Beim dreidimensionalen (3D) Druck, auch als additive Fertigung bezeichnet, wird aus einer digitalen Datei ein dreidimensionales, festes Objekt hergestellt. Das Drucken kann mit Kunststoff, Harz und sogar Metall erfolgen. Um ein 3D-Objekt zu drucken, muss ein digitales Modell mit Computer Aided Design (CAD) erstellt werden. Das Design wird dann in eine 3D-Drucksoftware importiert, in der das Modell in Schichten geschnitten wird, die vom 3D-Drucker gelesen werden sollen. Der Drucker erzeugt dann Materialschichten übereinander.
Ein 3D-gedrucktes Objekt wird mithilfe additiver Verfahren erstellt. Ein additiver Prozess umfasst das Erstellen eines Objekts durch Ablegen aufeinanderfolgender Materialschichten, bis das Objekt fertiggestellt ist. Wenn das Objekt in zwei Teile geschnitten würde, wären die dünn geschnittenen Schichten offensichtlich. Der 3D-Druck steht im Gegensatz zur subtraktiven Fertigung, bei der ein Objekt durch Ausschneiden oder Aushöhlen eines Metall- oder Kunststoffstücks erzeugt wird.
Arten von 3D-Druckern
Es gibt mehrere Arten von 3D-Druckern, die unterschiedliche Prozesse zum Erstellen von Objekten verwenden, darunter:
- Fused Deposition Modeling (FDM): Konstruiert Objekte Schicht für Schicht von unten nach oben durch Erhitzen und Extrudieren von thermoplastischen Filamenten. Es ist die einzige Art von 3D-Drucker, die Thermoplaste in Produktionsqualität verwendet, was bedeutet, dass die erstellten Artikel bessere mechanische, thermische und chemische Eigenschaften aufweisen.
- Stereolithographie (SLA): Arbeitet mit einem Überschuss an flüssigem Kunststoff, der schließlich aushärtet und sich zu einem festen Gegenstand formt. Nachdem der Kunststoff ausgehärtet ist, bildet der Drucker eine weitere Schicht, bis der gesamte Prozess abgeschlossen ist. Nach Abschluss des Druckvorgangs wird das Objekt mit einem Lösungsmittel gespült und in einen UV-Ofen gestellt, um die Verarbeitung abzuschließen.
- Digitale Lichtverarbeitung (DLP): Verwendet digitale Mikrospiegel, die auf einem Halbleiterchip angeordnet sind. Dieselbe Technologie findet sich in Mobiltelefonen und Filmprojektoren. Es wird eine Flüssigkristallanzeige auf die Oberfläche der gedruckten Schicht aufgebracht. Es härtet schnell aus, wenn es hellem Licht ausgesetzt wird.
- Selektives Lasersintern (SLS): Verwendet einen Laser als Stromversorgung, um starke Drucksachen zu formen. Das für diese Art des Drucks verwendete Material reicht von Nylon, Glas und Keramik bis zu Metallen wie Aluminium, Silber und Stahl.
Andere Arten von 3D-Druckern umfassen selektives Laserschmelzen, Herstellung laminierter Objekte und digitales Strahlschmelzen. Diese Druckertypen sind älter und werden mit dem Aufkommen neuer Technologien veraltet oder wirtschaftlich unrentabel.
3D-Druck verwendet
3D-Druck kann für zu Hause verwendet werden, ist aber auch für viele Branchen nützlich:
- Die Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie verwendet 3D-Drucker, um Dinge wie Luftkanäle, Wandpaneele und einige strukturelle Metallkomponenten herzustellen.
- Die Automobilindustrie nutzt diese Drucker als effektives Werkzeug für die Produktentwicklung und das Prototyping.
- Die Dentalindustrie stellt Dentalprodukte wie Kronen, Brücken und Bissschienen her, die perfekt zur Anatomie eines Patienten passen.
- In der Schönheitsindustrie sind 3D-gedruckte Mascara-Zauberstäbe ein beliebtes Produkt.