Die wichtigsten 3D-Druckverfahren und -Technologien

Hier findest du eine Übersicht über die wichtigsten 3D-Druckverfahren und -Technologien. Vorweg es gibt nicht den „einen 3D-Druck“, vielmehr besteht der 3D-Druck aus vielen unterschiedlichen Verfahren und Technologien. Die entscheidende Gemeinsamkeit aller 3D-Druckverfahren ist die additive Vorgehensweise bei der Produktion. Alle Verfahren erstellen dreidimensionale Objekte durch das Auftragen von Material.

Oftmals verwenden die Hersteller für eine sehr ähnliche Technologie unterschiedliche Begriffe. Beispielsweise stehen FFF, FDM, LPD oder Schmelzschichtverfahren für eine sehr ähnliche additive Fertigungstechnologie. Fortlaufend geben wir eine Übersicht über die wichtigsten Technologien. Lese diesen Artikel bis zum Schluss und du wirst eine gute Übersicht über den 3D-Druck und seine Verfahren erhalten.

Die wichtigsten 3D-Druck-Technologien auf einen Blick:

Was ist ein 3D-Drucker?

Alle 3D-Drucker sind leistungsfähige Fertigungsmaschinen. Erstelle mit ihnen wundervolle Objekte und beständige Bauteile durch das bahnenweise und schichtweise additive Auftragen von Material. 3D-Drucker sind außergewöhnlich, da du mit ihnen auf Knopfdruck faszinierende und einzigartige komplexe Dinge herstellen kannst. Mit 3D-Druckern kannst du so gut wie alles produzieren.

Angefangen bei Keramikbechern über Plastikspielzeug, (Maschinen-)Teile aus Metall, Vasen, ausgefallenen Schokoladenkuchen bis hin zu menschlichen Körperteilen. Welchen 3D-Drucker du brauchst hängt ganz davon ab, welches Material du verarbeiten möchtest. Sinnvoll angewandt kann eine einzige Maschine herkömmliche Produktionslinien – genauso wie einst Tintenstrahldrucker aufwendige Kopierverfahren und Schreibprozesse – ersetzen.

Weshalb spricht man vom 3D-Drucken?

Blicke genau auf eine Textseite gefertigt mit deinem Heimdrucker (mit einer Lupe oder einem Mikroskop). Du wirst bemerken, dass die Buchstaben nicht nur das Papier einfärben, sondern dass sie auch etwas erhöht über der Oberfläche der Seite sitzen. Wenn du die gleiche Seite ein paar tausend Mal wiederholt bedruckst, würde die Tinte theoretisch genug übereinander liegende Schichten aufbauen, um ein solides 3D-Modell für jeden Buchstaben zu erstellen. Aus dieser Grundidee – aus winzigen Schichten und Bahnen eine physisches Objekt zu bauen – sind die ersten 3D-Drucker entstanden.

Wie funktionieren 3D-Drucker?

Zunächst beginnst du mit dem Entwurf oder Download deines 3D-Objekts auf einem gewöhnlichen Heim-PC. Dort erstellst du dein 3D-Modell und speicherst es als CAD-Daten ab. Anschließend lädst du dein CAD-Modell in die Slicer-Software des 3D-Druckers und bereitest es für den 3D-Druck vor. Das vorbereitete 3D-Modell sendest du per USB oder Wlan an deinen 3D-Drucker. Alternativ kannst du es per USB-Stick oder SD-Karte zum 3D-Drucker übertragen. Drücke nach der Übertragung auf „Drucken und lehne dich anschließend zurück“. Du wirst feststellen, dass es sehr großen Spaß macht deinem 3D-Drucker bei der automatisierten Fertigung zuzusehen.

Wie läuft der 3D-Druck-Prozess ab?

Der Prozess kann verglichen werden mit einem Laib geschnittenen Brots. Er läuft jedoch in umgekehrter Reihenfolge ab.  Stelle dir vor, du backst jede einzelne Scheibe Brot und klebst sie anschließend zu einem kompletten Laib zusammen. Genau nach diesem Prinzip arbeitet ein 3D-Drucker. Der 3D-Drucker erstellt ein ganzes Objekt durch tausende schmale Material-Bahnen und dünne Schichten. Diese werden nebeneinander und von unten nach oben zusammengeführt. Diese dünnen Schichten verkleben durch den Prozess zu einem festen Objekt.

Vorteile von 3D-Druck

3D-Druck besitzt eine Vielzahl an überzeugenden Vorteilen im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsverfahren. Jede einzelne Ebene kann sehr komplex beschaffen sein, d.h. 3D-Drucker können bewegliche Teile wie Scharniere und Räder als Teil desselben Objekts erstellen. Mit deinem 3D-Drucker kannst du bewegliche Teile wie Scharniere, Ketten, Getriebe in einem Vorgang fertigen. Auch komplexe bionische Strukturen und Formen kannst du mittels 3D-Druck herstellen. Starte jetzt mit dieser faszinierenden Technologie und erlebe nahezu unbegrenzte Möglichkeiten.

Woher bekomme ich meine CAD-Daten?

