3D-Drucker und 3D-Druck. Das Design wird schnell und flüssig
Der 3D-Drucker und seine immensen Möglichkeiten haben sich schnell von einem Hobbyspielzeug zu einem Industriewerkzeug entwickelt.
Welche Merkmale haben zu dieser Entwicklung geführt? Wie nutzt die Branche die Vorteile des 3D-Druckers?
Finden wir es gemeinsam heraus.
3D-Drucker, Geschichte des 3D-Drucks
Sie wurde 1986 von Chuck Hull unter dem Namen „Stereolithographie“ erfunden und galt sofort als eine Technologie, die die Zukunft verändern würde, da sie sich sowohl auf die Prototyping- als auch auf die Produktionsphase auswirkte und die Herstellung von „On-Demand“-Stücken auch in minimalen Mengen ermöglichte.
Die beste Definition des Potenzials dieser Technologie stammt von ihrem Erfinder, der sie folgendermaßen definieren wird:
„Ein System zur Erzeugung dreidimensionaler Objekte, das auf der Erstellung eines transversalen Modells des zu konstituierenden Objekts auf der Oberfläche eines flüssigen Mediums basiert, das in der Lage ist, seinen physikalischen Zustand als Reaktion auf synergistische Reize wie einfallende Strahlung, Teilchenbeschuss usw. zu ändern chemische Reaktionen in benachbarten Schichten, die aufeinanderfolgende angrenzende Querschnitte des Objekts darstellen, die miteinander integriert werden und für ein fortschreitendes Wachstum durch Anlagerung des gewünschten Objekts sorgen, wodurch während des Bildungsprozesses ein Objekt aus einer im Wesentlichen ebenen Oberfläche des flüssigen Mediums erzeugt wird . ”
In den folgenden dreißig Jahren erlebte der 3D-Druck eine rasante Entwicklung, die nur durch ein wirtschaftliches Hindernis, das Vorhandensein eines Patents, gebremst wurde. Das Auslaufen derselben im Jahr 2009 wird dann zu einer technologischen und produktiven Explosion führen, die diese Technologie zu dem machen wird, was sie heute ist.
Was ist 3D-Druck?
Der 3D-Druck, auch Additive Fertigung genannt, ist eine neue Art und Technologie zur Herstellung von Objekten. Der 3D-Druck kann als das Gegenteil traditioneller Konstruktions- und Fertigungstechniken betrachtet werden.
Bei der Herstellung eines Objekts auf „traditionelle“ Weise gehen wir normalerweise von einem vorhandenen „Rohstück“ aus. Derselbe wird dann gegraben und von Hand oder mit Maschinen bearbeitet, bis die gewünschte Form erreicht ist. Beim additiven Drucken hingegen entsteht das gewünschte Objekt, indem Schicht für Schicht hinzugefügt wird.
Aus diesem Grund wird diese Technologie als „additiv“ bezeichnet, da von Grund auf Material hinzugefügt wird, bis das traditionelle Aussehen und die traditionelle Form erreicht werden.
Diese Technologie wird auch als 3D-Druck bezeichnet, da sie etwas, das auf Papier gedruckt oder in einer Datei vorhanden ist (also in 2D), umwandelt, indem sie eine dritte Dimension, die Tiefe, hinzufügt.
Wie funktioniert der 3D-Drucker?
Grundlage für alles ist eine technische Zeichnung, meist im CAD erstellt. Dasselbe wird mit einer speziellen Software verarbeitet, die ein „3D-Rendering“ erstellt und es „in Schichten schneidet“.
Nach dieser virtuellen Schichtung beginnt die Druckphase.
3D-Druckmaterialien
Es gibt viele 3D-Druckmaterialien; Tatsächlich können Sie mit jedem Produkt arbeiten, das sich so auflösen oder erweichen lässt, dass es durch die Druckdüse gelangt. Sobald der Druck erfolgt ist, beginnt das Produkt mit dem Trocknungsprozess, der natürlich (Trocknung) oder ganz oder teilweise künstlich (durch Chemikalien oder UV-Strahlung) erfolgen kann.
Die Materialien entwickeln sich ständig weiter und reichen von klassischen Thermoplasten bis hin zu ungewöhnlicheren Materialien wie Epoxidharzen, einigen Metallen, speziellen Zementmörteln, Photopolymeren, aber auch pflanzlichen Tinten, Schokolade und streichfähigen Cremes im Allgemeinen.
Die gleiche Technologie wird auch im medizinischen Bereich eingesetzt, wo biokompatible „Tinten“ verwendet werden, um die ersten Zellen zu erzeugen, die in nicht allzu ferner Zukunft die Grundlage für Organe und einen Teil des menschlichen Gewebes bilden werden.
Eigenschaften des 3D-Drucks
Die Funktionen des 3D-Druckers sind vielfältig, insbesondere:
Der 3D-Drucker und die verwendeten Druckverfahren
Für jedes Material gibt es unterschiedliche Drucktechnologien und -methoden. Hier sind sie:
Und viele andere Technologien, die sich ständig weiterentwickeln.
Auflösung und Füllung
Zwei wichtige Parameter für das fertige Objekt sind seine Auflösung und Füllung.
Auflösung
Da es sich um ein 3D-Modell handelt , wird die Auflösung anhand zweier unterschiedlicher Faktoren gemessen. Linear (X und Y) wird die Auflösung wie bei einem herkömmlichen Drucker in DPI angegeben. Unter dem Gesichtspunkt der Dicke betrachten wir jedoch die der einzelnen Schicht, die normalerweise in Mikrometern angegeben wird.
Der Dickenfaktor ist der wichtigste Faktor. Eine niedrige Auflösung wird angezeigt, wenn der erkannte Wert 0,3–0,4 mm beträgt, und eine hohe oder sehr hohe Auflösung, wenn er weniger als 0,1 mm beträgt.
Füllung
Gibt an, wie das Modell gefüllt wird . Tatsächlich kann es vollständig leer, vollständig gefüllt oder mit einem Gitter versehen sein.
Was variiert, sind die Produktionskosten, die Produktionszeit, das Gewicht und die Festigkeit des Teils. Der Füllwert wird normalerweise als Prozentsatz angegeben.
Traditionelle Füllmethoden sind Quadratmaschen und Wabenmaschen. Beides garantiert ein gutes Verhältnis zwischen Kosten/Produktionszeit und Robustheit.
Heimgebrauch
Der 3D-Drucker wird sowohl für den industriellen als auch für den Prototyping-Einsatz sehr geschätzt, sowohl für den privaten als auch für den gemeinschaftlichen Gebrauch. Kleine Modelle sind perfekte Werkzeuge für die Anforderungen vieler Branchen. Von Modellbaudetails bis hin zu Einrichtungsaccessoires und Schmuck gibt es viele nicht-industrielle Anwendungsbereiche.
Das Vorhandensein von Vorlagen im Internet und die relativ einfache Erstellung neuer Vorlagen haben ein anhaltendes Interesse an dem Thema geweckt, und kleine und große Unternehmen beginnen, Druck auf Abruf auch im Internet anzubieten.
Preis für 3D-Drucker
Das große Interesse, der Rückgang der Patente und die immer geringeren Material- und Designkosten haben die Kosten für Drucker deutlich gesenkt. Es gibt viele Marken, die bekanntesten sind diejenigen, die FDM-Technologie verwenden, wie beispielsweise die von Kentstrapper, WASP und Sharebot vorgeschlagenen. Jede dieser Marken bietet 3D-Drucker mit einem Einstiegspreis von 700 bis 1500 Euro an.
