Ein Desktop-3D-Drucker ist ein kompaktes, (relativ) günstiges Plug-and-Play-AM-System, das für den Einsatz im Büro, Studio oder in einer kleinen Werkstatt konzipiert ist. Im Gegensatz zu großen Industriemaschinen benötigen diese kleinen Drucker keine Drehstromversorgung, spezielle HLK-Systeme oder viel Platz für Zusatzgeräte. Während die Definition „Desktop“ früher nur auf eine Handvoll Systeme und praktisch nur eine Technologieklasse zutraf, ist das Feld heute deutlich breiter.
Klassische FDM-basierte Desktop-Systeme sind bei Makern und Hobbyanwendern nach wie vor am weitesten verbreitet. In gewerblichen und industriellen Umgebungen wird FDM/FFF durch SLS, SLA, Binder Jetting und sogar Metallsysteme ergänzt.
Was die Verbreitung antreibt
Ähnlich wie in der restlichen AM-Welt haben technische Weiterentwicklungen für eine immer stärkere Verbreitung im gewerblichen und industriellen Bereich gesorgt. Bei Desktop-3D-Drucken sind das im Wesentlichen die vier folgenden Schlüsselbereiche:
Geschwindigkeit: Bei FDM/FFF-basierten Desktop-Systemen gab es deutliche Fortschritte beim Durchsatz und der Bewegungssteuerung. Der Druck eines 3D-Benchy dauerte vor zehn Jahren noch etwa 60 Minuten, heute sind es mit einer handelsüblichen Maschine gerade einmal rund 15 Minuten.
Automatisierung: Der Desktop-3D-Drucker ist in der Regel die erste Wahl beim Aufbau sogenannter Print-Farmen. Die Workflow-Automatisierung setzt hier nach oben keine Grenzen. Das Formlabs Automation Ecosystem automatisiert die Entnahme von Teilen und startet den nächsten Auftrag ohne Eingreifen des Benutzers. Bambu Labs bietet mit Farm Manager eine kostenlose Software, die die lokale Netzwerksteuerung mehrerer Drucker ermöglicht.
Materialien: Der Druck von Teilen aus verschiedenen Materialien, Farben oder aus sogenannten Hochleistungsmaterialien hat den möglichen Einsatzbereich der Desktop-3D-Drucker in der Industrie deutlich erweitert. Systeme wie der Stratasys J35 Pro sind vielleicht nicht die günstigsten, erfüllen aber die Anforderungen an echte Multimaterialteile. FDM/FFF-basierte Mehrfarben- und Multimaterialoptionen sind mittlerweile weit verbreitet. Die Herstellung funktionaler Prototypen wird damit immer leichter. Hochleistungsmaterialien können von immer mehr Desktop-Druckern verarbeitet werden. Kohlefaserverstärktes Nylon kann Metallteile für Vorrichtungen und Halterungen ersetzen. Mit Düsentemperaturen von über 300 °C ermöglichen beheizte Kammern und abgestimmte Profile die Verwendung von Polycarbonat, Nylon oder sogar PEEK und PEI neben den traditionellen Materialien PLA und ABS.
Benutzerfreundlichkeit: Der Desktop-3D-Druck hat sich deutlich von den Trial-and-Error-Verfahren früherer Systeme abgesetzt – das betrifft auch Fortschritte in Bezug auf Sicherheit, Zuverlässigkeit und einfache Bedienung. Die Drucküberwachung mit modernen Sensoren und KI (siehe die KI-gestützten LiDAR-Systeme von Bambu Lab und Creality) verbessert die Qualität erheblich und reduziert die Ausfallraten sowie das benötigte Fachwissen der Benutzer. Geschlossene Luftfilterung, wie sie beispielsweise im UltiMaker S7 und anderen Modellen zu finden ist, bessere Geräuschdämpfung und eine saubere Einstellung machen Desktop-Systeme alltagstauglicher.
Nutzung nimmt immer weiter zu
Angesichts der Fortschritte in Bezug auf Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit, Materialauswahl und Benutzerfreundlichkeit verwundert es nicht, dass diese Klasse von 3D-Druckern sich immer weiter verbreitet. Die Ford Motor Company hat gezeigt, welche Vorteile sich durch den Einsatz mehrerer Technologien – nämlich SLA und SLS – mit den Systemen Formlabs Form 4, 3L und Fuse erzielen lassen: Prototypen entstehen schneller, und durch den 3D-Druck von Teilen für mechanische Tests und Einsätze für Spritzgussformen haben sich die Vorlaufzeiten von zwei bis drei Monaten auf zwei bis drei Wochen verkürzt.
Alstom verfügt über ein globales Netzwerk von 3D-Druckzentren, das seinen Nutzern weltweit Ersatzteile auf Abruf liefert. Das Unternehmen nutzt eine Mischung aus verschiedenen Technologien, Desktop-Systeme spielen dabei aber eine entscheidende Rolle. Indirekt hat das Unternehmen durch den Dienstleister Replique Pionierarbeit beim Einsatz von Metall-FDM/FFF für Ersatzteile geleistet, wobei die Desktop-3D-Drucker Epsilon W27 von BCN3D zum Einsatz kommen.
Desktop-3D-Drucker werden zur Herstellung von Vorrichtungen und Halterungen in allen Bereichen der Fertigung und in praktisch allen Branchen eingesetzt.
Die Zukunft auf dem Desktop?
Natürlich sind nicht alle Teile in ihrer Größe für den Desktop geeignet, aber ein bemerkenswerter Anteil der Bauteile und Baugruppen aller Branchen würde problemlos in ein Desktop-Gerät passen. Mit dem technologischen Fortschritt und der Entwicklung immer schnellerer und leistungsfähigerer Systeme sowie immer besserer Materialien werden Desktop-Systeme weiterhin die Grenzen ihrer tatsächlichen – und ihrer eigenen – Definition erweitern.