Selbst CAD-Konstruieren

Konstruiere deine 3D-Modelle mittels kostenloser Tools wie ThinkerCAD (sehr einfach und für Anfänger empfehlenswert), SketchUp (einfach) oder Blender (für fortgeschrittene). Alternativ kannst du auch kostenpflichtige professionelle Software wie AutoCAD, CATIA, Siemens NX verwenden.

Wo kann ich 3D-Modelle downloaden?

Ist dir eine eigenständige Erstellung zu aufwendig, so kannst du auch bereits vorgefertigte 3D-Modelle und CAD-Daten (kostenlos) im Internet herunterladen. Profitiere von der Kreativität und dem Know-how der ständig stark wachsenden 3D-Druck-Community. Durch vorgefertigte CAD-Modelle kann wirklich jeder mit seinem 3D-Drucker beeindruckende Objekte, Bauteile und Kunstwerke selbst fertigen. Des Weiteren sparst du dir oftmals durch den Einsatz von bereits konstruierten 3D-Modellen einiges an deiner wertvollen Zeit. Nachfolgend geben wir dir eine Übersicht über die verschiedenen Wege an ein 3D-Modell / CAD-Daten zu kommen.

Welche Möglichkeiten entstehen durch die 3D-Druck-Technologie?

Hast du jemals etwas kaputt gemacht und festgestellt, dass du dieses Bauteil nicht mehr kaufen kannst und es auch sonst nirgends mehr erhältlich ist? Dank des 3D-Drucks kannst du einfach ein neues Objekt oder Teile davon selbst produzieren. Die Welt, in der wir wenig zu Hause herstellen können, unterscheidet sich sehr von der, in der wir heute leben. Jetzt können wir alltägliche Gegenstände nach Maß individuell fertigen. Beispielsweise lassen sich heute schon Bauteile von  Möbeln und teilweise auch ganze Möbel, welche in unser Zuhause passen mittels 3D-Drucker fertigen .

Profis können heutzutage Schuhe, die genau auf unsere Füße angepasst sind, individuelle Orthopädie-Produkte bis hin zu Knochen aus Titan additiv fertigen. Wissenschaftler sind sogar dabei Organe und Haut, um Verletzungen zu behandeln durch 3D-Druck herzustellen. Wenn du dir das nicht vorstellen kannst oder an der Möglichkeit zweifelst, dann google einfach „3D-Druck Knochen“ oder „3D-Druck Haut“ und überzeuge dich selbst. Hättest du dir vor 15 Jahren vorstellen können, über ein iPad oder dein Handy einzukaufen und deine Bankgeschäfte zu machen?

An welche Grenzen stößt der 3D-Druck?

Obwohl der Kauf eines 3D-Druckers viel billiger ist als der Aufbau einer ganzen Fabrik, sind die Kosten pro produzierter Einheit zumeist (noch) höher. Die Wirtschaftlichkeit des 3D-Drucks kann heute oftmals noch nicht mit traditionellen Massenproduktion mithalten. Weshalb sollte ich mich trotzdem mit dem 3D-Druck und seinen Fähigkeiten befassen? Der 3D-Druck spielt überall dort seine Fähigkeiten aus, wo du individuelle Bauteile oder Objekte mit sehr komplexen Geometrien benötigst. Fertige mit deinem 3D-Drucker schon heute wirtschaftlich Prototypen, komplizierte Bauteile und Kleinserien additiv.

Weiterhin können die meisten 3D-Drucker nicht mit der glatten Oberfläche von Industriemaschinen wie CNC-Maschinen oder Spritzgussmaschinen mithalten und bieten noch eine geringere Vielfalt an Materialien und fertigbaren Größen. Hier sind herkömmliche industrielle Prozessen bereits seit Jahrzenten verfügbar und ausgereifter. Jedoch werden wie auch bei so vielen Haushaltstechnologien auch hier die Preise sinken, wobei die Technik des 3D-Druckens mit der Zeit weiter ausreifen wird.

Wie viel kostet ein 3D-Drucker?

Das hängt ganz von dem 3D-Drucker ab, den du dir kaufen möchtest. Es gibt bereits DIY-Kits aus denen du dir einen 3D-Drucker selbst günstig zusammenbauen kannst. Diese Kits sind ab 100 € verfügbar. Um einen Überblick über die 3D-Drucktechnologie zu erhalten sind diese ganz gut. Möchtest du jedoch anspruchsvollere Materialien und komplexere Bauteile anfertigen, so benötigst du ein fortschrittlicheres System.

Welchen 3D-Drucker soll ich mir kaufen?

Wir empfehlen dir deinen 3D-Drucker nach deinen Anforderungen und Bedürfnisse auszuwählen. Dabei solltest du stets berücksichtigen, für was du deinen 3D-Drucker einsetzen möchtest. Ein weiterer wichtiger ist das Material, welches du mit deinem 3D-Drucker auswählen möchtest. Auch dein eigner Erfahrungsstand sowie dein Budget müssen bei der Auswahl deines 3D-Druckers berücksichtigt werden.

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