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Haben Sie sich jemals gefragt, wie 3D-Druck funktioniert oder was man damit machen kann? Wenn Sie nach einer einfachen und zugänglichen, aber nicht sehr detaillierten Diskussion suchen, dann sind Sie hier genau richtig.
- Wir besprechen die Grundlagen des 3D-Drucks,
- zeigen Ihnen was man damit machen kann,
- sagen Ihnen wie Sie Ihr Projekt damit vorantreiben können.
Der 3D-Druck, auch bekannt als räumlicher Druck, ist eine innovative Fertigungstechnologie. Sie ermöglicht die Schaffung/Konstruktion von räumlichen, greifbaren Objekten, die digitale Modelle nachbilden. Das Gerät, das all dies ermöglicht, ist der 3D-Drucker. Er trägt entsprechend der digitalen Datei Schichten übereinander auf. Die Popularität dieser Geräte stieg im ersten Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts mit dem Aufkommen von 3D-Druckern für den Heimgebrauch.
3D-Druck – Woher kommt er?
Die meisten Menschen haben erst im 21. Jahrhundert vom 3D-Druck gehört. Die Idee einer Struktur, die eine Zeichnung nachbildet, stammt jedoch bereits aus dem 20. Jahrhundert. Damals war es noch kein 3D-Druck im modernen Sinne. Das Design wurde Schicht für Schicht in einem flüssigen Polymer mit einem Laser kristallisiert. Heutige 3D-Drucker arbeiten in der Regel auf der Basis von Filamenten – Kunststofffasern. Jetzt werden die gedruckten Schichten im Druckkopf geschmolzen.3D-Designs für den Druck - digitale Dateien
Um etwas zu drucken, benötigen wir ein digitales 3D-Modell des Objekts, das wir erstellen möchten. Dieses kann in einer 3D-Modellierungssoftware (z. B. mit CAD – Computer Aided Design) oder mit Hilfe eines 3D-Scanners erstellt werden, der das zu druckende Objekt einscannt. Viele Programme können solche Dateien erstellen – einige davon sind z. B. Solidworks, Blender oder Tinkercard. Die digitale Datei weist den Drucker genau an, wie er das 3D-Objekt bauen soll. Dazu wird das Objekt in Schichten aufgeteilt, und die Abmessungen jeder Schicht werden genau angegeben.
Wie funktioniert ein 3D-Drucker?
Sobald wir die digitale Datei fertig haben, laden wir sie auf unseren 3D-Drucker hoch. Aber was genau ist damit verbunden? Der 3D-Drucker muss jede in der Datei beschriebene Schicht genau kopieren. Das bedeutet, dass er einen ausreichend großen, freien und übersichtlichen Raum benötigt, um das Objekt zu bauen. Deshalb sind die meisten dieser Drucker in einem Container oder einer Arbeitskammer untergebracht. Diese Geräte verfügen über sehr unterschiedliche Technologien – heute werden wir uns auf diejenigen konzentrieren, die Düsen oder Laser verwenden, um das Material aufzutragen und die Schichten auszuhärten. Aus diesem Grund müssen 3D-Drucker sorgfältig kalibriert werden.
Arten des 3D-Drucks
3D-Drucktechnologien gibt es schon seit Jahrzehnten. Der Wendepunkt kam 2009, als eine Art des 3D-Drucks, FDM (Fused Deposition Modeling) genannt, nach Ablauf eines Patents veröffentlicht wurde. Infolge dieser Entwicklungen spricht man heute auch vom FFF-Druck und verwendet die optionale Schreibweise FFF/FDM.
Schon bald wurden preiswerte 3D-Drucker sehr beliebt. Noch heute ist die am weitesten verbreitete 3D-Drucktechnologie FFF/FDM. Über andere Technologien können Sie hier lesen.
Was kann man mit 3D-Druck herstellen? Objekte aus einem 3D-Drucker
Es ist schwierig, Branchen zu finden, die noch nicht vom 3D-Druck beeinflusst worden sind. Fertigungsverfahren auf der ganzen Welt haben sich 3D-Drucktechniken zu eigen gemacht, um Probleme besser lösen und die Produktivität steigern zu können. In der Massenproduktion ist dieser Druck billiger als jede andere Methode. Er ist auch die schnellste Option für den Bau von Prototypen.
