Praxiswissen aus dem Tagesgeschäft von Proto3, für alle die ein Bauteil planen und wissen wollen was technisch möglich ist.
Materialien im 3D-Druck
Die Materialwahl entscheidet mehr über die Haltbarkeit eines Bauteils als jede Druckeinstellung. Hier findest du alle Materialien, die wir verarbeiten, gruppiert nach Einsatzbereich, mit ihren Stärken und Grenzen.
Standardmaterialien
PLA · PETG
Einfach zu drucken, wirtschaftlich, für die meisten Alltags- und Prototypen-Anwendungen die richtige Wahl.
PLAPolylactid
bis 55–60 °C
Das meistgenutzte 3D-Druckmaterial: gute Oberflächenqualität, maßhaltig, geringe Schrumpfung. Steif, aber spröde und schon ab 55 bis 60 °C weich. Ideal, wenn Optik und einfache Verarbeitung wichtiger sind als Belastbarkeit.
Einsatz
Prototypen, Anschauungsmodelle, Deko, unbelastete Gehäuse- und Funktionsbauteile
Stärke
hohe Präzision, saubere Optik, einfach zu verarbeiten und nachzubearbeiten
Grenze
geringe Temperatur- und Schlagfestigkeit, begrenzte Chemikalienbeständigkeit
PETGPolyethylenterephthalat Glykol
bis 70–80 °C
Der Allrounder. Verbindet die einfache Verarbeitung von PLA mit deutlich mehr Zähigkeit und Schlagfestigkeit. Gute Chemikalien- und UV-Beständigkeit, in reiner Sorte lebensmittelecht. Oft der beste Kompromiss für technische Alltagsteile.
zäh, schlagfest, wetter- und chemikalienbeständig, gut druckbar
Grenze
etwas weicher als ABS, neigt beim Druck zu Fäden (Stringing)
Technische Materialien
ABS · ASA · PA · PC · PPS
Für Funktionsbauteile, die mechanisch oder thermisch belastet werden. Anspruchsvoller im Druck, dafür deutlich robuster.
ABSAcrylnitril-Butadien-Styrol
bis 95–105 °C
Der Klassiker der technischen Kunststoffe: robust, schlagfest, temperaturbeständig und hervorragend nachbearbeitbar (schleifen, kleben, mit Aceton glätten). Im Druck anspruchsvoll, neigt bei ungleichmäßiger Abkühlung zu Verzug.
Einsatz
Funktionsteile, Prototypen im Maschinenbau, Fahrzeugteile, Gehäuse mit Wärmeeinwirkung
Stärke
zäh, schlag- und temperaturfest, sehr gut nachbearbeitbar
Grenze
neigt zu Verzug, beheizter Bauraum sinnvoll, große Teile aufwendig
ASAAcrylnitril-Styrol-Acrylat
bis 95–105 °C
Die Outdoor-Variante von ABS: mechanisch fast identisch, aber mit deutlich besserer UV- und Witterungsbeständigkeit. Während ABS in der Sonne vergilbt und spröde wird, bleibt ASA über Jahre stabil.
Einsatz
dauerhafte Outdoor-Bauteile: Gehäuse, Halterungen, Fahrzeug-, Garten- und Campingzubehör, Beschilderung
Stärke
extreme UV-Stabilität, wetterfest, hitze- und chemikalienbeständig
Grenze
etwas weniger schlagfest als ABS, im Druck anspruchsvoll (Verzug)
PAPolyamid (Nylon)
bis 70–120 °C
Extrem zäh, abriebfest und leicht flexibel. Nylon bricht nicht, sondern gibt unter Last nach und federt zurück. Erste Wahl für bewegliche, dauerbelastete Teile, allerdings stark hygroskopisch.
extrem zäh und abriebfest, beständig gegen Öle, Fette und viele Lösungsmittel
Grenze
muss vor dem Druck aufwendig getrocknet werden, anspruchsvoll im Druck
PCPolycarbonat
bis 110–140 °C
Einer der stärksten und hitzebeständigsten FDM-Kunststoffe. Hohe Schlagzähigkeit und Steifigkeit, formstabil auch unter Dauerlast. Ein Premium-Material für extreme mechanische und thermische Beanspruchung.
außergewöhnlich schlagzäh, steif und sehr hitzebeständig
Grenze
eines der anspruchsvollsten Materialien, bringt einfache Drucker an ihre Grenzen
PPSPolyphenylensulfid
bis 200–240 °C
Hochleistungskunststoff für Extrembedingungen. Dauerhaft bis 200 bis 240 °C, herausragend chemikalienbeständig, flammhemmend und elektrisch isolierend. Nur einsetzen, wenn diese Eigenschaften wirklich gefordert sind, dann aber unschlagbar.
