Häufig gestellte Fragen zum 3D-Druck

3D-Druck, auch bekannt als Additive Fertigung (AM) , ist ein Verfahren zur Herstellung dreidimensionaler Objekte aus einer digitalen Datei. Im Gegensatz zur subtraktiven Fertigung (CNC), bei der Material abgetragen wird, baut der 3D-Druck Bauteile Schicht für Schicht auf . Dieses Verfahren ermöglicht die Fertigung komplexer Geometrien, interner Gitterstrukturen und organischer Formen, die mit herkömmlichen Methoden wie der maschinellen Bearbeitung oder dem Spritzguss nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand realisierbar wären. Es ist in der Norm ASTM F2792 definiert.

Bei Boona Prototypes unterteilen wir unsere industriellen AM-Dienstleistungen in drei Haupttechnologien:

• SLA (Stereolithografie): Hierbei wird flüssiges Harz mithilfe eines UV-Lasers zu gehärtetem Kunststoff ausgehärtet. Ideal für eine hohe Oberflächengüte und feine Details.

• SLS (Selektives Lasersintern): Hierbei werden kleine Polymerpulverpartikel (typischerweise Nylon) mithilfe eines Hochleistungslasers miteinander verschmolzen. Es eignet sich besonders für Funktionsteile mit komplexen Geometrien und ohne Stützstrukturen.

• SLM/DMLS (Selektives Laserschmelzen): Hierbei wird ein Hochenergielaser eingesetzt, um Metallpulver (z. B. Aluminium, Titan) vollständig zu festen Metallteilen aufzuschmelzen. Ideal für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt sowie der Medizintechnik, die hohe Festigkeit erfordern.

Die Wahl hängt von der Anwendung ab:

• Oberflächenbeschaffenheit: SLA liefert eine glatte, spritzgussähnliche Oberfläche (Ra < 1 μm), ideal für visuelle Prototypen und Urmodelle. SLS weist eine körnige, sandige Textur auf (Ra ~5–10 μm).

• Festigkeit und Haltbarkeit: SLS- Teile (Nylon PA12) sind mechanisch fester und temperaturbeständiger und eignen sich für Funktionstests und Schnappverbindungen. SLA- Harze können mit der Zeit spröde und UV-empfindlich werden.

• Stützstrukturen: SLA benötigt Stützstrukturen, die entfernt werden müssen. SLS ist selbsttragend (gestützt durch ungesintertes Pulver) und ermöglicht so die Herstellung komplexer, ineinandergreifender Teile.

Wir bieten eine breite Palette an technischen Werkstoffen an:

• SLA-Harze: ABS-ähnlich (zäh), PC-ähnlich (klar/transparent), PP-ähnlich (flexibel) und Hochtemperaturharze (Wärmeformbeständigkeit bis 250°C).

• SLS-Pulver: Nylon 12 (PA12), glasfaserverstärktes Nylon (PA12-GF) für Steifigkeit und TPU für gummiartige Elastizität.

• Metallpulver (SLM): Edelstahl (316L), Aluminium (AlSi10Mg), Titan (Ti6Al4V) und Maraging-Stahl.

Die Toleranzen bei der additiven Fertigung werden durch die Materialschrumpfung und die Laserfleckgröße beeinflusst.

• SLA: Typischerweise ±0.1 mm (oder ±0.15 % der Dimension, je nachdem, welcher Wert größer ist).

• SLS: Typischerweise ±0.3 mm (oder ±0.3 % der Dimension).

• Metall (SLM): Typischerweise ±0.1 mm – 0.2 mm.

• Hinweis: Bei kritischen Merkmalen (z. B. Lagerbohrungen) empfehlen wir, das Bearbeitungsmaterial stehen zu lassen und die Endbearbeitung mittels CNC-Bearbeitung (Hybridfertigung) durchzuführen, um die Präzision IT7 zu erreichen.

Ja. Die DMLS/SLM- Technologie ermöglicht die Herstellung von hochdichten Metallteilen (Dichte > 99.5 %). Die mechanischen Eigenschaften (Zugfestigkeit, Streckgrenze) sind mit denen von Gussmetall vergleichbar und übertreffen diese teilweise sogar. Allerdings können die Teile im Vergleich zu geschmiedetem oder CNC-bearbeitetem Metall, das isotrop ist, eine leichte Anisotropie (unterschiedliche Festigkeit in Z-Richtung) aufweisen. Zur Reduzierung innerer Spannungen wird häufig eine Nachbearbeitung wie z. B. eine Wärmebehandlung (HIP) durchgeführt.

