Über 3D-Druck
Was ist ein 3D-Drucker?
Ein 3D-Drucker ist eine Art Roboter, der 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 aufbaut. Nach einiger Zeit entsteht ein realer Gegenstand aus Kunststoff oder anderen Materialien.
Ein Standard 3D-Druck entsteht aus Kunstoffen wie ABS, PLA oder Nylon. Bei größeren Budgets eröffnet sich auch die Möglichkeit, 3D-Modelle in Metall oder Keramik fertigen zu lassen.
Meist wird ein 3D-Drucker für die Herstellung von Prototypen und Modellen genutzt, aber auch die Herstellung von Werkstücken, Bauteilen, Schmuck oder Designobjekten ist möglich.
Definition eines 3D-Druckers
Anders als bei einer CNC-Fräse (Abtragen des Materials), werden bei dem 3D-Druck die dreidimensionalen Werkstücke aufgebaut. Somit nutzt der 3D-Drucker ein additives Verfahren. Der Aufbau eines Werkstückes erfolgt in mehreren Schichten von geschmolzenem Plastik oder anderen Werkstoffen. Die Form und die Maße des Objektes werden meist mittels 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 auch 3D-Drucker, die physikalische oder chemische Härtungsarten verwenden.
So kann auch ein farbiger 3D-Druck entstehen. Auch mit anderen Materialien wie Keramik und Metall kann gedruckt werden.
3D-Drucktechniken
Die verbreitetste Technik für den heimischen 3D-Druck ist das FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling). Dabei wird mit einer heißen Düse Plastikdraht, auch Filament genannt, 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 gebracht.
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 belichtet. Für Metalle muss meist das Elektronenstrahlschmelzen genutzt werden.
Die Zukunft des 3D-Drucks
Für die Massenproduktion sind konkurrierende Herstellungsverfahren wie das Spritzgussverfahren und das Tiefziehen meist effizienter, doch der größte Vorteil des 3D-Drucks ist der Verzicht auf ein aufwendiges Herstellen von Formen sowie dem nötigen Formenwechseln. Die aktuellen technischen Entwicklungen machen den 3D-Druck jedoch stetig effizienter und somit zu einer neuen und ernstzunehmenden Technik 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 herstellen können.