Drücke die Tasten ◄ ► für weitere Artikel  

3D-Drucker: Die Technologie im Überblick

Aus dem
t3n Magazin Nr. 28

06/2012 - 08/2012

Dreidimensionale Druckverfahren sind kein neues Phänomen, die Industrie hat die Verfahren schon lange für sich entdeckt. Nun wird die faszinierende Technologie auch im Privatbereich immer beliebter. Die Anwendungsgebiete sind breit gefächert, der Kreativität sind kaum Grenzen gesetzt. Wir zeigen, wie der 3D-Druck funktioniert und welche Geräte auch für Privatanwender erschwinglich sind.

3D-Drucker: Die Technologie im Überblick

Wie alles begann ...

Die ersten Anwendungsgebiete der 3D-Druck-Technologien fanden sich in der Automobilindustrie. Die schnelle und kostengünstige Methode zur Herstellung von Prototypen und Modellen setzte sich dort schon bald als beliebte Fertigungstechnik durch. Aus der Anwendung heraus entstand der Begriff „Rapid Prototyping“. Je weiter die Entwicklung voranschritt, desto höher wurde die Qualität der Erzeugnisse, und man begann mit der Erstellung von Spezialwerkzeugen – dem „Rapid Tooling“. Zuletzt überzeugte die Technologie auch in der Massenfertigung, und das „Rapid Manufacturing“ war geboren. Die 3D-Druck-Technologien ergänzten traditionelle Verarbeitungstechniken. Das Einsatzgebiet erweitert sich zusehends, die verwendeten Materialien reichen von Beton über Papier und Kunststoff bis hin zu Metall und menschlichem Gewebe. Vor allem im medizinische Bereich bieten die Rapid-Technologien neue Möglichkeiten der Behandlung.

Die Technik dahinter

3D-Druck zählt zu den generativen Fertigungsverfahren. Diese Verfahren zerlegen den Herstellungsprozess dreidimensionaler Objekte in einen zweidimensionalen Prozess. Zu Beginn wird mit einer CAD-Software ein dreidimensionales Modell auf dem Computer erstellt. Ein namhaftes Beispiel ist Google Sketchup. Die neueste Entwicklung im Bereich 3D-Modellierung ist browserfähige Software, die ohne Installation auf dem Computer verwendet werden kann. Tinkercad ist hier ein bekannter Vertreter. Auch Apps, welche die Modellierung von 3D-Objekten nun auch auf mobilen Endgeräten ermöglichen, sind bereits auf dem Markt. Erst kürzlich präsentierte Autodesk seine App „Autodesk 123D“. Die intuitive Verwendung tritt hier in den Vordergrund und soll den Zugang zu Modellierung erleichtern. Die mit der Modellierungs-Software erstellten Modelle werden danach mittels einer speziellen Software in Scheiben geschnitten, vergleichbar mit Höhenschichtlinien. Die erzeugten zweidimensionalen Ebenen werden beim Produktionsprozess nacheinander gedruckt und erzeugen wieder das dreidimensionale Objekt. Die Produktion erfolgt komplett automatisiert, die Drucker müssen nicht manuel gesteuert werden. Nachbearbeitungen sind aber meist notwendig, um beispielsweise Hilfskonstruktionen bei überhängenden Objekten zu entfernen.

dms 75e9ff5dba49ba8e87df2da3de751a6d
Dieser Leuchtkörper konnte mittels trotz seiner Struktur in einem einzigen Produktionsschritt gefertigt werden.
Im Detail unterscheidet man folgende Techniken: Stereolithografie (SLA), Selektive Laser Sintering (SLS), Fused Deposition Modeling (FDM), Laminated Object Manufacturing (LOM) und 3-Dimensional Printing (3DP).

Die Stereolithografie (SLA) ist das ältestes und ausgereifteste unter den schichtweise arbeitenden Verfahren. Ausgehend von einem Verfahren, das UV-Lampen zur Aushärtung von Beschichtungsharzen benutzte, entwickelte Chuck Hull bereits in den 1980er Jahren die erste Stereolithografieanlage. Das Verfahren der damaligen Maschine prägt auch heute noch das Bild der modernen Stereolithografie.

