3D-Druck ist eine neue Technologie, welche in den letzten Jahren eine rasante Entwicklung nahm. Nach Meinung vieler hochrangiger Experten, wird diese Technologie eine Vielzahl von Branchen beeinflussen, darunter Medizin, Architektur, Automobilbranche, verarbeitende Industrie u. v. a. m. Der spürbare Preisrückgang für 3D-Drucker machte deren Einsatz auch zu Hause möglich. In den nächsten 5-10 Jahren wird man in der Lage sein jegliche Objekte des alltäglichen Bedarfs ausdrucken zu können, sei es eine Zahnbürste oder Autofelge.Den Druckvorgang kann man allgemein so beschreiben: stellen Sie sich vor, Zeilen werden nicht nacheinander, sondern aufeinander gedruckt. Und wenn man dabei statt Tinte Plastik verwendet, dann ergibt sich am Ende ein 3D-Objekt, welches Sie auch anfassen können. Bei einigen Modellen haben Sie ein sofort fertiges Ergebnis.
Die Druckqualität ist anhängig vom Abstand zwischen zwei benachbarten Niveaus: je enger der Abstand, desto höher die Auflösung und desto besser die Qualität.
Derzeit gibt es schon mehrere Hundert verschiedene Modelle, die sich nach verwendetem Ausgangsmaterial, Einsatzgebiet, Druckqualität, Zuverlässigkeit und Bedienfreundlichkeit unterscheiden. In diesem Beitrag werden unser Fachwissen und unsere Erfahrungen gebündelt, um die Frage zu beantworten, wie Sie einen 3D-Drucker für den Einsatz zu Hause aussuchen. Dabei empfiehlt sich folgende systematische Herangehensweise:
- Informieren Sie sich über zwei der am meisten verbreiteten Fertigungsverfahren: FDM und SLA.
- Lesen Sie danach über die verschiedensten Druckmaterialien.
- Schließlich folgt eine kleine Übersicht der populären 3D-Drucker.
Bevor wir über Fertigungsverfahren reden, ist eine Einheit ganz wichtig - Micron. Diese Einheit steht für die Schichtdicke der Zeile. Im Allgemeinen kann man sagen, je weniger Micron, desto besser die Druckqualität.
Fertigungsverfahren:
FDM(Auflösung 50 bis 300 Micron) Die Objekte entstehen durch schichtweises Auftragen eines schmelzfähigen Kunststoffs. Die Materialien kommen in den Extruder, der ganz feine Kunststoff-Fäden auf die Oberfläche presst.
SLA (Auflösung 20 bis 50 Micron) Hier entstehen Ausgangsstoffe durch flüssige Photopolymere, die durch spezielle Laser fest werden. Das ist ein viel präziseres Verfahren als FDM.
Druckmaterialien
ABS ist fester Kunststoff, der sich aber leicht verformen lässt. Dieser Stoff wird neben PLA bei vielen gängigen Modellen verwendet. ABS-Teile sind leicht waschbar und können zusammengeklebt werden. Man kann sie gut nachbearbeiten.
PLA ist Thermoplast, der nur aus erneuerbaren Stoffen wie Mais oder Zuckerrüben hergestellt und demzufolge biologisch abbaubar ist. In der industriellen Herstellung wird es meistens für recyclebare Verpackung verwendet. Mit diesem Stoff kann man feinere Teile als mit ABS herstellen.
HIPS stellt eine relativ neue Alternative zu den zwei bereits vorgestellten Druckmaterialien dar. Es ist wärmebeständig, schlagfest und kann leicht nachbearbeitet werden. Der Stoff verfügt über erstklassige Druckeigenschaften, kann aber nur in Dual Extrudern, die eine Temperatur von mindestens 235 Grad erreichen können, eingesetzt werden. HIPS eignet sich auch als Supportmaterial für viele Kunststoffe.
Flex ist weicher Kunststoff, mit welchem elastische Objekte hergestellt werden können. Dieser Stoff ist sehr beliebt, da er fast überall eingesetzt werden kann. Flex wird kaum abgenutzt und die gedruckten Modelle sehen noch nach Monaten wie neu aus.
Brassfill ist ein hochwertiges Filament aus Messing. Es ähnelt in seinen Eigenschaften dem Thermoplast, die Objekte haben nach dem Druck zwar eine grünliche Oberfläche, können jedoch poliert werden. So entsteht eine dem Gold ähnliche Oberfläche.
Laywood ist ein Gemisch aus verarbeitetem Holz und Polymeren. Es hält Temperaturen bis 250 Grad aus, kann geschliffen, poliert und lackiert werden. Generell verhalten solche Modelle wie gewöhnliche Holzbauteile.
Photopolymerewerden nur von SLA-Geräten eingesetzt. Sie erlauben sehr präzises Drucken von Objekten mit einer extrem glatten Oberfläche. Die Modelle sind sehr weich und elastisch. Wasserfestigkeit und lange Haltbarkeit sind weitere Vorteile dieser Photopolymere.
Einige Modelle
3D Systems Cube 3
3D Systems Cube 3 ist ein optimales Einsteigermodell für den häuslichen Einsatz. Es bietet Ihnen die Standardkonfiguration wie beispielsweise das Drucken mit gängigen Kunststoffen, verhältnismäßig hohe Druckgeschwindigkeit, hohe Auflösung und einfache Bedienung. Durch die Dual Extruder Technologie kann man sogar zwei Farben und Stoffe miteinander kombinieren. Das mobile Drucken erlaubt es Ihnen zusätzlich, das Gerät von Ihrem Handy aus zu bedienen. Für ca. 500 Euro können Sie bereits in die Welt des 3D-Drucks einsteigen.
Ultimaker 2+
Ultimaker 2+ ist ein System für den Premium-Bereich. Das Gerät ist sehr leise und eignet sich bestens für den Druck mit allen wichtigen Filamenten wie PLA, ABS, Laywood, Laybrick und weiteren Stoffen. Ultimaker erzielte bei Tests in renommierten Zeitschriften die besten Ergebnisse nicht zuletzt dank seiner wunderbaren Druckqualität mit höchster Auflösung und hoher Druckgeschwindigkeit. Durch seine Zuverlässigkeit und Präzision arbeiten mit Ultimaker 2+ nicht nur Anfänger, sondern auch Experten. Kosten liegen ca. bei 2000 Euro.
German RepRap X350pro
German RepRap X350pro ist für Profis gedacht. Das Gerät made in Germany überzeugt vor allem durch sein enormes Druckbett im Längsformat. Es ist das größte in seiner Klasse! Es bietet Ihnen eine erstklassige Vielseitigkeit durch die Dual DD3 Extruder Technologie, welche mit nahezu allen gängigen Kunstoffen, HIPS und sogar mit Carbon-verstärktem Filament zurechtkommt. Sie haben jederzeit die absolute Kontrolle über den Druckvorgang und können die Druckparameter laufend variieren. Die Konstruktion ist sehr stabil und erlaubt präzises Drucken auch bei schwerer Vibration.
Alles in allem bietet dieses Modell für ca. 500 Euro eine optimale Druckqualität im industriellen Format.
Für die professionelle Arbeit benötigen Sie natürlich auch leistungsstarke Software. Simplify 3D ist bei vielen Modellen bereist im Lieferumfang enthalten und bietet Ihnen viele Funktionen für den professionellen Einsatz. Diese Software können Sie auch für komplizierte Objekte mit unterschiedlichen Materialien, Farben und weiteren Konfigurationen verwenden.