Einsatz
Hochtemperatur- und chemikalienresistente Bauteile, Isolatoren, Präzisionsteile im Maschinenbau
Stärke
extrem temperatur- und chemikalienbeständig, flammhemmend, maßhaltig
Grenze
nur mit Hochtemperatur-Druckern machbar, sehr anspruchsvoll, gezielt einsetzen
Faserverstärkte Materialien
CF · GF
Kurze Carbon- oder Glasfasern im Basiskunststoff (PA, PETG, PC, PPS). Deutlich steifer und formstabiler als die unverstärkte Variante.
CFCarbonfaserverstärkt
bis je nach Basismaterial
Kurze Carbonfasern machen das Bauteil deutlich steifer, formstabiler und leichter als die unverstärkte Variante. Die Fasern reduzieren Verformung unter Last und verbessern die Maßhaltigkeit, bei etwas geringerer Schlagzähigkeit.
sehr hohe Steifigkeit und Maßhaltigkeit, leicht und abriebfest
Grenze
etwas spröder, Fasern wirken abrasiv und verschleißen den Drucker schneller
GFGlasfaserverstärkt
bis je nach Basismaterial
Die Alternative zu Carbon: etwas zäher und weniger spröde, dafür schwerer. Glasfasern verbessern Maßhaltigkeit und reduzieren Verzug, was besonders bei großen Bauteilen ein Vorteil ist.
Einsatz
robuste, dimensionsstabile Bauteile im Maschinen- und Fahrzeugbau, Elektrotechnik, Vorrichtungen
Stärke
hohe Steifigkeit, zäher als CF, hitzebeständig und verzugsarm
Grenze
schwerer als CF, Fasern wirken abrasiv auf den Drucker
Flexible Materialien
TPU
Elastische Bauteile, die sich verformen, dämpfen oder abdichten müssen.
TPUThermoplastisches Polyurethan
bis 80–90 °C
Flexibel und gummiartig, extrem zäh und abriebfest, beständig gegen Öle und Chemikalien. Erhältlich in verschiedenen Härtegraden (meist Shore 85A bis 98A). Je weicher das Material, desto langsamer und anspruchsvoller der Druck.
Die richtige Wahl hängt von Belastung, Temperatur, Umgebung und gewünschter Optik ab. Wenn du unsicher bist, schick uns einfach dein Bauteil oder eine Beschreibung des Einsatzzwecks. Wir empfehlen das passende Material und kalkulieren direkt mit.
Wann lohnt sich 3D-Druck?
FDM-Druck hat physikalische und wirtschaftliche Grenzen, die man kennen sollte. Für die meisten professionellen Anwendungen ist 3D-Druck bis zu unserem Bauraum von 320 × 340 × 320 mm die optimale Wahl.
Die drei Größenbereiche
Richtwerte nach maximaler Kantenlänge des Bauteils.
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bis 320 × 340 × 320 mmIdeal, in einem Stück
Passt komplett in unseren Bauraum. Druckzeiten, Materialverbrauch, Kosten und Fehleranfälligkeit sind gut beherrschbar. Für die meisten professionellen Anwendungen die optimale Wahl.
Sinnvoll, wenn:
Prototypen schnell benötigt werden
Einzelteile oder Kleinserien gefertigt werden
komplexe Geometrien gefragt sind
Funktionsbauteile getestet oder angepasst werden
Ersatzteile nicht mehr verfügbar sind
Vorrichtungen, Halterungen oder Adapter gebraucht werden
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320–500 mmMöglich, meist segmentiert
Größer als der Bauraum, deshalb drucken wir in mehreren Segmenten und fügen sie. Druckzeiten (8 bis 40 Stunden), Qualitätsverluste und Fehlerkosten steigen deutlich, besonders bei ABS, ASA, PA und PC.
