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3d-Druck ist in aller Munde, ich verteile jetzt die Kunde…

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Ja ich weiß… der Spruch war so schlecht, dass man eigentlich nur deshalb weiterlesen musste, richtig? Leider muss ich enttäuschen, denn der Rest an dieser „neuen“ Technik ist wirklich alles andere als dem Titel angemessen…

Wie funktioniert ein 3d-Drucker?

Zuerst einmal ist es wichtig zu wissen, dass es nicht nur ein Verfahren zum 3d-Druck gibt. Das durch die kostengünstigeren Modelle aber bekannteste Verfahren ist das „Fusion Deposition Modeling“ (FDM), bei dem verschiedene Kunststoffe gedruckt werden.

Das Prinzip des FDM-Verfahrens ist denkbar einfach: Stellen Sie sich eine Heißklebepistole vor, die eine Schicht nach der anderen auf einen Untergrund aufträgt und so nicht nur eine 2-dimensionale Form sondern durch die Aufschichtung eben eine 3-dimensionale Form erzeugen kann. Normalerweise werden auf diese Art schmelzbare Kunststoffe wie z.B. PLA, ABS, PVA und/oder PET auf einen Untergrund aufgetragen.

filament

Diese Kunststoffe haben ganz unterschiedliche Eigenschaften und können daher für unterschiedliche Zwecke verwendet werden. Als Beispiel ist PVA (Polyvinylalkohol) ein Kunststoff, der sich in Seifenlauge auflöst. PLA (Polylactide) ist ein auf z.B. Maisstärke basierender, biologisch abbaubarer Kunststoff und PET (Polyethylenterephthalat) kennt man ja aus der Getränkeabteilung.

Zu diesen Eigenschaften kommen z.B. unterschiedliches Abkühlungsverhalten, Härtegrade, Lebensmitteleignung, usw.

Andere Druckverfahren sind z.B. das STL-Verfahren (Stereolithografie), das höhere Auflösungsstufen erreicht und darauf basiert, eine Kunstharzflüssigkeit mit einem Pulslaser auszuhärten und so Schichtweise ein Objekt aufzubauen.

Wer aber denkt, dass nur Kunststoffe gedruckt werden können, liegt weit daneben. Von Zuckerguss bis hin zu Metall-Druck (Pulverdruckverfahren) ist alles möglich, solange das Material (nur wenigstens zum Teil) schmelzbar ist. Dementsprechend sind allerdings auch nicht alle Kunststoffe verwendbar.

 

Warum wurde „neuen“ in Anführungszeichen geschrieben? / Ist 3d-Druck wirklich neu?

3d-Druckverfahren gibt es bereits seit den 1980er Jahren – allerdings nicht für den Heimgebrauch.
In der Industrie werden mehrere hunderttausend Euro teure Geräte für Rapid Prototyping-Entwicklungsverfahren verwendet, um möglichst schnell neue Designs testen zu können. (z.B. werden von Autoherstellern neue Rückspiegel-Designs im Windkanal auf Ihre aerodynamischen Eigenschaften getestet oder neue Bedienelemente abgewandelt. Sogar ganze Prototyp-Motoren können prinzipiell so erzeugt werden.) Mittlerweile gibt es auch in der Medizintechnik Anwendungsszenarien, in denen durch 3d-Drucker die Herstellung von künstlichen Organen (z.B. Filterorgane wie die Niere) erheblich vereinfacht oder verbessert werden können.

 

Warum druckt man nicht einfach alles mit einem 3d-Drucker?

3d-Drucker sind hervorragend geeignet um Prototypen oder Kleinserien von nicht massiv tragenden Teilen zu erzeugen. Sie bieten dem Entwickler/Designer die Möglichkeit, plötzlich innerhalb von Stunden oder sogar Minuten Designs auf bestimmte Eigenschaften zu testen, sie anzupassen und neu zu testen. Das was früher Tage oder Wochen gedauert hat, kann so in deutlich kürzerer Zeit erledigt werden.

Allerdings sind Teile aus dem 3d-Drucker für die Massenproduktion häufig zu teuer und die meisten 3d-Druckteile weniger widerstandsfähig als die durch Spritzguss, Schmieden oder ähnliche Verfahren entstandenen Massenproduktionsteile.

Natürlich sind auch nicht alle Teile automatisch druckbar, dazu aber in einem anderen Blogbeitrag mehr.

 

Sind Heimgeräte es wert, angeschafft zu werden?

Die kurze Antwort für die meisten Personen ist „Nein“. Die normale Hausfrau wird weder über die CAD-/3d-Designkenntnisse noch über das technische Know-how, das zur Wartung dieser Geräte noch nötig ist, verfügen.

Für Bastler und Enthusiasten mit technischem Talent lautet die Antwort aber anders. Als Spielzeug ist ein 3d-Drucker häufig auch heute noch recht teuer, aber mittlerweile durchaus bezahlbar. Erste Geräte gibt es bereits für einige hundert Euro und die Preise sinken weiter. Allerdings sind diese Geräte deshalb meist auch nicht so ausgereift.

Die Antwort ist also: Wenn man Spaß am Basteln und am Erschaffen hat, kann ein 3d-Drucker eine wahre Offenbarung sein und mit entsprechendem Talent kann man verschiedenste Ersatzteile, Geschenke, Spielzeuge, Kunstobjekte oder Eigenkreationen erstellen und besitzt dann natürlich Know-how in einem Bereich, der vielen anderen noch nicht geläufig ist.

Deshalb beginnen viele Schulen solche Geräte anzuschaffen, um Schülern und Studenten die Möglichkeit zu geben Dinge zu erschaffen, die sie vorher noch nicht herstellen konnten.

 

Was muss ich alles können, um 3d-Drucke erstellen zu können?

Ein gewisses handwerkliches Geschick halte ich für unumgänglich – so kompliziert ist der Aufbau eines FDM-Druckers aber auch wieder nicht. Wer Angst vor Schraubenziehern hat, sollte die Finger davon lassen, wer schon mal erfolgreich eine Lampe aufgehängt und verkabelt hat, ist beinahe schon überqualifiziert.

Das Schwierigere ist, dass man neben solchen Befähigungen auch ein 3d-Programm oder ein CAD-Programm bedienen können sollte. Es werden zwar immer mehr vordefinierte 3d-Modelle für den 3d-Druck im Internet verfügbar, den größten Nutzen und Spaß hat man aber durch das Erstellen eigener Modelle.

Solche 3d-Programme waren früher sehr kostenintensiv, sind heute aber auch sehr kostengünstig oder sogar kostenlos verfügbar. Einige Beispiele für kostengünstige Programme, die im Zusammenhang mit 3d-Druckern verwendet werden können sind:

 

Warum erzähle ich das eigentlich alles?

Ich beschäftige mich nunmehr seit ca. einem Jahr mit 3d-Druck und den entsprechenden Technologien und besitze einen Makerbot Replicator 2 (FDM-Drucker).

Seitdem sind in unserer Agentur und auch bei mir zu Hause viele kleine Helferlein und Figuren gewachsen, die ich mit Hash Animation:Master erstellt und dann mit meinem Makerbot Replicator 2 ausgedruckt habe.

Hier sehen Sie einige Beispiele:

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Autor: Gerald Zum Gahr

Sportlicher Programmierer, der gerne mal etwas länger bleibt.

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