OK, versuchen wir, die Fragen in der Überschrift zu beantworten. Was kann man mit einem 3D-Drucker herstellen oder erreichen?
- Individuelle Modelle. Sie werden maßgeschneiderte Produkte herstellen, die ganz auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind. Zum Beispiel stellen Unternehmen 3D-gefertigte Schuhe auf Anfrage her, die nach Ihren Wünschen angepasst werden können. Größe und Form sind kein Problem.
- Schnelles Prototyping. Der 3D-Druck ermöglicht die schnelle Erstellung eines Modells oder Prototyps, auch Prototyping genannt. Dies hilft Ingenieuren, Designern und Unternehmen, ihr Produkt in kürzester Zeit zu visualisieren und Feedback zu erhalten.
- Niedrigere Kosten: Dank der verwendeten Materialien sind die Kosten für den 3D-Druck und das 3D-Prototyping niedrig. Ein Modell kann viele Male gedruckt werden, wodurch die Produktionszeit und der Abfall nach der Produktion reduziert werden.
- Massenproduktion: WLAN-fähige Drucker ermöglichen den Aufbau einer so genannten “Druckerfarm”, die aus einer Reihe von über ein Netzwerk verbundenen Geräten besteht, die kleine Teile in großer Zahl drucken. Jeder 3D-Drucker kann auch kleinere Teile eines größeren Projekts drucken, die später miteinander verbunden werden.
3D-Druck im Dienste der Medizin
Wenn die Mathematik die Königin der Wissenschaften ist, ist die Medizin ihre Kaiserin. Lassen Sie uns sehen, wie der moderne 3D-Druck ihr dient.
Empfohlene 3D-Drucker und ein Blick auf die Kosten des 3D-Drucks
3D-Druckermodelle und ihre Hersteller gibt es in Hülle und Fülle. Die Preise sind in der Regel richtungsweisend, und das rasante Wachstum der Branche verschärft die Unterschiede zwischen den technischen Parametern von kommerziellen und professionellen Druckern. Schauen wir uns einige von ihnen an.
3D-Drucker ab 250 Euro
- Anet A8 – der Drucker zeichnet sich vor allem durch seinen niedrigen Preis aus. Er hat eine Arbeitsfläche von 220 x 220 x 240 mm. Er unterstützt die gängigsten Filamente: ABS, PLA, etc. mit einem Durchmesser von 1,75 mm. Der Drucker muss selbst zusammengebaut werden.
- Anet A6 – der größere Bruder des Anet A6 Druckers. Seine Arbeitsfläche beträgt 220 x 220 x 250 mm. Er unterstützt die gängigsten Filamente: ABS, PLA, etc. mit einem Durchmesser von 1,75 mm. Der Bausatz muss ebenfalls selbst zusammengebaut werden.
3D-Drucker bis 500 Euro
- Creality Ender-3 – ein beliebter Drucker für knapp über 1.000 €. Die Abmessungen des Arbeitsbereichs betragen 220 x 220 x 250 mm. Er unterstützt die gängigsten Filamente: PLA, TPU, etc. mit einem Durchmesser von 1,75 mm. Der Drucker kann den Druckvorgang nach einem Stromausfall automatisch wieder aufnehmen. Der Ender-3 erlebte die Version Creality Ender-3 Pro, die sich durch eine verbesserte Druckstabilität, einen magnetischen Aufkleber (Stabilitäts- und Haftungstechnisch) für den Tisch und eine stabile Stromversorgung auszeichnet. Beide Versionen des Druckers bestehen aus mehreren Komponenten zur Selbstmontage.
- Creality CR-20 – ein Drucker, der bis zu 0,05 mm dünne Schichten drucken kann, während der Ender-3 bis zu 0,1 mm dünne Schichten druckt. Der Arbeitsbereich hat eine Größe von 220 x 220 x 250 mm. Der CR-20 verfügt außerdem über eine automatische Druckfortsetzungsfunktion. Wie der Ender ist auch der CR-20 in einer Pro-Version mit einem verbesserten Arbeitstischaufkleber erhältlich. Der Bausatz besteht aus Komponenten zur Selbstmontage.
