Alles über 3D-Druck

Alles über 3D-Druck

Was ist ein 3D-Drucker?

Ein 3D-Drucker ist eine art Roboter also eine Maschine die in der Lage ist mit Hilfe eines Computers und eines virtuellen 3D-Modells reale Objekte zu erschaffen. Als einfache Definition könnte man es mit einer automatischen Heißklebepistole vergleichen, die Schicht für Schicht ein Objekt baut. Nach einiger Zeit entsteht so aus einer dünnen, heißen und geschmolzenen Plastikwurst ein realer Gegenstand aus Kunststoff.

So kann man zum Beispiel ein 3D-Modell einer Handy Schale (z.B iPhone5) am Computer designen, und das Handy Cover dann mit einem 3D-Drucker sozusagen ausdrucken. Am Ende hat man somit eine selbst designte und nutzbare Handyschale aus Plastik um sein Mobiltelefon zu verschönern.

Normalerweise wird aus kostengründen mit Kunstoffen (ABS,PLA,PS, Nylon…) in 3D gedruckt. Wer sich die Sache etwas Kosten lassen kann, für den gibt es auch die Möglichkeit seine 3D-Modelle in Metalle oder Keramiken erschaffen zu lassen.

Meist wird ein 3D-Drucker für die Herstellung von Prototypen und Modellen genutzt, aber die neuen, teilweise unter 1000 Euro erhältlichen 3D-Drucker der sogenannten “Consumer 3-D Printer” ermöglicht nun die Herstellung von Werkstücken, Bauteilen Schmuck oder Design Objekten im eigenen Wohnzimmer.

Für detaillierte und hochaufgelöste 3D-Drucke sind diese 3D-Drucker meist noch nicht geeignet, dafür empfehlen wir unseren 3D-Druck Service, bei dem wir einen 3D-Industriedrucker nutzen.

Definition eines 3D-Druckers

Anders als bei der CNC Fräse (abtragen des Materials) werden bei dem 3D-Druck die dreidimensionalen Werkstücke aufgebaut. Somit ist der 3D-Drucker ein additiver Fabrikator. Der Aufbau eines Werkstückes (meist ein Kunststoffteil) erfolgt oft in mehreren Schichten von geschmolzenen Plastik oder anderen Werkstoffen. Die Form und die Maße des Objektes werden meist anhand eines 3D-Modells (CAD) als .STL in eine druckbare Datei (Gcode) umgewandelt und an den jeweiligen 3D-Drucker gesendet.

Es gibt verschiedene Arten von 3D-Druck. So werden nicht nur Schmelzprozesse genutzt, sondern es gibt auch 3D-Drucker die physikalische oder chemische Härtungsarten verwenden.

So kann auch ein “3D-Druck in Farbe” entstehen. Auch mit anderen Materialien wie Keramiken und Metallen kann gedruckt werden, dies ist aber oft aufwendig und teuer.

3D-Drucktechniken

Die verbreiteste Technik für den heimischen 3D-Druck ist das FDM (Fused Deposition Modelling). Dabei wird mit einer heißen Düse (Hot End) Plastikdraht verschmolzen und übereinander aufgetragen. Bei dem selektivem Laserschmelzen oder auch “laser sintering” (SLS) wird eine Kammer mit Pulver des jeweiligen Materials kurz vor den Schmelzpunkt erhitzt und dann mit einem gesteuerten Laserstrahl an den gewünschten Stellen zum Schmelzen gebraucht.
Auch bei dem sogenannten 3D-Farbdruck wird ein Pulver benutzt. Es wird eine Art Lösungsmittel mit der jeweiligen Farbe gemischt und dann Schicht für Schicht aufgetragen. Diese 3D-Druckergebnisse müssen für bessere Stabilität später infiltriert werden. Auch die Stereolithografie und das Digital Light Processing mit flüssigem Kunstharz ist stark verbreitet. Dabei wird das Kunstharz Schicht für Schicht selektiv belichted. Für Metalle muss meist das Elektronenstrahlschmelzen genutzt werden.

Die Zukunft des 3D-Drucks

Für die Massenproduktion sind  konkurrierenden Herstellungsverfahren wie das Spritzgussverfahren und das Tiefziehen meist effizienter, doch der größe Vorteil bei einem 3D-Druck ist das Verzichten auf aufwendiges Herstellen von Formen so wie den nötigen Formenwechseln. Die aktuellen technischen Entwicklungen machen den 3D-Druck aber immer effizienter und somit zu einer neuen und ernst zunehmenden Produktionstätte für Jedermann.
Einige Experten sprechen hier von einer neuen Industriellen Revolution, bei der in Zukunft viele Alltagsgegenstände nicht mehr im Laden gekauft werden müssen, sondern Privatpersonen zuhause bei Bedarf nötige Teile selbst erstellen können. Die 3D-Drucker Firma MakerBot aus den USA erstellt den auch bei uns erhältlichen „Replikator 2“. Der Name ist passend, da die Vision des “Replikators” aus der Science Fiction Serie “Raumschiff Enterprise” scheint hier für einige in fast greifbare Nähe zu rücken.