Was ist ein 3D Drucker?

3D Drucker wurden zunächst vor allem in der Herstellungsindustrie verwendet. Mittlerweile gibt es allerdings auch kommerzielle Geräte, die sich für den Privathaushalt eignen und erschwinglich sind. Die Verkaufszahlen zeigen, dass jetzt schon viele Haushalte mit einem 3D Drucker ausgestattet sind. Tendenz steigend.

Für den 3D Druck gibt es verschiedene Vorgehensweisen. Die gängigsten sind Folgende:

• Stereolithografie: Stellt detaillierte Modelle mit glatter Oberfläche aus Kunstharz her. Dabei wird das Kunstharz schichtweise in ein Becken gegossen und durch einen UV-Laser punktuell belichtet und ausgehärtet. Die jeweiligen Schichten sind nicht dicker als 1 mm. Wurde eine Schicht belichtet und ausgehärtet, wird gleich die nächste oben drauf gegossen. Diese Prozedur wiederholt sich bis das Objekt fertiggestellt ist.
• Lasersintern: Bei diesem Verfahren wird für das Drucken Kunststoff und Metall verwendet. Das Rohmaterial wird dabei in Pulverform bereitgestellt. Durch einen Schieber wird das Pulver wie bei der Stereolithografie schichtweise auf einer Arbeitsplatte verteilt und mit einem UV-Laser belichtet. Dabei schmilzt das Pulver und die Körnchen fließen ineinander. Modelle, die über diese Methode ausgedruckt werden, haben in der Regel eine raue Oberfläche. Allerdings sind sie stabiler und flexibler als Modelle, die durch andere Verfahren entstanden sind.
• 3D Druck: Ist eine Mischung aus Lasersintern und einem normalen 2D Druck mit Tintenstrahl. Durch einen Mehrfahrb-Druckkopf wird farbige Tine auf einer dünnen Schicht aus Pulver verteilt. Ein in die Tinte beigemischtes Bindemittel härtet nur die bedruckten Stellen aus. Anschließend werden die fertigen Modelle in Kunstharz getaucht, um eine glatte Oberfläche zu schaffen.
• Fused Deposition Modeling(FDM): Bei dieser Methode wird geschmolzener Kunststoff aus einer Düse gedrückt und somit die gewünschte Form schichtweise aufgezeichnet. Bei dem verwendeten Kunststoff handelt es sich um ABS-Kunststoff. Professionelle Drucker dieser Art besitzen 2 Drüsen, die gleichzeitig arbeiten. Dadurch ist auch das Drucken von Modellen mit Überhang möglich. Die einzelnen Schichten sind allerdings relativ dick, sodass man sie nach der Fertigstellung noch deutlich sehen kann.

Die Möglichkeiten des 3D Druckers sind längst noch nicht ausgeschöpft. In dem Verfahren steckt noch viel Potenzial, das es noch zu entdecken gilt. Die Technik entwickelt sich rasant weiter.

Medial bekannt wurde der 3D Druck erst in den 2000ern, erfunden wurde er allerdings bereits in den 1980ern.

Der Ablauf des Patentschutzes des Druckverfahrens im Jahre 2009 löste eine Innovationswelle der FDM-3D-Drucker aus, wodurch ein größeres und zugänglicheres Angebot auf dem Markt kam. Während das Verfahren früher nur für industrielle Zwecke verwendet worden ist, findet der 3D Drucker ab diesem Zeitpunkt auch Verwendung in kleineren Unternehmen, aber auch in privaten Haushalten.

Es erscheinen regelmäßig neue 3D Drucker, die neue Druckverfahren bieten, effizienter arbeiten und immer mehr verschiedene Produkte herstellen können. Auch der medizinische Bereich profitiert enorm durch den 3D Drucker: Prothesen und Orthesen können mittlerweile schnell und günstig hergestellt werden. In der Forschung wird sogar nach Möglichkeiten gesucht, mit dem 3D Drucker Organe, Gewebe aber auch Lebensmittel herzustellen.

Die Drucker sind heutzutage erschwinglich, wodurch sie von der breiten Masse verwendet werden können und in vielen verschiedenen Bereichen Einzug gefunden haben. Durch die stetige Weiterentwicklung sind 3D Drucker sicherlich eine Technologie, die uns zukünftig noch Einiges an Innovation liefern wird.

Das 3D Druckverfahren liefert neben Vorteilen auch einige Nachteile, die nicht außer Acht gelassen werden sollten.

Welches Material verwendet werden muss, kommt natürlich ganz auf den jeweiligen 3D Drucker und dessen Druckverfahren an. Für FDM 3D Drucker gibt es viele verschiedene Materialien, die verwendet werden können. Das passende zu finden, kann eine kleine Herausforderung sein. Am besten eignet sich PLA (Polymilchsäuren), da das Material sowohl ohne beheiztem Druckbett als auch bei Temperaturen von 50 - 60 Grad gedruckt werden kann. Viele andere Materialien benötigen deutlich höhere Temperaturen. Ein weiterer Vorzug von PLA ist, dass es keinen unangenehmen Geruch während des Druckens verursacht.

Als Alternative bietet sich PET-G an, dabei handelt es sich um einen thermoplastischen Kunststoff aus der Polyesterfamilie. Dieses Material hat eine hohe Stabilität und ist deutlich temperaturbeständiger als PLA.

Einsteiger sollten bei den Materialien nicht herumexperimentieren, da es bei den falschen Einstellungen schnell zu Problemen kommen kann. Genau so sollten auf Materialien mit Inhaltsstoffen wie Holzfasern, Steinpulver oder Metalle verzichtet werden, da diese den 3D Drucker beschädigen können.