Das branchenübliche Format ist STL (Standard Triangle Language) oder OBJ.

• Anforderung: Die Datei muss ein „wasserdichtes“ Netz (Mannigfaltigkeit) sein, d. h. es dürfen keine Löcher in der Oberfläche vorhanden sein und alle Normalen müssen nach außen zeigen.

• Lösung: Exportieren Sie STL-Dateien mit einer Sehnenhöhe/Abweichung von ca. 0.01 mm bis 0.05 mm . Zu grobe Dateien weisen sichtbare Polygone auf; zu feine Dateien (mehrere hundert MB) können die Slicing-Software zum Absturz bringen. Wir akzeptieren auch STEP/STP- Dateien, die wir für Sie konvertieren können.

• SLA (Großformat): Bis zu 800 x 600 x 400 mm.

• SLS: Bis zu 350 x 350 x 400 mm.

• Aufteilung: Bei Bauteilen, die größer als der Bauraum sind, können wir das digitale Modell in Abschnitte unterteilen, die Teile separat drucken und sie anschließend mit Industrieklebstoffen zusammenkleben. Nach dem Schleifen und Lackieren ist die Naht praktisch unsichtbar.

Unbearbeitete 3D-gedruckte Teile müssen oft nachbearbeitet werden:

• Standard: Entfernung der Stützstruktur und Sandstrahlen (zur Entfernung von Pulver/Rückständen).

• Ästhetik: Grundierung, Farbanpassung (Pantone/RAL) und Klarlackierung (für transparente SLA-Teile).

• Funktional: Dampfglättung (für SLS zur Oberflächenversiegelung), Gewindeeinsätze (Wärmevernietung) und Galvanisierung.

• Wählen Sie 3D-Druck, wenn: Sie geringe Stückzahlen benötigen (1-50 Stück), die Geometrie sehr komplex ist (z. B. interne Kanäle) oder die Lieferzeit kritisch ist (24-48 Stunden).

• Wählen Sie CNC-Bearbeitung, wenn: Sie hohe Stückzahlen (>50), spezifische Materialeigenschaften (echte Metall-/Kunststofflegierungen), enge Toleranzen (<0.05 mm) oder eine exzellente Oberflächengüte ohne Lackierung benötigen.

MJF ist eine fortschrittliche Pulverbett-Technologie von HP. Ähnlich wie SLS druckt sie Nylon (PA12) , verwendet aber ein Schmelzmittel anstelle eines Lasers.

• Vorteil: MJF ist bei der Serienfertigung schneller und produziert Teile mit höherer isotroper Festigkeit (stärker in Z-Richtung) im Vergleich zu SLS.

• Oberflächenbeschaffenheit: MJF-Teile sind von Natur aus grau/schwarz und haben eine glattere Oberfläche als die zuckerartige Textur von SLS.

• Ideal für: Funktionale Endprodukte und Kleinserienfertigung (50-500+ Einheiten).

Ja. Wir verwenden industrielle FDM-Drucker für großflächige, robuste Bauteile. Obwohl FDM sichtbare Schichtlinien aufweist (die Ästhetik ist im Vergleich zu SLA geringer), ermöglicht es die Verwendung von Hochleistungsthermoplasten wie ABS, Polycarbonat (PC) und ULTEM 9085 (flammhemmend). Es ist der Standard für den Druck großer Vorrichtungen, Halterungen und langlebiger Gehäuse für die Automobilindustrie mit einer Größe von bis zu einem Meter.

Der Preis wird hauptsächlich bestimmt durch:

1. Materialvolumen: Die Menge des verwendeten Harzes oder Pulvers (in cm³).

2. Maschinenzeit: Höhere Teile benötigen mehr Zeit zum Drucken.

3. Ausrichtung: Die Positionierung des Bauteils beeinflusst den Stützaufwand und die benötigte Zeit.

• Kostenspartipp: Das Aushöhlen des Bauteils (mit Entlüftungslöchern) ist die effektivste Methode, den Materialverbrauch und die Kosten um bis zu 50 % zu reduzieren.

• Standard: 2-3 Werktage für Kunststoffteile (SLA/SLS/MJF).

