Laien versetzt es immer wieder in Staunen wenn in einem 3D Drucker, quasi aus dem Nichts, etwas entsteht. Hinter dem 3D Druck Verfahren steckt clevere Technologie und diese Technik hält immer mehr auch in den heimischen Hobbykeller Einzug. Die 3D Drucker Funktionsweise und die verschiedenen Techniken erklärt dieser Artikel.
Artikel veröffentlicht von: Jan am 11. Mai 2020
Der 3D Drucker – Definition
Bei einem 3D Drucker handelt es sich um ein Gerät was Material Schicht für Schicht aufträgt und damit ein dreidimensionales Objekt erzeugt.
Hierbei kommen unter anderem auch chemische und physikalische Schmelz und Härteverfahren zum Einsatz.
Gesteuert wird der Drucker von einem Computer, auf welchem die Daten für das fertige 3D Objekt gespeichert sind.
Bei den verwendeten Druckmaterialien handelt es sich unter anderem um Kunststoff-Filamente*, Metalle, Keramik oder Epoxidharze.
Primär werden 3D Drucker in der Industrie und in Forschungslaboren verwendet. In private Haushalte halten 3D Drucker immer mehr einzug.
Bereits Anfang der 80er Jahre wurden die ersten Geräte dieser Art entwickelt und bis heute stetig verbessert.
3D Drucker Funktionsweise – das passiert im Inneren
Die “3D Drucker Funktionsweise” ist nicht bei jeden Druckverfahren die Gleiche. Es gibt aktuell insgesamt 4 verschiedene Druckverfahren.
Gemeinsam haben alle Druckverfahren, dass ein Filament Schicht für Schicht aufgetragen wird. Dadurch entsteht das fertige 3D Objekt.
Stereolithografie
Die älteste und am weitesten verbreitete Drucktechnik ist die Stereolithografie. Der US-amerikanische Erfinder und Ingenieur Charles W. Hull hat dieses Druckverfahren entwickelt.
Beim Stereolithografie Druckverfahren belichtet ein UV-Laser flüssiges Epoxidharz in einem Becken.
Durch den Laserstrahl härtet das Harz an der entsprechenden Stelle aus, an der er fokussiert wird. Das 3D Druckobjekt wird nun Schicht für Schicht aufgebaut.
Mit dieser Technik lassen sich extrem dünne Schichten übereinander drucken. Feine Details und makellose Flächen sind die große Stärke der Stereolithografie.
Selektives Laser-Melting
Beim Selektiven Laser Melting (Schmelzen) kommen verschiedene Materialien in Pulverform zum Einsatz. Kunststoffe, Keramiken und Metalle werden bei diesem Druckverfahren verwendet.
Zunächst wird das Pulver vom Drucker in der Fläche verteilt. Im nächsten Schritt schmilzt ein Laser das Material Schicht für Schicht. Dieses Verfahren ist in der Automobilindustrie beim Prototypenbau sehr beliebt.
3D Drucker Funktionsweise – Fused Deposition Modeling
Das nächste Druckverfahren ist das sogenannte Fused Deposition Modeling. Zu deutsch auch Schichtschmelzverfahren genannt. Dieses 3D Druckverfahren kommt vor allem bei günstigen, im Hobbybereich vertretenen, 3D Druckern zum Einsatz.
Hier werden Kunststoffe (Filamente) durch eine heiße Düse getrieben und Schicht für Schicht bis zum fertigen Druckobjekt aufgebaut. Nach dem Abkühlen kann das 3D Objekt sofort verwendet werden.
Luminated Object Manufacturing
Beim Luminated Object Manufacturing werden Papierschichten oder Kunststoffe Schichtweise übereinander geklebt. Im Anschluss schneidet ein Messer oder ein Laser überstehende Kanten ab.
Vor- und Nachteile von 3D Druckern
Mit einem 3D Drucker lassen sich ganz individuell gestaltete Objekte in der heimischen Werkstatt drucken. Je genauer und detailreicher die 3D Objekte sein sollen, umso kostenintensiver ist auch die Anschaffung des entsprechenden 3D Druckers.
Das bringt die Zukunft beim 3D Druck
Wir haben nun die Frage der 3D Drucker Funktionsweise eingehend beleuchtet. Jetzt wage ich einen kleinen Ausblick in die Zukunft. In Zukunft werden 3D Drucker immer mehr in Industrie und Handwerk Einzug halten.
Vom Hausbau angefangen bis hin zu organischen Materialien in der Medizin, ist in naher Zukunft wohl vieles möglich.