Das Verfahren der SLA basiert auf der Verwendung eines mit flüssigem Photopolymer gefüllten Baubehälters und eines Lasers. Als Photopolymere werden Stoffe bezeichnet, die durch ultraviolette Lichteinwirkung ihre Eigenschaften ändern. Für diese Anwendung werden unterschiedliche Harze verwendet. In dem Fall der SLA verbinden sich durch Auftreffen des Laserstrahls die Moleküle des Harzes und ergeben eine feste Masse.

hard 3D Drucker Abbildung 2 Tinkercad
Die Benutzeroberfläche der browserfähigen Modellierungssoftware Tinkercad ist überschaubar und einfach zu bedienen. Die Anwendung kann direkt im Browserfenster ausgeführt werden. Ein Download der Software ist nicht erforderlich.

Die Benutzeroberfläche der browserfähigen Modellierungssoftware Tinkercad ist überschaubar und einfach zu bedienen. Die Anwendung kann direkt im Browserfenster ausgeführt werden. Ein Download der Software ist nicht erforderlich.Der Laser bearbeitet die zu verfestigende Schicht, durch Absenken der Bauplattform legt sich neues Harz über die bereits verfestigte Schicht, und der Vorgang wird wiederholt. Schicht für Schicht entsteht so das gewünschte Objekt. Wie bei allen flüssigen Ausgangsmaterialien ist auch bei Objekten mit Überhängen eine Stützkonstruktion notwendig. Hierfür wird – im Gegensatz zu anderen Verfahren – das gleiche Baumaterial wie für das Endprodukt verwendet. Die Entfernung des Stützmaterials erfolgt von Hand und ist ein notwendiger Nachbearbeitungsschritt.

1 3 4 5
Autor:
221 Shares bis jetzt –Dankeschön!

Bewerten
VN:F [1.9.22_1171]
18 Antworten
  1. von Sebastian am 24.05.2012 (18:32Uhr)

    Wo sind jetzt hier die Links aus dem Artikel?

  2. von Stefan Wölcken via facebook am 24.09.2012 (17:59Uhr)

    Tintenpatronen für den Tintenstrahldrucker ;)

  3. von Carsten Müller via facebook am 24.09.2012 (17:59Uhr)

    einen porsche panamera.

  4. von Sharif Thib via facebook am 24.09.2012 (18:07Uhr)

    Kaffeetasse. Drucken statt Spülen ;-)

  5. von Mike Borchert via facebook am 24.09.2012 (18:08Uhr)

    Firmenlogo

  6. von Oliver Mentzel via facebook am 24.09.2012 (18:18Uhr)

    Ich drucke den Eifelturm aus..... und werde dafür abgemahnt.
    Da haben sie wieder was ... die Abmahnanwälte. ;-)

  7. von Oliver Mentzel via facebook am 24.09.2012 (18:19Uhr)

    Oder eine Tasse Earl-Grey Tea, heiß.

  8. von Friedrich Kegel via facebook am 24.09.2012 (18:59Uhr)

    Vielleicht schafft man es wenn jedes Haus einen 3D-Drucker hat endlich einmal sachlich an das Thema Urheberrecht heranzugehen

  9. von Micha Vorländer via facebook am 24.09.2012 (21:00Uhr)

    Ein saftiges Steak... medium rare.