3D-Drucker bis 1000 Euro
- Dobot Mooz-3 ein modularer Drucker, der sich in drei Formen des Designs verwandeln lässt. Die einachsige Form ist die effizienteste. Die zweiachsige Form ist die stabilste und präziseste. Im Delta-Modus hingegen können verschiedene Farben gemischt werden, um mehrfarbige Designs zu erstellen. Die Arbeitsfläche des Mooz-3 beträgt 130 x 130 x 130 mm. Der Bausatz besteht aus selbst zusammensetzbaren Modulen.
- Vertex Delta – ein deltaförmiger Drucker mit einem Druckkopf, der durch Magnete bewegt wird. Der Arbeitsbereich des Druckers beträgt 200 x 225 mm. Der Drucker hat ein Hybriddesign und wird in mehreren Komponenten zur Selbstmontage geliefert.
- Dobot Mooz-2 Full – ein Drucker-Set bestehend aus drei Köpfen: Druck, Schnitt (CNC) und Laser. Die Abmessungen des Arbeitsbereichs sind 130 x 130 x 130 mm. Zum Bausatz gehören auch eine Schutzbrille und ein Druckergehäuse. Der Bausatz besteht aus Modulen zur Selbstmontage.
- Prusa MK3S – ein beliebter Drucker, der von der renommierten Firma Prusa Research stammt. Entwickelt für den Druck von Teilen mit einer maximalen Größe von 210 x 210 x 250 mm. Er verfügt über eine magnetisch abnehmbare Arbeitsplatte, einen stabilen Rahmen, leises und schnelles Drucken und eine Vielzahl von Sensoren. Sie fragen sich, wie man einen 3D-Drucker baut? Der Prusa-Bausatz besteht aus selbst zusammenbaubaren Komponenten. Der Hersteller stellt eine ausführliche bebilderte Montageanleitung in mehreren Sprachen zur Verfügung.
3D-Drucker ab 2000 Euro
- Zortrax M200 Plus – der Drucker der beliebten Marke Zortrax verfügt über ein geschlossenes Design und einen Touchscreen. Dank der drahtlosen WLAN-Kommunikation können Sie eine Druckerfarm schaffen. Außerdem verfügt er über eine eingebaute Kamera zur ständigen Überwachung des Drucks. Die Arbeitsfläche beträgt 200 x 200 x 180 mm. Der Drucker wurde vom Hersteller vormontiert.
- Zortrax Inkspire – ein Drucker mit einer völlig anderen Form des Druckens. Anstelle des Standardmaterials, das ein Filament ist, verwendet der Drucker ein flüssiges, lichthärtendes Harz. Diese Art von Drucker wird für sehr präzise Drucke verwendet. Er wird unter anderem in der Medizin und im Schmuckbereich eingesetzt. Die Abmessungen des Arbeitsbereichs betragen 175 x 132 x 74 mm.
- Zortrax Inventure – verwendet die LPD-Plus-Technologie mit zwei Druckköpfen, die abwechselnd Druckmaterial und Trägermaterial abgeben. Das Trägermaterial ist wasserlöslich. Der Drucker befindet sich in einer abgedichteten Kammer mit HEPA-Filter. Er verwendet intelligente Patronen zum Drucken. Der Arbeitsbereich beträgt 135 x 135 x 130 mm.
Was wird für den 3D-Druck benötigt?
Um mit dem Drucken zu beginnen, reicht ein 3D-Drucker allein nicht aus. Für jedes Projekt müssen Sie ein geeignetes Filament auswählen. Wie wählen Sie Ihr Filament aus? Finden Sie es mit unserem Ratgeber heraus Filamente im 3D-Druck. Weitere Informationen zu einer bestimmten Art von Filamenten finden Sie in unserer Artikelserie über Beispiele für die Verwendung von Filamenten und ihre Eigenschaften – die erste Folge befasst sich mit PLA, und es geht weiter.
