3D-Drucker für Zuhause

Die Entwicklung des 3D-Drucks war nicht nur ein Meilenstein für Unternehmen. Auch Privatpersonen profitieren von dieser Technik. Mit ihrer Hilfe lässt sich eigener Schmuck designen oder man kann Ersatzteile oder individualisierte Stücke für den Modellbau herstellen …

Hier erfahren Sie, was 3D-Druck eigentlich ist und wie er funktioniert.

Wie funktioniert 3D-Druck?

Grundsätzlich wird beim 3D-Druck ein dreidimensionales Objekt hergestellt und zwar Schicht für Schicht. Das Objekt, das dabei gedruckt werden soll, muss zunächst als dreidimensionales digitales Modell vorliegen. Dieses kann selbst entworfen worden sein oder man lädt sich Modelle aus dem Internet herunter. Jeder 3D-Drucker ist mit einer speziellen Software bestückt, die aus diesen Modellen die nötigen Befehle für den Drucker errechnet und dann geht es auch schon los.

Eine Düse, die in alle Richtungen fahren kann (inklusive auf- und abwärts) trägt das Druckmaterial auf. Dabei handelt es sich um ein dickflüssiges Filament aus Kunststoff.

Die Düse bewegt sich in den vorher berechneten Bahnen über das Druckbett. Der Filamentfaden, der aus der Düse kommt, wird in mehreren Schichten übereinander aufgetragen, sodass das Objekt langsam, Schicht für Schicht, in die Höhe wächst. Das Filament härtet schnell aus, was erst diese additive Fertigung, also die Fertigung in Schichten, ermöglicht. Dadurch entstehen auch die für 3D-Druckobjekte typischen Rillen.

Die Objekte sind übrigens nicht vollständig gefüllt. Im Inneren wird eine Gitterstruktur gedruckt. Das spart Material und sorgt dennoch für große Stabilität.

Anwendungsbereiche

3D-Drucker sind äußerst vielseitig einsetzbar, weshalb die Technik für die unterschiedlichsten Anwender interessant ist. Hier haben wir die wichtigsten Anwendungsbeispiele (aber bei weitem nicht alle) aufgelistet:

• Herstellung von Mustern
• Einzelstückfertigung
• Kleinserienfertigung
• Herstellung und Individualisierung von Teilen für den Modellbau
• Kostengünstiger Einstieg in CNC-Verfahren beim Handwerk
• Fertigung von künstlerischen Skulpturen
• Schmuckdesign
• Herstellung von Miniaturmodellen und Entwürfen für Architekten

Druckmaterial – Kriterium beim Kauf

Druckmaterialien, also Filamente, gibt es in vielen verschiedenen Ausführungen. Gemeinsam ist jedoch allen Filamenten, dass sie durch Hitze weich und damit formbar werden. Die Filamente kauft man dabei als Kunststoffschnüre auf einer Rolle. Die am häufigsten genutzten Materialien sind thermoplastische Kunststoffe (PLA & ABS).

Wichtig beim Kauf eines 3D-Druckers ist die Frage, mit welchem Grundstoff der Drucker arbeiten können soll. Hier gibt es grundsätzlich die Wahl zwischen ABS und PLA.

PLA steht für Polyactide und besteht aus biologisch abbaubarem Naturkunststoff. Bei PLA muss die Druckplatte nicht vorgeheizt werden und die Temperatur der Düse darf nicht über 210 °C liegen. Der Nachteil ist, dass sich PLA bei Temperaturen ab 60 °C verformt. Möchte man also z. B. Kaffeetassen drucken, wird das zu einem Problem.

ABS bedeutet Acrylnitril-Butadien-Styrol und wird aus Erdöl hergestellt. ABS hat höhere Anforderungen an einen Drucker als PLA. Die Druckplatte muss dafür vorgewärmt werden und die Druckgeschwindigkeit muss hoch sein. Die Düsentemperatur muss über 210 °C liegen. Ein ABS-fähiger Drucker kann normalerweise auch PLA drucken. Umgekehrt geht das nicht.

Wichtige Grundbegriffe

Das entscheidende Kriterium beim Kauf eines 3D-Druckers sollte immer die Qualität sein. Hier sind die wichtigsten Leistungs- bzw. Vergleichsdaten:

Druckraum: Damit wird die maximale Größe des Druckobjekts angegeben. Standarddrucker im Einsteigersegment haben einen Druckraum zwischen 10 und 25 Kubikzentimetern. Es kommt also auf die Größe der späteren Druckobjekte an, welchen Drucker man benötigt.

Maximale Druckgeschwindigkeit: Dieser Wert gibt an, wie schnell sich die Düse bewegen kann. Der Maximalwert wird aber nur auf längeren Fahrstrecken erreicht. Meistens sind die Drucker langsamer als mit Maximalgeschwindigkeit unterwegs.

Positionierungsgenauigkeit: Drückt aus, wie exakt der Drucker einen bestimmten Punkt ansteuern kann. Je genauer, desto detailgetreuer die Druckergebnisse.

Minimale Schichthöhe: Ist zusammen mit der Positionierungsgenauigkeit wichtig für die Druckqualität. Je niedriger der Wert, desto besser der Drucker, denn dann kann er dünnere Schichten drucken.

Ersatzteile und Nachrüstungen

Heute ist für die meisten 3D-Drucker eine ganze Reihe an Zubehör und Ersatzteilen erhältlich. Damit bieten sich Ihnen beinah unbegrenzte Möglichkeiten für die Anpassung eines 3D-Druckers an Ihre individuellen Bedürfnisse. Von Bausätzen für 3D-Drucker, die man selbst montiert, über die Nachrüstung von Extrudern bis hin zu externen, cloudfähigen Steuerelementen sowie Gravur- oder Fräsaufsätzen ist alles dabei. Damit sind Ihrer Kreativität praktisch keine Grenzen gesetzt. Sollte ein Umbau einmal weniger erfolgreich sein, sind Ersatzteile verfügbar.