Sinnvoll, wenn:
das Bauteil nicht hochpräzise sein muss
die Geometrie komplex ist
Alternativen wie CNC, Fräsen oder Guss deutlich teurer wären
das Bauteil nicht unter extremer Last steht
eine segmentierte Bauweise möglich ist
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über 500 mmNur ohne Alternative
FDM-Druck wird zunehmend unpraktisch: extreme Druckzeiten (1 bis 5 Tage), hohes Fehlerrisiko, starke thermische Spannungen und explodierende Materialkosten.
Sinnvoll, wenn:
das Bauteil zwingend diese Kantenlänge haben muss
die Geometrie konventionell nicht herstellbar ist
es um Designobjekte, Prototypen oder Messemodelle geht
eine Segmentierung nicht möglich ist
Ab wann andere Verfahren besser sind
3D-Druck ist nicht für jedes Bauteil das wirtschaftlichste Verfahren. Diese Alternativen spielen ihre Stärken bei Größe, Stückzahl oder Präzision aus:
CNC-Fräsen
besser ab ca. 320–600 mm Kantenlänge, wenn Präzision, Steifigkeit oder Oberflächenqualität entscheidend sind.
Spritzguss
spielt seine Stärke bei größeren Serien aus, wenn sich die teure Werkzeugherstellung rechnet. Bei kleinen Teilen ist 3D-Druck aber auch bei mehreren hundert Stück oft noch im Vorteil, weil gar kein Werkzeug nötig ist.
Laserschneiden / Biegen
ideal für große flache Teile, Gehäuse, Platten und Halterungen aus Blech.
Gussverfahren
sinnvoll bei großen, massiven Teilen oder echter Serienfertigung.
Gut zu wissen: Diese Verfahren fertigen wir nicht selbst. Bei der Konstruktion unterstützen wir dich aber gerne und sagen dir ehrlich, wenn ein anderer Weg besser zu deinem Bauteil passt.
Wie groß darf ein Bauteil sein?
Unser Bauraum fasst Bauteile bis 320 × 340 × 320 mm in einem Stück. Für größere Teile finden wir auch eine Lösung.
Unser Bauraum320 × 340 × 320 mmMaximale Bauteilgröße in einem Stück, auf unseren Industriedruckern
Was in einem Stück geht
Alles, was innerhalb dieser Maße liegt, drucken wir ohne Fügestelle. Das ist der Normalfall für Gehäuse, Halterungen, Vorrichtungen, Ersatzteile und die meisten Funktionsbauteile. Bei der Planung hilft es, das Bauteil gedanklich in den Bauraum zu legen: Oft passt ein Teil durch eine gedrehte oder gekippte Ausrichtung, das auf den ersten Blick zu groß wirkt.
Größere Bauteile
Für Teile über dem Bauraum finden wir auch eine Lösung. Meist teilen wir das Bauteil in mehrere Segmente, die sich nach dem Druck sauber fügen lassen:
Steckverbindungen mit Passstiften oder Nut und Feder, damit die Segmente exakt fluchten
Klebeverbindungen mit größerer Klebefläche, bei Bedarf zusätzlich verschraubt mit Gewindeeinsätzen
Trennstellen dort, wo sie funktional nicht stören und optisch kaum auffallen
Die Segmentierung übernehmen wir in der Konstruktion, du bekommst das Bauteil fertig gefügt. Sprich uns einfach an, wir prüfen dein Teil und sagen dir ehrlich, was sinnvoll ist.
Toleranzen & Passungen
Wer von CNC- oder Spritzguss-Teilen kommt, erwartet oft Toleranzen die im FDM-Druck so nicht erreichbar sind. Hier die Richtwerte, mit denen wir bei Proto3 in der Praxis planen, und worauf es bei Passungen ankommt.