  10. von Björn Petersen via facebook am 24.09.2012 (22:35Uhr)

    nice Artikel :)

  11. von Mukuchan Tekbilek via facebook am 25.09.2012 (01:09Uhr)

    ersatzteile für mein 69´er mercedes benz

  12. von Mukuchan Tekbilek via facebook am 25.09.2012 (01:11Uhr)

    die bestellten schuhe vom zalando sofort online drucken meine frau wird vor glück schreien :)

  13. von 3D-Drucker für Jedermann sammelt über… am 16.10.2012 (12:40Uhr)

    [...] Den Entwicklern des „Form 1“ bleiben noch immer zehn Tage, um die Finanzierung über Kickstarter auszureizen. Schon jetzt wurde das ursprüngliche Ziel weit übertroffen, was ein junges Unternehmen durchaus vor Probleme stellen kann, wie Zeit Online zu berichten weiß. In der Hoffnung schon bald selbst einen hochwertigen 3D-Drucker für den Hausgebrauch einsetzen zu können, hoffe ich jedoch auf eine erfolgreiche Weiterentwicklung und empfehle zur Einführung ins Thema diesen Magazinartikel aus der t3n 28. [...]

  14. von Industrielle Revolution 3.0 – wie 3D-D… am 05.01.2013 (10:01Uhr)

    [...] die Möglichkeit, selbst schicke Dinge herzustellen oder zu designen und in den Druck zu geben. Rund um die Themen 3D-Drucker, Open Source und Do-it-yourself ist eine ganze 3D-Druck-Community mit Makern, Fab-Labs, Internetplattformen und Foren entstanden. [...]

  15. von misc | Annotary am 17.01.2013 (15:40Uhr)

    [...] Sort Share t3n.de       3 months [...]

  16. von cheatha am 22.01.2013 (09:24Uhr)

    Und wer mal selbst was drucken möchte: Im RaumZeitLabor haben wir so einen 3D Drucker! Kommt doch einfach mal vorbei! http://raumzeitlabor.de

  17. von 3D-Drucker: Waffen Marke Eigenbau? Keine… am 13.05.2013 (13:02Uhr)

    [...] tiefer in die Materie eintauchen möchte, dem lege ich diesen sehr ausführlichen Artikel aus dem t3n Magazin nahe, in dem der 3D-Druck in all seinen Facetten beleuchtet wird. In der Praxis sieht das dann so [...]

  18. von Druck dir ‘ne Pizza: Foodini, der erst… am 28.03.2014 (12:24Uhr)

    […] sich eingehender mit dem Thema 3D-Printing auseinandersetzen möchte, dem empfehlen wir den Artikel 3D-Drucker: Die Technologie im Überblick aus dem t3n Magazin Nr. […]

Deine Meinung

Bitte melde dich an!

Du musst angemeldet sein, um einen Kommentar schreiben zu können.

Jetzt anmelden

Aktuelles aus dem Bereich 3D-Drucker
Druck dir ‘ne Pizza: Foodini, der erste 3D-Drucker für ganze Mahlzeiten
Druck dir ‘ne Pizza: Foodini, der erste 3D-Drucker für ganze Mahlzeiten

3D-Drucker erobern immer mehr Bereiche. Geht es nach den Machern von Foodini, dann ist als Nächstes unsere Küche an der Reihe. » weiterlesen

Objet500 Connex3: Erster 3D-Drucker, der mit verschiedenen Materialien und Farben arbeitet
Objet500 Connex3: Erster 3D-Drucker, der mit verschiedenen Materialien und Farben arbeitet

Stratasys hat den ersten 3D-Drucker vorgestellt, der unterschiedliche Farben und Materialien unterstützt. Das Gerät mit der Bezeichnung „Objet500 Connex3“ soll 330.000 US-Dollar kosten. » weiterlesen

Bastler baut Air-Hockey-Roboter aus 3D-Drucker und Arduino
Bastler baut Air-Hockey-Roboter aus 3D-Drucker und Arduino

3D-Drucker ziehen Bastler an, wie das Licht die Motten. Hardware-Hacker Jose Julio hat kürzlich einen 3D-Drucker für ein beeindruckendes Projekt zweckentfremdet. Mit Hilfe eines Arduino, einer... » weiterlesen

Kennst Du schon unser t3n Magazin?

t3n-Newsletter
Top-Themen der Woche für Web-Pioniere
Jetzt kostenlos
anmelden
Diesen Hinweis verbergen