Die besten Profi-3D-Drucker 2022

Mittlerweile gibt es eine Reihe verschiedener Verfahren, die als additive Fertigung bezeichnet werden. Das Grundprinzip bleibt jedoch dasselbe: Der 3D-Drucker kann eine Vielzahl von plastischen Objekten erstellen, die der Nutzer in einer Software modelliert hat. Als Materialien dienen in der Regel verschiedene Kunststoffe und Polymere - die Möglichkeiten hängen von der Größe und dem Modell des verwendeten Druckers ab.

Die Ausdrucke entstehen durch das Hinzufügen mehrerer Lagen des verwendeten Rohmaterials. So entsteht Schicht für Schicht ein dreidimensionaler Gegenstand. Beim Fused-Filament-Fabrication-Verfahren (siehe weiter unten) wird das Druckmaterial beispielsweise mittels einer Düse, dem Extruder, aufgebracht. Das Rohmaterial wird als aufgerolltes Filament geliefert, welches durch Wärmeeinwirkung weich und formbar und nach dem Abkühlen wieder fest wird. Im Verlauf dieses Artikels werden wir noch häufiger auf dieses weitverbreitete Verfahren eingehen. Moderne Geräte sind mittlerweile in der Lage, mit Metall oder gar Beton zu drucken. Auf diese Weise entstehen Prototypen, Modelle, Ersatzteile oder auch ganze Häuser!

Druckvorlagen werden per 3D-Drucksoftware vordefiniert und als CAD- (Computer-Aided Design) oder AMI- (Amazon Machine Image) Dateien gespeichert, welche die Abmessungen des zu bauenden Objekts enthalten. Viele Designer stellen ihre Kreationen zum Download und zur Wiederverwendung zur Verfügung oder bieten hilfreiche Anleitungen an, so auch für unsere kostenlose CAD Software DesignSpark.

Vor dem Drucken muss die CAD- oder AMI-Datei, die das 3D-Modell beschreibt, in die Programmiersprache G-Code umgewandelt werden, die vom Gerät direkt lesbar ist. Die Konvertierung wird von einer sogenannten Slicer-Software durchgeführt.

1. Die Bauplatte überprüfen

Dies ist der Bereich, in dem der Gegenstand gefertigt wird. Die Platte muss mit dem darunterliegenden Bett fest verbunden sein.

2. Das Filament auswählen

Das Filament ist das Rohmaterial, mit dem die meisten 3D-Drucker arbeiten (Näheres dazu in unserem Filament-Ratgeber). Zur Auswahl stehen verschiedene Materialien in unterschiedlichen Stärken. Oftmals handelt es sich dabei um Thermoplaste, also Kunststoffe, die beim Erwärmen verformbar und beim Abkühlen wieder fest werden. Zu den häufigsten gehören Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) und Polymilchsäure (PLA). Verschiedene Filamente erfordern spezifische Wärmeeinstellungen. Für optimale Ergebnisse sollten Sie sich mit diesen vertraut machen.

3. Den Extruder erhitzen

Nachdem der Extruder die Betriebstemperatur erreicht hat, kann der Entriegelungshebel betätigt werden, um eine Länge des Filaments einzusetzen. Dabei ragt ein wenig geschmolzenes Filament aus dem Extruder. Keine Sorge – das ist völlig normal!

4. Das Bett justieren

Stellen Sie sicher, dass das Bett, das die Bauplatte trägt, eben und in der Höhe korrekt eingestellt ist. Ein ungleichmäßiges oder falsch aufgestelltes Bett kann zu ungenauen oder ungleichmäßigen Drucken führen. Einige Drucker erfordern eine manuelle Nivellierung, andere verfügen über einen automatischen Mechanismus dafür.

5. Die Software einstellen

Messen Sie die Höhe und das Niveau und geben Sie diese in die Druckersoftware ein, um den genauen Abstand zwischen der Düse und der Bauplatte zu definieren. Laden Sie dann die G-Code-Datei und starten Sie den Druck!