• Express-Service: Für dringende Prototypen bieten wir eine 24-Stunden-Fertigung an.

• Metall (DMLS): Typischerweise 5-7 Werktage, da Spannungsentlastung und Drahttrennung von der Bauplatte erforderlich sind.

• Weltweiter Versand: Wir versenden mit DHL/FedEx Priority, die meisten Länder werden in 2-4 Tagen erreicht.

Ja. Bei Stückzahlen zwischen 100 und 1,000 ist 3D-Druck (insbesondere MJF oder SLS) oft günstiger und schneller als Spritzguss , da keine Werkzeugkosten anfallen und keine Vorlaufzeit für die Werkzeugherstellung benötigt wird . Dies ist ideal für die Übergangsproduktion (Markteinführung während der Wartezeit auf Stahlformen) oder für Pilotserien.

Um die strukturelle Integrität zu gewährleisten und Verformungen zu verhindern:

• SLA/Resin: Mindestens 0.6 mm (0.8 mm sind sicherer).

• SLS/MJF (Nylon): Mindestens 0.8 mm.

• Metall (DMLS): Mindestens 1.0 mm.

• FDM: Mindestens 1.2 mm.

• Hinweis: Große, ebene Flächen benötigen dickere Wände (2 mm+) oder Rippen, um ein Ausbeulen zu vermeiden.

• Im Allgemeinen nein . SLS/MJF-Teile sind porös; SLA-Teile sind massiv, können aber mit der Zeit Feuchtigkeit aufnehmen.

• Lösung: Für Verteiler, Flaschen oder wasserdichte Gehäuse empfehlen wir Dampfglättung (für Nylon) oder das Auftragen eines hochglänzenden Klarlacks / Epoxidversieglers (für SLA), um die Oberfläche vollständig zu versiegeln.

Wir können Gewinde (M4 und größer) drucken, aber Kunststoffgewinde verschleißen nach wenigen Anwendungen.

• Empfehlung der Konstruktionsabteilung: Konstruieren Sie eine Standardbohrung und fordern Sie Messing-Wärmeeinsätze an . Wir montieren diese in das gedruckte Bauteil und erhalten so robuste, wiederverwendbare Metallgewinde, ideal für Elektronikgehäuse.

Standardmäßige Industrieharze und -pulver sind nicht lebensmittelecht.

• Option: Wir bieten spezielle biokompatible Kunststoffe (wie z. B. Dental SG) oder medizinisches Nylon PA12 an , die den Normen der ISO 10993 (Hautkontakt) entsprechen. Für den Kontakt mit Lebensmitteln muss eine zertifizierte, lebensmittelechte Beschichtung aufgebracht werden.

• FDM/SLA: Typischerweise anisotrop . Sie sind in Z-Richtung (wo die Schichten verbunden sind) schwächer.

• SLS/MJF: Nahezu isotrop . Durch das Verschmelzungsverfahren entstehen Bauteile, die in X-, Y- und Z-Richtung nahezu gleich fest sind, wodurch sie sich hervorragend für funktionale mechanische Klammern und Zahnräder eignen.

• Steifigkeit: Glasfaserverstärktes Nylon (PA12-GF), hergestellt durch SLS/MJF, ist unglaublich steif und widerstandsfähig gegen Verformung.

• Thermische/Chemische Eigenschaften: PEEK oder ULTEM (mittels FDM) bieten eine Hitzebeständigkeit und Festigkeit auf Luft- und Raumfahrtniveau, die mit Aluminium vergleichbar ist.

• Impact: Polycarbonat (PC) oder ein schlagfestes ABS-ähnliches Harz eignet sich am besten für Falltests.

Ja, mit SLA Clear Resin (z. B. Somos WaterShed).

• Verfahren: Die Rohteile wirken matt oder durchscheinend. Um optische Klarheit (glasähnlich) zu erzielen, wählen Sie bitte die Oberflächenbehandlung „ Spiegelpolieren & Klarlackieren“. Dabei wird das Teil von Hand geschliffen und anschließend beschichtet. Ideal für Linsen, Lichtleiter und die Visualisierung von Flüssigkeiten.

Nylon PA12 (SLS/MJF) ist der Industriestandard für Vorrichtungen, da es langlebig, leicht und abriebfest ist (es verkratzt die gehaltenen Teile nicht). Für größere Montagevorrichtungen ist FDM ABS/ASA die kostengünstige Alternative.