Erreichbare Maßhaltigkeit
Im FDM-Druck auf unseren Industriedruckern liegt die typische Maßtoleranz bei etwa ±0,1 bis ±0,3 mm, abhängig von Bauteilgröße, Material und Geometrie. Größere Bauteile und dünnwandige Strukturen streuen tendenziell mehr, da Material beim Abkühlen schrumpft. Für hochpräzise Passungen empfehlen wir, kritische Maße im Nachgang mechanisch nachzuarbeiten, etwa durch Aufbohren oder Schleifen.
Spaltmaße für bewegliche Teile
Damit zwei gedruckte Teile ohne Nacharbeit gegeneinander beweglich bleiben, braucht es Spiel. Als Richtwert für einen leicht beweglichen Spalt zwischen zwei FDM-Flächen empfehlen wir mindestens 0,2 bis 0,3 mm pro Seite, bei engeren Passungen mit etwas Reibung reichen auch 0,15 mm. Bei Scharnieren oder Steckverbindungen, die oft bewegt werden, planen wir eher großzügiger, um Abnutzung und thermische Ausdehnung abzufangen.
Unsicher, welches Spaltmaß für deine Passung passt? Frag einfach an, wir schätzen das anhand deines Bauteils gerne für dich ein.
Bohrungen und Gewinde
Runde Bohrungen kommen im FDM-Druck durch den schichtweisen Aufbau häufig minimal unrund oder leicht zu klein aus dem Drucker. Für Bohrungen, in die eine Schraube ohne Gewinde passen soll, empfehlen wir ein Übermaß von etwa 0,2 bis 0,3 mm gegenüber dem Nennmaß, oder ein Nachbohren auf Endmaß. Für Gewinde drucken wir bei tragenden Verbindungen bevorzugt eine glatte Bohrung und setzen einen Gewindeeinsatz aus Metall ein.
Bei Bohrungen und Gewinden für konkrete Schrauben oder Stifte hilft es, das früh mit uns abzustimmen. Schick uns die Vorgaben, wir legen Übermaße und Einsätze passend aus.
Wandstärken
Für stabile, verzugsarme Bauteile empfehlen wir eine Mindestwandstärke von etwa 1,2 bis 2 mm, abhängig vom Material und der mechanischen Belastung. Dünnere Wände sind druckbar, neigen aber eher zu Verzug und sind empfindlicher gegen Stöße.
Unser Tipp
Bei kritischen Passungen lohnt sich ein kurzer Testdruck der Passungsstelle, bevor das komplette Bauteil gefertigt wird. Das kostet wenig Zeit, spart aber eine komplette Nachfertigung falls das Spiel nicht passt. Schick uns dein CAD-Modell, wir prüfen kritische Maße vorab mit.
Düsengröße beim 3D-Druck
Die Wahl der Düsengröße beeinflusst Detailgenauigkeit, Druckzeit und Kosten eines 3D-Drucks. Eine kleinere Düse ermöglicht feinere Strukturen, benötigt dafür aber deutlich mehr Zeit. Größere Düsen erhöhen den Materialdurchsatz und können die Fertigungszeit erheblich reduzieren.
Die gängigsten Düsengrößen
Düse
Einsatzbereich
Druckzeit*
0,2 mm
Sehr feine Details, kleine Bauteile
ca. 4–5×
0,4 mm
Standard, technische Bauteile
1×
0,6 mm
Größere Bauteile, höhere Wandstärken
ca. 0,6–0,75×
0,8 mm
Große, robuste Bauteile
ca. 0,4–0,6×
* Die angegebenen Werte dienen als Orientierung am selben Bauteil und sollen lediglich die Größenordnung der möglichen Zeitunterschiede veranschaulichen. Je nach Druckparametern können die tatsächlichen Druckzeiten deutlich abweichen.
Ein Beispiel
Benötigt ein Bauteil mit einer 0,4-mm-Düse etwa 5 Stunden, kann die gleiche Geometrie mit einer 0,2-mm-Düse schnell 20–25 Stunden benötigen.
Mit einer 0,6-mm-Düse sind unter geeigneten Bedingungen beispielsweise 3–4 Stunden möglich. Bei einer 0,8-mm-Düse kann sich die Zeit bei entsprechend geeigneter Geometrie auf etwa 2–3 Stunden reduzieren.
Welche Düse ist die richtige?