Zu den gebräuchlichen Anwendungen gehören:

• Die schnelle Produktion von Ersatzteilen oder kundenspezifischen Komponenten, deren Massenherstellung zu unwirtschaftlich wäre
• Ertellung solider Modelle für den Einsatz in Architektur, Design, kommerziellen Präsentationen
• Maßgeschneiderte medizinische Geräte - zum Beispiel Prothesenteile oder personalisierte Werkzeuge und Geräte
• Rapid-Prototyping zum sofortigen Testen von neuen Entwicklungen und Designs

Hier ein Vergleich unserer besten Drucker für die professionelle additive Fertigung im Business-Bereich:

Die besten 3D-Drucker für Prototypen

Der Flexible: Zmorph FAB

Dieses kompakte Multitalent ist nicht nur äußerst robust, sondern auch mit fast allen gängigen Filamenten kompatibel. Die Autokalibrierung macht die Benutzung besonders Einsteigerfreundlich. Die verschiedenen Funktionen wie FDM-Druck und CNC steuert man bequem über die mitgelieferte Software.

Der Einsteigerfreundliche: CEL RoboxDual

Der RoboxDual ist ein FDM-3D-Drucker, der Ihnen einen leichten Einstieg in die Welt der additiven Fertigung bietet. Einfach anschließen, Modell auswählen und die bentzerfreundliche Plug-and-Play Lösung regelt den Rest. In nur vier Minuten ist die Platte aufgeheizt und bereit für den Einsatz.

Auf der Mikro-Fertigungsplattform mit präzisem 3-Achsen-System fertigen Sie im Nu professionelle Bauteile. Der Clou: Das System arbeitet sauber, ohne dass es zu gegenseitiger Verunreinigung durch den Einsatz verschiedener Filamente kommt. Dies ermöglicht das problemlose Drucken mit zwei Farben oder Materialien gleichzeitig ohne Reinigung.

Der Kompakte: Ultimaker S3

Der Ultimaker S3 eignet sich mit seinen vielseitigen Einsatzmöglichkeiten zu einem vergleichsweise niedrigen Preis sowohl für kleine als auch für größere Unternehmen. Er zeichnet sich vor allem durch seinen Dual-Extruder aus: In einem Druckgang verarbeitet er zwei Filamente ohne Materialwechsel.

Die nahtlose Integration von Hardware, Software and Materialien eröffnet Entwicklern und Ingenieuren neue Möglichkeiten, eigene Ideen sofort umzusetzen.

Der Zuverlässige: Raise3D E2

Der Raise3D E2 ist einer der beliebtesten 3D-Drucker für den Einsatz in Industrie und Gewerbe. Kein Wunder, denn er produziert nicht nur astreine Ergebnisse, sondern nimmt den Druck bei Unterbrechung direkt wieder auf. Dank dem 7-Zoll-Touchscreen und den zwei Türen – an der Oberseite und an der Front – behalten Sie immer die Kontrolle. Zwei Extruder und ein großer Bauraum ermöglichen den Druck von zwei Objekten gleichzeitig. Besonders praktisch ist die Spiegelfunktion. Mit dieser lassen sich beispielsweise Schuhsohlen für den linken und den rechten Fuß gleichzeitig drucken.

Die besten 3D-Drucker für serielle Produktion

Bei diesen Druckern macht sich ein gutes Preis-Leitungs-Verhältnis schnell bemerkbar, denn sie laufen fast im Dauerbetrieb. Nachfolgend ein Vergleich der beliebtesten Modelle:

Der Schnelle: RS PRO WT280x

Das neueste Modell unter den RS PRO 3D-Druckern beeindruckt einer Druckgeschwindigkeit von bis zu 450 mm/s. Somit ist der RS PRO WT280x bis zu fünfmal schneller als andere Desktop-3D-Drucker. Somit eignet er sich ideal für alle individuellen Fertigungen wie On-Demand-Fertigung und Rapid-Prototyping.

