Wie funktioniert das 3D Druckverfahren? Wie ist es entstanden? Was leisten 3D Drucker für den Privathaushalt? Wie werden sie aktuell im industriellen Umfeld eingesetzt? All diese Frage beantwortet der Grundlagenartikel.
Der 3D-Druck ist ein Additives Verfahren zum Erstellen dreidimensionaler, fester Körper. Anders als bei subtraktiven Verfahren wo beispielsweise aus einem Rohling überschüssiges Material gefräst wird, gibt es beim 3D-Druck keinen Materialverlust. Es wird nur so viel Ausgangsmaterial verwendet wie für das Produkt notwendig ist. Anders ausgedrückt, erhitzt der Drucker ein Substrat, das man vorher als Granulat oder Stäbchen einfüllt. Danach spritzt das flüssige Material mit Hochdruck durch eine Düse, wobei hauchfeine Fäden entstehen. Diese erkalten nach kurzer Zeit und verfestigen sich in der gewünschten Form. So entsteht in vielen Schichten das gewünschte Objekt.
Erster 3D Druck bereits vor 30 Jahren
Bereits 1983 erfindet der US-Amerikaner Chuck Hull den 3D-Drucker. Ein Jahr später baut er den ersten Prototyp. Das 3D-Drucken war anfangs extrem teuer und ziemlich ungenau. Daher war es nicht für den kommerziellen Einsatz geeignet. Mit der Jahrtausendwende änderte sich dies langsam. Sowohl die Kosten für das Druckmaterial sanken auf bis zu 30 € pro Kilo als auch die Kosten für die Geräte selbst.
Gute 3D Drucker sind kein Schnäppchen
Heute kann man die günstigsten Einsteigergeräte ab ca. 500 € kaufen. Hochpreisige Geräte mit besserer Qualität für den Heimeinsatz kosten derzeit noch rund 2000 € bis 3000 €. Diese zeichnen sich durch eine höhere Präzision, schnelleres Arbeiten und bessere Bedienbarkeit gegenüber den günstigeren Modellen aus. So erreichen günstige Geräte aufgrund schlechterer Düsen, die mit weniger Druck arbeiten, lediglich minimale Schichtdicken von 0,2 mm. Teure Modelle zeichnen sich hier mit minimalen Schichtdicken von 0,02 mm aus. Dies resultiert außerdem in einer höheren Genauigkeit und weniger Abweichungen beim Druck. Dennoch sind diese Geräte bisher nicht mit industriell verwendeten 3D-Druckern vergleichbar. 3D-Drucker brauchen alle relativ lange. Für komplexe Projekte sollten Sie mehrere Stunden einplanen.
Industrielle Metalldrucke in 3D
Geräte für den industriellen Einsatz kosten häufig bis zu 500.000 € und sind in der Lage Erstaunliches zu leisten. Neuere Drucker verwenden mehrere Substrate, so lassen sich zum Beispiel harte Kunststoffe mit einer weichen Schicht aus Gummi, welche eine federnde Wirkung hat, verbinden. Zusätzlich gibt es seit kurzem Erfolge in der Verarbeitung von Metallen mit den 3D-Druckern. Diese Geräte sind wesentlich größer und arbeiten schneller im Vergleich zu den kleinen Geräten im Heimeinsatz. Kürzlich wurde eine komplette Autokarosserie mit einem 3D-Drucker erstellt und zusammengebaut. Auch der Aston Martin aus dem James Bond Film Skyfall wurde in 3D-Drucktechnologie gefertigt.
[wonderplugin_slider id=”3″]
Druckobjekte bis maximal 10 Liter
Im Privatbereich kann man natürlich nicht solche großen Projekte realisieren. Das maximale Volumen der Druckobjekte ist hier häufig auf ca. 10 Liter begrenzt. Doch das reicht für viele nützliche Dinge. Angefangen von Schachfiguren oder Spielzeug für die Kleinen, über Schmuck bis hin zu Aufgaben wie z.B. das Drucken eines Entwurfes für Architekten und Designern kann man viel mit 3D-Druckern realisieren. Mit ausreichend Kreativität findet sich garantiert das nächste Objekt was man gerne drucken würde.
3D-Drucker massentauglich?
Die Frage ist allerdings, ob man zwischen 500 € bis 3000 € für einen Drucker ausgeben möchte. Es fehlt für den Heimgebrauch noch ein wenig der Nutzen, den man für einen solchen Preis erwarten würde. Sicher haben personalisierte Ergebnisse ihren Reiz, doch gibt es schon jetzt zahlreiche 3D-Druck-Dienstleister. Fest steht, dass das Kosten-Leistungsverhältnis noch nicht alltagstauglich sind und die individualisierbare Produktion von Ersatzteilen oder im 3D-Programm entwickelten Objekten aus dem heimischen 3D-Drucker noch auf sich warten lässt und bisher nur in der Industrie einen echten Nutzen bietet.
Dieser Artikel wurde zur Verfügung gestellt von www.overnightprints.de
Weitere Artikel zum Thema 3D Druck:
- CES2014: 3D Drucker Einsteiger-Geräte für Privatnutzer vorgestellt
- von 3D Druckern, Drohnen und Robotern – Zukunft Logistik und Handel
- 3. Internationaler Wettbewerb für Design im 3D-DRUCK: purmundus Challenge 2014