Die Dampfglättung ist ein chemisches Oberflächenbearbeitungsverfahren für SLS/MJF-Teile. Dabei wird die äußere Oberfläche auf mikroskopischer Ebene angeschmolzen.

• Ergebnis: Es verwandelt die raue, zuckerartige Oberfläche in eine glatte, seidenmatte Oberfläche, vergleichbar mit Spritzguss. Zudem versiegelt es die Oberfläche und reduziert so das Bakterienwachstum und die Feuchtigkeitsaufnahme.

Ja.

• Lackierung: Für SLA-Teile mischen wir Autolacke, die jedem Pantone- oder RAL-Code entsprechen.

• Färben: Für SLS/MJF-Nylon verwenden wir das Tauchfärbeverfahren (üblicherweise Schwarz, Rot, Blau). Der Farbstoff dringt bis in die Oberfläche ein (0.2 mm tief), sodass er nicht wie Farbe abblättert oder absplittert.

Wir verwenden die „Split & Bond“ -Technik.

1. Unsere Ingenieure zerlegen Ihr großes CAD-Modell in Abschnitte mit ineinandergreifenden Schlüsseln/Stiften.

2. Wir drucken die einzelnen Abschnitte separat.

3. Wir verkleben sie mit Industrieklebstoffen und schleifen die Nähte ab.

4. Ergebnis: Ein massives Bauteil (wie eine Stoßstange), das wie eine Einheit aussieht und auch so funktioniert.

Ja. Neben dem Drucken können wir auch Gewindeeinsätze, Gewindestifte und Bolzen montieren . Wir können auch mehrteilige Bauteile montieren und verkleben und Ihnen eine einbaufertige Baugruppe liefern.

Absolut. Wir arbeiten mit strengster Vertraulichkeit.

• Gerne unterzeichnen wir eine Geheimhaltungsvereinbarung (NDA), bevor Sie Dateien hochladen.

• Ihre Daten werden auf sicheren, verschlüsselten Servern gespeichert und sind nur für die direkt an Ihrem Projekt arbeitenden Ingenieure zugänglich. Wir geben keine Konstruktionspläne an Dritte weiter.

Ja. Auf Anfrage stellen wir Folgendes zur Verfügung:

• Materialdatenblätter (MDS) und Analysenzertifikate (COA).

• Maßprüfberichte (unter Verwendung von Koordinatenmessgeräten oder Scannern) zur Überprüfung kritischer Toleranzen.

• Wärmebehandlungsberichte für Metallteile.

Bitte laden Sie Ihre 3D-Dateien ( STEP, STP oder IGES werden für eine präzise Analyse bevorzugt; STL ist ebenfalls akzeptabel) in unser [ Online-Angebotsformular ] hoch. Teilen Sie uns Material, Menge und Oberflächenbeschaffenheit mit. Unsere Ingenieure erstellen Ihnen innerhalb von 2–8 Stunden eine DFM-Analyse und ein Angebot.

Dies ist für die Budgetplanung von entscheidender Bedeutung.

• Bei Stückzahlen von 1-50 ist 3D-Druck in der Regel die günstigste Option (keine Werkzeugkosten).

• 50-200 Stück: Die CNC-Bearbeitung wird wettbewerbsfähig, insbesondere bei einfachen Metallteilen.

• 200-500 Stück: Vakuumgießen (Silikonformung) ist die ideale Lösung für Kunststoffteile.

• Ab 1,000 Einheiten: Spritzguss ist beim Stückpreis die beste Wahl.

Ja, für bestimmte Anwendungen. Hochleistungspolymere wie PEEK und ULTEM 9085 (gedruckt im FDM-Verfahren) bieten ein hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und ausgezeichnete Hitzebeständigkeit (bis zu 250 °C). Sie sind leichter als Aluminium und elektrisch isolierend und eignen sich daher ideal für Luft- und Raumfahrtkanäle sowie Motorraumkomponenten in der Automobilindustrie.

Konsistenz ist die größte Herausforderung in der additiven Fertigung. Wir lösen sie durch:

• Gesperrte Parameter: Wir verwenden für jeden Durchlauf exakt die gleichen Maschineneinstellungen, Ausrichtung und Materialcharge.