Für einen noch schnelleren Druck empfehlen wir PLA für Hochgeschwindigkeitsdrucker. Diese hat einen niedrigeren Schmelzpunkt und bessere Fließeigenschaften, die das Beste aus diesem Drucker herausholen.

Der Preis-Leistungs-Tipp: Ultimaker S5 B

Der Ultimaker S5 FFF-Drucker hebt 3D-Druck auf die nächste Stufe an und ermöglicht so anspruchsvolle Anwendungen, die einen echten wirtschafltichen Nutzen bringen.

Mit dem industriell ausgerichteten Gerät erstellen Sie professionelle Fertigungshilfen, funktionelle Prototypen und sogar Endverbrauchsteile via FFF-Drucktechnologie.

Der Kooperative: Zortrax M300 Plus

Der Zortrax M300 Plus ist als Basiseinheit gedacht, der mit anderen Druckern zu einer Farm zusammengeschlossen werden kann. So entsteht aus mehreren FFF-Druckern ein 3D-Druckbetrieb, der echte Massenproduktion ermöglicht! Natürlich darf dabei die Konnektivität nicht fehlen. Deshalb verfügt er auch über WiFi, USB und natürlich Netzwerkanschluss.

Doch auch alleine kann der M300 Plus überzeugen. Der Arbeitsraum dieses Desktop-Druckers ist mit 300 x 300 x 300 mm der größte seiner Klasse.

Der Produktive: BCN3D Sigmax R19

BCN3D SigmaX liegt im mittleren Preissegment für Profi-Drucker. Somit bietet er ein ausgewogenes Preis-Leistungs-Verhältnis. Der SigmaX druckt auch wasserlösliche Stützstrukturen und ermöglicht so auch sehr komplexe Geometrien.

Seine Vorteile sind der unabhängige Doppelextruder und das hohe Druckvolumen. Dies macht ihn ideal für Unternehmen, die ihre Produktionskapazitäten bei gleichbleibender Qualität erhöhen wollen.

Der Elegante: Delta WASP 2070

So schön kann 3D-Druck sein! Wie ein Sportwagen kommt dieser FDM-Drucker nicht nur im schlanken Aluminiumgehäuse daher, er ist auch besonders schnell. Möglich macht dies die spezielle Konstruktion mit Aufhängung der beweglichen Komponenten an einem Bowdenzug. Der WASP 2070 kann aber noch mehr. Das Resurrection-System erlaubt die sofortige Weiterarbeit nach einer unabsichtlichen Unterbrechung (z.B. nach einem Stromausfall). Auch praktisch: Man kann ab jeder beliebigen Höhe weiterarbeiten und so auch besonders hohe Teile, die trotz des großen Arbeitsraums nicht an einem Stück gedruckt werden können, fertigstellen.

Es gibt zehn Grundtypen von 3D-Druckverfahren:

• Stereolithographie (SLA)
• Digitale Lichtverarbeitung (Digital Light Processing, kurz: DLP)
• Fused Filament Fabrication (FFF) (auch bekannt als Fused Deposition Modeling – FDM)
• Selektives Lasersintern (SLS)
• Selektives Laserschmelzen (SLM)
• Elektronisches Strahlschmelzen (Electron Beam Melting – EBM)
• Herstellung von laminierten Objekten (Laminated Object Manufacturing – LOM)
• Binder Jetting (BJ)
• Material Jetting (MJ)

SLA, FFF und SLS sind die am häufigsten verwendeten.

SLA ist die älteste 3D-Drucktechnik. Bei ihr wird lichtempfindliches flüssiges Harz einem Laserstrahl aussetzt. Das Objekt wird Schicht für Schicht aufgebaut und das Harz härtet aus.