0,2 mm
wenn kleinste Details entscheidend sind.
0,4 mm
der Allrounder für die meisten Bauteile.
0,6 mm
wenn Druckzeit und Materialdurchsatz wichtiger werden.
0,8 mm
für große und robuste Bauteile mit möglichst kurzer Fertigungszeit.
Bei Proto3 wählen wir die Düsengröße passend zu Bauteil, Material, gewünschter Qualität und Stückzahl. Ziel ist die für die jeweilige Anwendung sinnvollste Kombination aus Qualität, Fertigungszeit und Kosten.
Druckplatte und Oberfläche beim 3D-Druck
Die Druckplatte ist die Verbindung zwischen Bauteil und Drucker. Sie sorgt für die notwendige Haftung während des Drucks und beeinflusst gleichzeitig maßgeblich die Optik und Haptik der Unterseite.
Glatte Druckplatte
Eine glatte Druckplatte erzeugt eine sehr gleichmäßige und glatte Unterseite. Je nach Druckmaterial kann diese leicht glänzend wirken und sich deutlich von den übrigen Seitenflächen unterscheiden.
Sie eignet sich besonders für sichtbare Flächen, Gehäuse oder Bauteile, bei denen eine möglichst saubere und glatte Auflagefläche gewünscht ist.
Strukturierte Druckplatte
Eine strukturierte Druckplatte überträgt ihre feine Oberflächenstruktur direkt auf das Bauteil. Dadurch entsteht eine matte, leicht raue Oberfläche, auf der kleine Unebenheiten und Druckspuren weniger auffallen.
Diese Oberfläche eignet sich besonders für technische Bauteile und überall dort, wo eine unauffällige, matte Optik gewünscht ist.
Der Unterschied ist direkt sichtbar
Druckt man dasselbe Bauteil einmal auf einer glatten und einmal auf einer strukturierten Platte, unterscheiden sich die Unterseiten deutlich: glatt und gleichmäßig auf der einen Seite, matt und strukturiert auf der anderen.
Die Wahl der Druckplatte ist damit nicht nur eine Frage der Haftung. Sie ist ein Teil der Oberflächengestaltung des fertigen Bauteils.
Material und Geometrie spielen eine Rolle
Nicht jedes Material haftet auf jeder Druckplatte gleich gut. PLA, PETG, ABS/ASA oder TPU stellen unterschiedliche Anforderungen an Temperatur und Haftung.
Auch die Geometrie des Bauteils ist entscheidend. Große, flache Bauteile benötigen beispielsweise eine besonders zuverlässige Haftung, damit sie sich während des Drucks nicht verziehen oder von der Platte lösen.
Druckverfahren im Vergleich
3D-Druck ist nicht gleich 3D-Druck. Die drei gängigsten Verfahren funktionieren technisch komplett unterschiedlich und eignen sich für unterschiedliche Anforderungen. Ein Überblick, damit klar wird warum wir bei Proto3 auf FDM setzen, und wann ein anderes Verfahren die bessere Wahl ist.
FDM (Fused Deposition Modeling)
Beim FDM-Druck wird geschmolzener Kunststoff schichtweise durch eine Düse aufgetragen. Das Verfahren ist robust, gut skalierbar und deckt eine breite Materialauswahl ab, von PLA über PETG und ABS bis zu flexiblem TPU. Bauteile sind mechanisch belastbar und eignen sich für Funktionsteile, Gehäuse und technische Bauteile in Klein- und Mittelserien. Die Oberfläche zeigt eine leichte Schichtstruktur, die je nach Anforderung sichtbar bleibt oder nachbearbeitet wird.
Stärke: robuste Funktionsteile, große Materialauswahl, gutes Preis-Leistungs-Verhältnis, auch größere Bauteile möglich
Grenze: sichtbare Schichtstruktur, Feindetails begrenzt im Vergleich zu SLA
Bei Proto3: unser Hauptverfahren, auf professionellen Industriedruckern
SLA (Stereolithografie)
SLA härtet flüssiges Kunstharz schichtweise mit einem Laser oder Lichtprojektor aus. Das Ergebnis sind sehr feine Details und glatte Oberflächen, ideal für Anschauungsmodelle, Gussmodelle oder Bauteile mit hohem optischem Anspruch. Mechanisch sind SLA-Teile meist spröder als FDM-Teile und empfindlicher gegenüber UV-Licht und Dauerbelastung.
