht all zu leicht von der Platte lösen lässt. Grund dafür kann sein, dass sich einiges an Resin noch am Fusse der Figur auf der Platte befindet.

Fertig gedruckt – Teil 2: Bauteil entfernt…doch wie geht es nun weiter?

Nun, beim FDM-Druck ist es teils notwendig, dass zusätzliche Stützstrukturen geprintet werden. Diese Strukturen, sowie überschüssiges Druckmaterial müssen nun entfernt werden. Sollte die Oberfläche noch nicht ganz wie gewünscht sein, kann man das Objekt noch nachschleifen.

Beim SLA-Druck hingegen sollten anhaftende Resin-Reste entfernt werden. Am einfachsten geht dies mit einem Isopropylalkohol-Bad. Hierbei ist allerdings Vorsicht geboten, da das Resin sowie der Isopropylalkohol sehr aggressiv sind. Wie beim FDM-Druck kann es sein, dass auch beim SLA-Print einige Stützstrukturen vorhanden sind, die erst noch entfernt werden müssen.

Kosten

Die einzigen Kosten die beim FDM-Print anfallen, sind – neben dem 3D-Drucker selbst – die Filamentrollen. Filamentrollen sind mittlerweile nicht mehr all zu teuer und lassen sich einfach in beispielsweise unserem Onlineshop bestellen.

Bei SLA- bzw. DLP-Druck fallen neben dem Verbrauch des Resins auch die Tankkosten an. Der Resintank muss sehr oft ausgewechselt werden.
Da das Objekt beim Druck auch stark an der Platte haftet, kommt es beim entfernen davon auch zu Kratzern auf der Platte. Daher muss auch die Platte öfters getauscht werden.

Der SLA-Druck ist daher zwar teurer als das FDM-Verfahren, allerdings kann es sein, dass beim FDM-Verfahren wegen der etwas höheren Ungenauigkeit und den Unterstützungs-Strukturen mehr Filament verbraucht wird.

Nun, was ergibt sich nun im Finalen daraus?
Die FDM-Methode hat zusammengefasst folgende Vorteile:
  • schnelle Prototypenherstellung (beispielsweise für Firmen)
  • geringe Betreibungs- und Druckkosten
  • Einfache Handhabung
Die FDM-Methode hat zusammengefasst folgende Vorteile:
  • eignet sich für qualitativ hochwertige Oberflächen
  • kurzlebige Modelle
  • eignet sich für Erstellung von Gussformen