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3D-Druck: Was Sie wissen müssen

28.11.2013 | 15:30 Uhr |

Plastik, Gummi, Holz, Metall oder Keramik: 3D-Drucker können schon mit den unterschiedlichsten Materialien umgehen. Lesen Sie, wie 3D-Drucker eingesetzt werden und was es kostet

In den nächsten Jahren wird 3D-Druck stark an Bedeutung gewinnen. In den USA erfreut sich der 3D-Druck im Consumer-Markt bereits großer Beliebtheit, allmählich wird es auch in Deutschland immer interessanter. Bei gewerblichen Anwendern ist der Trend längst angekommen: Mittlerweile ist es in einigen Branchen bereits üblich, 3D-Drucker einzusetzen. So lassen sich schnell und flexibel Kleinserien oder Prototypen für Spritzguss-Formen erstellen. Industrie-3D-Drucker können sogar Objekte aus Metall, Holz oder Keramik drucken. So werden bereits 3D-Drucker zur Schmuckerstellung eingesetzt, sogar Bauteile für Flugzeugturbinen werden schon mit 3D-Druckern gefertigt.

Für Privatanwender ist der 3D-Druck vor allem für den Hobby-Bereich interessant. So lassen sich schnell und unkompliziert verschiedenste Bauteile für den Modellbau fertigen, vom Zahnrad bis hin zu Gehäusen oder je nach Druckern sogar Gummirädern. Zudem kann man Ersatzteile ausdrucken, in diversen Foren gibt es bereits heute entsprechende Vorlagen. Beispielsweise findet man Online einen Bauplan inklusive 3D-Druckvorlage für einen Quadcopter . Die in Deutschland aufblühende Maker-Bewegung dürfte den 3D-Druck noch beflügeln. In Zukunft können kleinere Ersatzteile einfach selber oder von Dienstleistern ausgedruckt werden.

Die Geschichte

Seit rund 30 Jahren gibt es bereits den 3D-Druck. In diesem Verfahren werden in der einfachsten Form 3D-Objekte Schicht für Schicht aus geschmolzenem Plastik aufgetragen. Doch erst als 2009 ein entscheidendes Patent für diese Fertigungsform abgelaufen ist, wurde die Technik für einen breiten Markt interessant. Die Steuersoftware für den 3D-Druck liegt als Open-Source vor, die Hersteller passen diese für ihre Produkte an. Noch werden keine 3D-Drucker für den breiten Massenmarkt gebaut und die großen Druckerhersteller halten sich bislang aus diesem Geschäft heraus. Zumindest HP hat angekündigt, im Jahr 2014 einen eigenen 3D-Drucker auf den Markt zu bringen. Dieser soll eine ausgereifte Technik besitzen, über die sich der Hersteller noch ausschweigt.

Weitere künftige Anwendungen

Es klingt etwas nach Raumschiff Enterprise : Künftig wird man sich wohl auch sein Essen ausdrucken können. Was so kurios klingt, ist schon Realität. So soll im Google-Hauptquartier bereits ausgedruckte Nudeln serviert werden. Auch ein Steak aus synthetischen Fleisch wurde versuchsweise bereits gedruckt. Im medizinischen Bereich werden 3D-Drucker künftig ebenfalls ganz selbstverständlich eingesetzt werden: So wird es künftig möglich sein, künstliche Haut direkt auf den Körper zu drucken. Auch Organe wie Herzklappen wird man künftig einfach ausdrucken.

Vorlagen

3D-Objekte kann man sich mit gängigen 3D-Programmen selber designen. Zudem gibt es im Internet bereits viele Bibliotheken mit vorgefertigten 3D-Modellen, unter anderem www.thingiverse.com des 3D-Drucker-Herstellers Makerbot . Eine weitere Möglichkeit ist das Einscannen einer 3D-Vorlage. Für kleinere Objekte gibt es bereits 3D-Scanner, die mit einem 3D-Drucker kombiniert sind. Für größere Objekte ist der Aufwand zum Einscannen dagegen hoch und teuer.

Die Technik

Die Drucktechnik für den Druck mit Kunststoff-Materialien ist simpel: Die Software errechnet aus dem 3D-Modell die benötigten Schichten, die aufgetragen werden sollen. Der Kunststoff wird als dicker Faden von einer Rolle in den Druckkopf eingeführt. Eine Trommel mit 1 kg Kunststoff-Faden kostet übrigens rund 35 Euro. Im Druckkopf wird der Kunststoff geschmolzen und auf das Objekt gestrichen. Die übliche Schichtdicke beträgt rund 0,1 Millimeter, sehr gute Geräte schaffen 0,02 Millimeter. Ein Objekt kann beispielsweise mit dem 1500 Euro teuren Leapfrog Creatr mit den maximalen Maßen von 23 x 27 x 20 cm ausgedruckt werden.

Der Up! Personal Portable 3D beim drucken: Er braucht etwas Aufsicht bei der Arbeit, zudem sollte man die Grundplatte vorheizen, damit das Model nicht verrutscht
Vergrößern Der Up! Personal Portable 3D beim drucken: Er braucht etwas Aufsicht bei der Arbeit, zudem sollte man die Grundplatte vorheizen, damit das Model nicht verrutscht

Überhänge des Objekts erkennt die Software und druckt gleich einen Stützpfeiler mit, den man später ausbrechen muss. Teurere Drucker bieten zudem zwei Druckköpfe, von denen einer die Stützen aus wasserlöslichen Material drucken kann. Der Schmelzpunkt und die Geschwindigkeit des Auftragens müssen auf das Material abgestimmt sein. Auch wenn die 3D-Drucker dazu bereits Voreinstellungen bieten, muss man in der Praxis experimentieren, bis man die optimale Einstellung gefunden hat.

Der Makerbot Replicator 2 ist ein solieder und unkomplizierter 3D-Drucker
Vergrößern Der Makerbot Replicator 2 ist ein solieder und unkomplizierter 3D-Drucker
© Makerbot

Unsere Kollegin Ines Walke-Chomjakow von der PC-Welt hat bereits die 3D-Drucker Pearl Freesculpt EX1 (800 Euro), Up! Personal Portable 3D (1700 Euro) und Makerbot Replicator 2 (2400 Euro) getestet. Wer detailliertere Informationen zum 3D-Druck erhalten möchte, den können wir den Podcast vom Chaos Computerclub zu diesem Thema empfehlen: http://chaosradio.ccc.de/cr190.html

Bezugsquellen

Sofern man 3D-Objekte aus Kunststoff druckt, ist die Technik einfach: Eine Platine, Schrittmotoren und ein Druckkopf sind die Hauptbestandteile des Druckers, dazu kommt eine als Open-Source erhältliche Software. Wer technisch visiert ist, kann sich bereits für 500 Euro einen eigenen 3D-Drucker zusammen bauen. Fertige 3D-Drucker, mit denen man gleich loslegen kann, gibt es ab rund 800 Euro zum Kaufen. In Deutschland gibt es einige Händler, die sich auf 3D-Drucker spezialisiert haben. 3Dmensionals   hat beispielsweise neben Einsteiger-Geräten ab 1300 Euro auch Geräte für den gewerblichen Einsatz im Angebot. 3Dmensinals bietet zudem in Köln und Tübingen regelmäßig Seminare und Workshops zum Thema 3D-Druck. Überwiegend an Hobbyisten richtet sich das Angebot der 3D-Drucker von dem Berliner Händler noDNA . Neben vielen weiteren Anbietern hat beispielsweise der Versandhändler Pearl einen 3D-Drucker im Programm, ebenso wie Conrad Elektonic .

 

 

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