Stärke: hohe Detailgenauigkeit, sehr glatte Oberfläche
Grenze: spröder als FDM, meist teurer im Materialpreis, weniger für dauerbelastete Funktionsteile geeignet
SLS (Selective Laser Sintering)
SLS verschmilzt Kunststoffpulver, meist PA12 (Nylon), punktgenau mit einem Laser. Da das umgebende Pulverbett das Bauteil während des Drucks stützt, sind keine Stützstrukturen nötig, auch komplexe und ineinander verschachtelte Geometrien lassen sich fertigen. SLS-Teile sind mechanisch robust und eignen sich gut für funktionale Serienteile, sind aber in Anschaffung und Betrieb der Anlagen deutlich aufwendiger als FDM.
Stärke: komplexe Geometrien ohne Stützstruktur, robuste Serienteile
Grenze: höhere Kosten, meist nur wirtschaftlich ab größeren Stückzahlen oder speziellen Anforderungen
Welches Verfahren für dein Bauteil?
Für die meisten technischen Bauteile, gebrandeten Produkte und Kleinserien ist FDM die wirtschaftlichste und robusteste Wahl, deshalb ist es unser Kernverfahren bei Proto3. Wenn dein Projekt sehr feine Details oder eine besonders glatte Oberfläche braucht, prüfen wir gemeinsam, ob ein anderes Verfahren wie SLA die bessere Lösung ist, und kümmern uns um die Umsetzung. Schick uns dein Bauteil, wir sagen dir ehrlich welches Verfahren passt.
3D-Scanning und Rekonstruktion
Du hast ein bestehendes Bauteil, aber keine Zeichnung oder CAD-Datei dazu? Mit 3D-Scanning können wir die vorhandene Form digital erfassen und als Grundlage für eine neue Konstruktion nutzen. Besonders bei komplexen oder organischen Formen kann ein Scan viel Arbeit beim Vermessen sparen.
Was wird beim Scannen erfasst?
Beim 3D-Scan entsteht ein digitales Abbild der gesamten Oberfläche. Dabei werden auch viele Details erfasst, die für die eigentliche Funktion des Bauteils gar nicht entscheidend sind.
Bei vielen Bauteilen kommt es beispielsweise nur auf zwei oder drei wichtige Fixpunkte, Bohrungen oder Anschlussflächen an. Diese müssen exakt passen, die restliche Form kann häufig frei gestaltet werden.
Andere Bereiche des ursprünglichen Bauteils sind dagegen durch den ursprünglichen Produktionsprozess entstanden. Sie können beispielsweise durch Spritzguss, Fräsen oder andere Fertigungsverfahren bedingt sein und müssen für einen 3D-Druck nicht unbedingt genauso übernommen werden.
1:1 kopieren oder neu konstruieren?
Ein Scan kann natürlich für eine möglichst genaue 1:1-Kopie verwendet werden. Häufig ist es jedoch sinnvoller, die wichtigen Maße und Geometrien aus dem Scan zu übernehmen und das Bauteil anschließend neu im CAD zu konstruieren.
Dadurch entsteht zusätzlicher Spielraum: Wandstärken, Befestigungen, Toleranzen und andere Bereiche können gezielt optimiert und direkt auf den 3D-Druck abgestimmt werden.
So muss ein neues Bauteil nicht jede Eigenheit des alten übernehmen. Entscheidend ist, dass es an den richtigen Stellen passt und die gewünschte Funktion erfüllt.
Welche Methode ist sinnvoll?
Bei einfachen Bauteilen kann eine Neukonstruktion anhand weniger Maße schneller sein. Bei komplexen Formen kann ein 3D-Scan viel Zeit beim Vermessen sparen.
Oft ist deshalb die Kombination aus Scannen und anschließender Neukonstruktion besonders sinnvoll: Der Scan liefert die Form als Grundlage, während die Neukonstruktion den nötigen Spielraum für Anpassungen und Verbesserungen bietet.