• Pulverauffrischungsrate: Bei SLS/MJF kontrollieren wir das Verhältnis von frischem zu recyceltem Pulver streng (typischerweise 50/50), um gleichbleibende mechanische Eigenschaften zu gewährleisten.

Die Dampfglättung (chemisches Polieren) bewirkt mehr als nur das Glänzen von SLS/MJF-Teilen.

• Wasserdichtigkeit: Es versiegelt die poröse Oberfläche des Nylons und macht es dadurch luftdicht und wasserbeständig (potenziell IP67).

• Bakterienresistenz: Durch das Glätten mikroskopischer Erhebungen und Vertiefungen wird das Bakterienwachstum verhindert, wodurch die Teile für die Oberflächen von Medizinprodukten und Geräten mit Lebensmittelkontakt geeignet sind.

• Festigkeit: Es verbessert die Bruchdehnung (Flexibilität) deutlich.

Direktes Gewindeschneiden in Kunststoff ist schwach und verschleißt schnell.

• Der Boona-Standard: Wir verwenden wärmehärtende Messingeinsätze in thermoplastischen Drucken (FDM/SLS/MJF). Das geschmolzene Plastik fließt um die Rändelung des Einsatzes herum und sorgt so für eine hohe Auszugsfestigkeit.

• Für SLA (Harz): Da Harz nicht schmilzt (sondern verbrennt), verwenden wir spezielle Klebeeinsätze oder Helicoils.

Ja. Wir können SLA- und FDM-Teile mit Kupfer, Nickel oder Chrom beschichten.

• Strukturelle Plattenbeschichtung: Fügt eine Metallhülle (0.1 mm+) hinzu, die die Steifigkeit erhöht.

• EMI/RFI-Abschirmung: Unverzichtbar für Elektronikgehäuse, um elektromagnetische Störungen zu verhindern.

• Kosmetisch: Sorgt für ein angenehm kühles, metallisches Gefühl.

Das Aushöhlen ist die beste Methode, um die Kosten beim Harzdruck zu senken.

• Kosten: Harz ist teuer. Durch das Aushöhlen werden 60-80 % des Materialvolumens entfernt.

• Qualität: Massive Harzblöcke erzeugen während des Aushärtens hohe Temperaturen, was zu Verformungen führen kann.

• Regel: Die Wandstärke sollte mindestens 2-3 mm betragen, und es müssen immer „Abflusslöcher“ für das nicht ausgehärtete Harz vorhanden sein.

Treppenförmige Strukturen sind die sichtbaren Schichtlinien auf gekrümmten Oberflächen.

• Lösung 1 (Orientierung): Wir richten das Teil so aus, dass kritische gekrümmte Oberflächen vertikal oder in einem Winkel von 45 Grad gedruckt werden.

• Lösung 2 (Auflösung): Fordern Sie den Modus „Hohe Auflösung“ (z. B. 0.05 mm Schichthöhe) für feinere Schritte an.

• Lösung 3: Wählen Sie SLA gegenüber FDM für die glattesten natürlichen Kurven.

Ja. Wir bieten flexible Materialien an:

• SLA-Flexibles Harz: (Shore 50A-90A) Ideal für visuelle Prototypen.

• SLS/MJF TPU: (Shore 88A) Hochbeständiger, funktionaler Gummi. Gut geeignet für kundenspezifische Dichtungen und Faltenbälge.

• Hinweis zur Produktion: Bei Losgrößen über 100 Stück ist Vakuumgießen oft kostengünstiger.

Das hängt von der Technologie ab.

• Standard-SLA-Harze: NICHT empfehlenswert. Sie vergilben und werden unter Sonneneinstrahlung (UV-Strahlung) spröde.

• ASA (FDM) & Nylon (SLS/MJF): Sehr empfehlenswert. ASA ist UV-beständig. Nylon PA12 ist strapazierfähig, sollte aber für den langfristigen Einsatz im Außenbereich schwarz lackiert werden.

Es hängt von der Materialtechnologie ab:

• Nylon (PA12): Wir recyceln bis zu 50-70% des nicht gesinterten Pulvers aus früheren Druckaufträgen und minimieren so den Abfall.

• FDM-Thermoplaste: Materialien wie PLA sind biologisch abbaubar; ABS/PETG sind recycelbar.

• Harz (SLA): Ausgehärtetes Harz ist im Allgemeinen ein nicht recycelbarer Duroplast und sollte gemäß den örtlichen Vorschriften entsorgt werden.