Der 3D-Druck ist ein Verfahren, das dabei ist, die heutige Welt zu revolutionieren. Die Technologie wird immer weiter verbreitet und in vielen Berufsfeldern eingesetzt. Aber auch Privatpersonen nutzen den 3D-Druck, um verschiedene Alltagsgegenstände zu drucken. Doch obwohl viele von uns schon davon gehört haben, wissen nur wenige, wie der 3D-Druck wirklich funktioniert. Im Folgenden werden wir uns daher mit der Frage beschäftigen, wie der 3D-Druck funktioniert.
3D-Druck: Was ist das?
3D-Druck ist eine Fertigungstechnologie mit Materialzugabe, bei der Material Schicht für Schicht aufgetragen und verschmolzen wird, um ein festes, dreidimensionales Teil herzustellen. Beim 3D-Druck wird ein sogenanntes additives Verfahren angewandt, bei dem ein Gegenstand oder ein Teil durch das Übereinanderlegen von Materialschichten geformt wird. Beim 3D-Druck werden hochentwickelte 3D-Drucker eingesetzt, mit denen die Herstellung von 3D-Objekten und -Teilen möglich ist. Verschiedene Materialien, meist Kunststoff oder Harz, können für die Herstellung der Objekte verwendet werden, am weitesten verbreitet ist PLA, das ein Biokunststoff ist.
Wie funktioniert der 3D-Druck?
Der 3D-Druck funktioniert nach einem Verfahren, bei dem digitale Dateien in 3D-Objekte, -Artikel oder -Produkte umgewandelt werden. Um ein Objekt zu erstellen, muss zunächst eine Datei erstellt werden, die als Grundlage für ein zukünftiges 3D-Modell dient, bevor es gedruckt werden kann. Die Dateien werden mithilfe von Software erstellt, die meist mit den verwendeten Druckern in Verbindung steht. Sie sollten wissen, dass es eine Vielzahl von Druckern und damit auch eine Vielzahl von Software gibt. Darüber hinaus verwenden Drucker je nach Material und Projekt unterschiedliche Technologien.
So muss man unterscheiden :
3D-Kunststoffdrucker :
- Sintertechnik: Bei dieser Drucktechnik, die SLS oder Selective Laser Sintering genannt wird, wird das Pulver Schicht für Schicht gesintert. Nachdem das Pulver vorgewärmt wurde und kurz vor dem Schmelzen steht, sintert ein Laser das Pulver, um ein festes, dateikonformes Objekt herzustellen.
- Die Drahtabscheidungstechnik: Bei dieser als FDM oder Drahtabscheidung bezeichneten Technik werden Maschinen mit zwei Druckköpfen verwendet, die das Material in Form von Filamentspulen mithilfe einer Druckdüse Schicht für Schicht auf eine Plattform aufbringen.
Die 3D-Harzdrucker :
- Bei der DLS-Technologie wird eine kontinuierliche Folge von UV-Bildern in ein Bad aus flüssigem Harz projiziert.
- Die Polyjet-Technologie ähnelt dem Tintenstrahldruck, aber anstelle von Tinte werden Schichten einer härtbaren Fotopolymerflüssigkeit auf eine Druckplatte gespritzt.
- Bei der LCP/DLP-Technologie wird das Harz in einen Behälter gefüllt, wo es gegen die Plattform verfestigt wird. Das Objekt wird nach und nach erstellt, wenn die Plattform nach oben steigt.
- Die SLA-Technologie verwendet einen Behälter, der mit flüssigen Fotopolymeren gefüllt ist, die unter UV-Licht fest werden. Das Objekt wird durch Auf- und Abwärtsbewegungen gedruckt, die es den flüssigen Polymeren ermöglichen, die nächste Schicht des Objekts zu bilden.
- Mehrfarbige 3D-Drucker: funktionieren mit einer Walze, die den Druckbehälter abtastet, um das Pulver Schicht für Schicht gleichmäßig aufzutragen, und zur gleichen Zeit spritzen Druckköpfe Bindemittel, um das Objekt herzustellen.
Die 3D-Metalldrucker :
- Das direkte Lasersintern von Metall oder DMLS funktioniert auf die gleiche Weise wie bei Kunststoffen, der Unterschied liegt jedoch im Schmelzpunkt, der um 1600° gegenüber 200° schwankt.
- Das selektive Laserschmelzen oder SLM ähnelt dem DMLS-Verfahren, mit dem Unterschied, dass die Schmelztemperatur noch höher ist, damit das Pulver vollständig schmilzt. Damit die idealen Bedingungen erfüllt sind, wird eine mit einem Inertgas gefüllte Baukammer geschaffen.
- Beim Binder Jetting wird ein Bindemittel verwendet, das schichtweise auf ein feines Pulver aufgetragen wird. Zwischen jeder Schicht wird das Pulver erhitzt, wodurch es sich verfestigt. Wenn der Prozess abgeschlossen ist, wird das Ganze in einen Ofen geschoben, wo es gebrannt wird.
Welche Unterschiede gibt es zwischen professionellem und öffentlichem 3D-Druck?
Der professionelle 3D-Druck
Der professionelle 3D-Druck beruht auf professionellen Druckern, die meist speziell für die Industrie geschaffen wurden. Dabei handelt es sich in der Regel um riesige Maschinen, deren Aufgabe es ist, Teile in großen Mengen, zu relativ geringen Produktionskosten und mit hoher Taktrate herzustellen. Die Herstellung der Teile ermöglicht eine qualitativ hochwertige Arbeit mit außergewöhnlicher Detailgenauigkeit und Präzision. Ihre Verwendung richtet sich an so unterschiedliche Branchen wie Medizin, Automobil, Luftfahrt, Textil- oder Lebensmittelindustrie, um nur einige Beispiele zu nennen. Neben der Geschwindigkeit ist eines der Hauptmerkmale eines industriellen oder professionellen Druckers seine Fähigkeit, große Objekte und Prototypen zu produzieren. Ein professioneller 3D-Drucker ist extrem widerstandsfähig, um auch unter schwierigen Bedingungen bestehen zu können. Der professionelle Drucker ist auch in der Lage, Produkte aus so unterschiedlichen Materialien wie Kunststoff, Metall, Keramik usw. zu entwerfen.
Der 3D-Drucker für die Allgemeinheit
Wie Sie sicher bemerkt haben, ist ein 3D-Drucker für den Endverbraucher nicht für denselben Zweck gedacht wie ein professioneller Drucker. Und das ist auch nicht das Ziel. Der Markt für 3D-Drucker für Privatanwender boomt und richtet sich an Privatpersonen, die mit der Herstellung von Produkten für den Hausgebrauch beginnen und gleichzeitig den 3D-Druck für sich entdecken möchten. Einer der Hauptunterschiede zwischen Consumer-Druckern und professionellen Druckern ist zweifellos ihr Preis. Sie sind viel erschwinglicher, aber natürlich auch viel weniger leistungsstark und leistungsfähig. Privatanwender werden jedoch überrascht sein zu entdecken, dass einige Heimdrucker die Herstellung von Objekten mit einem ausgezeichneten Maß an Präzision und Robustheit ermöglichen.
