3D-Drucker

Aktualisiert am: 16.04.2019, 12:27 Uhr

Wie funktionieren 3D-Drucker?

Je nach Typ nutzen 3D-Drucker verschiedene Verfahren, um schichtweise 3D-Objekte zu drucken.

Die gedruckten Materialien reichen von Kunststoff, Kermamik, Metall, Carbon- und Graphitmaterialien bis zu Beton.

Die Einsteigergeräte nutzen in der Regel das FDM-Verfahren (FDM = Fused Deposition Modeling) auch Schmelzschicht-Verfahren genannt. Geschmolzen wird in der Regel Kunststoff; aber auch Schokolade oder Wachs können als Schmelzstoff dienen.

Herz 3D-Drucker
Herz aus dem 3D-Drucker
[Foto: Advanced Science, Lizenz: CC BY 4.0]
 

Ein weiteres Verfahren, das auch im unteren Preissegment angewendet wird, ist die Stereolithografie (SLA). Dabei befindet sich ein lichtaushärtender Flüssig-Kunststoff in einem Becken. Das 3D-Modell entsteht auf einer Hebebühne, die sich zu Beginn kurz unter der Oberfläche der Flüssigkeit befindet. Durch die Bestrahlung mit einem UV-Laser wird die Flüssigkeit auf der Bühnen-Plattform der Form entsprechend ausgehärtet. Dann wird die Hebebühne ein kleines Stück abgesenkt, wodurch sich Flüssigkunststoff über dem ausgehärteten Teil verteilen kann. Nun wird die Flüssigkeit an den gewünschten Stellen erneut bestrahlt.

Manche Geräte der oberen Preisklassen verwenden das selektive Lasersintern (SLS). Hier wird schichtweise ein Pulver aufgetragen und durch einen Laser verschmolzen. Das Pulver kann aus Kunststoff, Metall oder auch Keramik bestehen.

Zu erwähnen ist noch das Luminated Object Manufacturing, bei dem Kunststoff oder Papier in Schichten übereinander geklebt werden und mit einem Schneidewerkzeug in Form gebracht werden.

Vor dem 3D-Druck muss man dem 3D-Drucker noch sagen, was er drucken soll. Entweder entwickelt man ein eigenes Modell mit Hilfe eines 3D-CAD-Programmes oder man greift auf fertige Modelle zu. Es gibt spezielle Plattformen wie zum Beispiel Thingiverse, deren Mitglieder bereits entworfene Modelle teilen. Eine weitere Möglichkeit eine Modell-Vorlage zu generieren ist der Einsatz eines 3D-Scanners. Auf diese Weise können bereits existierende Objekte erfasst und reproduziert werden.
 

Geschichte

Die Flugzeug- und Auto-Industrie hat die ersten 3D-Drucker bereits in den 1980er Jahren eingesetzt. Diese Geräte waren für den Heimgebrauch aufgrund ihrer Größe und ihrer Preise ungeeignet. Seit 2011 hatte die Firma Solidoodle dann Drucker für unter 1000 Euro auf den Markt gebracht, womit der 3D-Druck auch für kleinere Firmen und Privatanwender erschwinglich wurde.

 
3D-Druck für Projekte mit dem Raspberry Pi
Es gibt viele tolle Projekte, bei denen man 3D-Drucker einsetzen kann. Hier findest Du Projekte zum Nachbauen unter Verwendung des Einplatinen-Computers Raspberry Pi, bei denen teilweise auch 3D-Drucker zum Einsatz kommen müssen.
 

Einsatzgebiete

  • Maschinenbau
  • Fahrzeugbau
  • Luft- und Raumfahrtindustrie
  • Prothesenherstellung
  • Hausbau
  • Medizintechnik
  • Design (z.B. Stadtmöbel aus Beton)
  • Verpackungsindustrie
  • Lebensmittelherstellung
  • Ausdruck von Embryonen, die Schwangere nach einer Ultraschalluntersuchung statt eines Fotos mit nach Hause nehmen können[1]

Es wurde sogar schon künstliches Fleisch aus lebenden Tierzellen gedruckt und gegessen. Auch Leder und menschliches Gewebe sollen druckbar werden.

Artikel zum Thema

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Einzelnachweise

[1] SRF: Neue Technologie – Baby aus dem 3D-Drucker, Abruf am 23. September 2018.