3D-Druck

Standardgranluat ist meist günstiger als Filament, da der Herstellungsschritt zum Filament wegfällt. Zudem sind viele Spezialmaterialien verfügbar, die bestimmte Anforderungen erfüllen (z.B. Flammwidrigkeit) und so für Ersatzteile in entsprechenden Industrien verwendet werden können. Im Vergleich zu Filament sind höhere Verstärkungsanteile bis 60 Gew.-% Glasfaser oder 40 Gew.-% Carbonfaser möglich, was den Anwendungsbereich noch zusätzlich erweitert.

Die Druckbarkeit ist abhängig von den Materialeigenschaften. Teilkristalline Kunststoffe sind beispielsweise nur faserverstärkt gut verarbeitbar. Die Fasern reduzieren die Schwindung des Materials, sodass dimensionsstabile Bauteile produziert werden können. Amorphe Kunststoffe sind auch unverstärkt verdruckbar.

Weiterhin spielt auch die Viskosität des Materials eine Rolle.

Vor allem Fasern reduzieren den Verzug teilkristalliner Polymere deutlich und tragen so zum Druck von dimensionsstabilen Bauteilen bei. Kohlenstoffasern reduzieren den Verzug wesentlich effektiver als Glasfasern und verbessern die Oberflächenqualität. Im Allgemeinen ermöglicht eine Faserverstärkung höhere Produktionsgeschwindigkeiten durch eine im Vergleich zu ungefüllten Polymeren erhöhte Wärmeformbeständigkeit.

Bauteilgröße und Detailreichtum sollten mit der Maschinengröße in Einklang stehen. Limitationen in der Schichtbauzeit und damit effektiven Bauteilgröße sind zudem vom Material abhängig. Je höher der Schmelzpunkt des Materials, desto kürzer die maximale Schichtbauzeit. Ist die Schichtbauzeit die limitierende Größe, kann mit höheren Verfahrgeschwindigkeiten und größeren Strangquerschnitten die effektive Bauteilgröße erhöht werden. Über eine Simulation können die Bauteilgeometrie und der Prozess abgesichert und optimiert werden.

Die additive Fertigung mit Granulat findet sowohl in der Prototypenphase als auch in der Serienfertigung von Strukturbauteilen Verwendung. Ein weiterer Einsatzbereich ist der Formenbau.

Die Oberflächenqualität ist vom Material und von den Druckparametern abhängig.

Werden glatte Oberflächen und geringe Toleranzen gefordert, kann ein Nachbearbeiten der Oberfläche nötig sein.

In der Regel werden Bauteile ohne Stützstruktur gedruckt, um zusätzliche Materialkosten zu vermeiden und da die Strukturen aufgrund der Stranggröße deutlich schwieriger zu entfernen wären als im Filamentdruck. Je nach Geometrie gibt es bei Portalmaschinen die Möglichkeit, den Extruder in einem festen Winkel anzustellen, um so die mechanischen Eigenschaften im Bauteil besser an den Lastfall anzupassen. Robotergeführte Extruder bieten zusätzliche Freiheitsgrade, die außerdem durch einen Bauplattform auf einem Dreh-Kipptisch erweitert werden können. Über die non-planare Bahnplanung ist es möglich, auch steilere Überhänge bis zu 90° zu drucken. Zudem kann die Schichthöhe in einer Schicht variiert werden, um ein Ab- und Ansetzen des Extruders zu vermeiden. Voraussetzung dafür ist eine entsprechende Slicingsoftware.