Beim FFF wird das erwärmte Filament vom Extruder Schicht für Schicht aufgetragen, das Objekt dabei von unten nach oben ausgedruckt. Der Kostenvorteil dieser Technik macht sie attraktiv für Unternehmen, Ingenieurbüros und Designstudios, aber auch für den Heimbereich. FFF basiert auf FDM, dessen Patent 2009 ablief.

Bei SLS werden feine Materialperlen - typischerweise Kunststoffe oder Keramiken - verfestigt, verklebt und daraus ein 3D-Objekt gebildet. Ein Laser ätzt ein Muster auf das pulverförmige Rohmaterial. Dieses senkt sich dann ab und die nächste Schicht wird über der vorherigen aufgetragen.

Obwohl Geräte für additive Fertigung selbst auch für Privathaushalte kleine Unternehmen recht erschwinglich geworden sind, klaffen die Preise doch recht weit auseinander. Abhängig vom Gebrauchszweck variieren Anschaffungspreis und Betriebskosten sehr stark. Daher sollten Sie beim Kauf eines Druckers auf folgende Merkmale achten:

Kaufpreis

Soll es ein einfacher Drucker für Einsteiger und Hobbyisten sein oder doch ein hochwertiges, für gewerbliche Zwecke ausgelegtes Profimodell? Ob ein bestimmter Drucker in Ihr Budget passt, hängt nicht nur vom Kaufpreis für das Gerät selber ab, sondern auch von den Folgekosten für Ersatzteile. Der Preis für Extruder oder Komponenten-Upgrades können den Gesamtpreis schnell in die Höhe treiben.

• Tipp: Berücksichtigen Sie bei Ihrer Kaufentscheidung auch die Wartungskosten.

Filamentkosten

Bei regelmäßiger Verwendung kann durchaus ein Filamentverbrauch von einem Kilo pro Monat anfallen. Vergleichen Sie daher nicht nur Preise für 3D-Drucker, sondern auch die der Verbrauchsmaterialien.

• Tipp: Rechnen Sie das Gewicht hoch, um die laufenden Kosten zu kalkulieren.

Stromverbrauch

Typischerweise verbrauchen 3D-Drucker etwa die gleiche Menge an Strom wie ein Haushaltskühlschrank - etwa 50 Euro pro Jahr. Je nach Gebrauch kann dies natürlich die Kosten noch mehr in die Höhe treiben, auch im nicht genutzten Zustand.

• Tipp: Der Standby-Modus, in den viele Geräte nach einer gewissen Zeit schalten, wenn sie nicht benutzt werden, verbraucht ebenfalls Strom.

Fazit

Eine vernünftige Schätzung ist schwierig. Berücksichtigt man jedoch alle Folgekosten für Material, Wartung und Stromverbrauch, können für einen Drucker der mittleren Preisklasse ungefähr 350-500 Euro im Jahr anfallen.

Wie lange gibt es die 3D-Drucktechnologie schon?

Die Technologie wurde erstmals Mitte der 70er Jahre entwickelt, ehe sie sich in den darauffolgenden Jahrzehnten zu einem kommerziellen Produkt entwickelte. In den 90er Jahren folgten weitere Innovationen.

Verwenden 3D-Drucker nur Kunststoff?

Zwar ist Kunststoff das am weitesten verbreitete Fertigungsmaterial, jedoch längst nicht mehr das einzige. Neben Harzen und Keramik sind einige Drucker mittlerweile sogar in der Lage, Objekte aus Metall zu drucken.

Brauchen 3D-Drucker eine Belüftung?

Ähnlich wie Laserdrucker emittieren Standard-3D-Drucker mit PLA-Filament Feinstaubpartikel aus flüchtigen chemischen Verbindungen. Diese Emissionen enthalten unter anderem Styrol, einen Bestandteil von Kunststoff. Welche negativen Auswirkungen ein langfristiges Einatmen dieser Partikel auf die Gesundheit hat, ist bisweilen noch unzureichend erforscht. Um eventuell gesundheitsschädliche Risiken zu vermeiden, wird eine ausreichende Lüftung empfohlen.

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