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3D-Drucker – Wie sie funktionieren und was man damit machen kann

3D-Drucker3D-Drucker – Wie sie funktionieren und was man damit machen kann

Während der 3D-Drucker vor einigen Jahren noch hauptsächlich in Science-Fiction Filmen zu sehen war, ist er inzwischen immer günstiger und kommt so auch immer häufiger bei Privatanwendern zum Einsatz. Mit 3D-Druckern lassen sich viele verschiedene Materialien verarbeiten und daraus viele nützliche Dinge erstellen wie zum Beispiel Spielzeug für Kinder oder Campinggeschirr.

Was ist ein 3D-Drucker und wo kommt er zum Einsatz?

Bei einem 3D-Drucker handelt es sich um ein Gerät, mit dem Materialien schichtweise aufgetragen werden, wodurch ein dreidimensionaler Gegenstand erschaffen wird. Um einen Gegenstand drucken zu können, muss zunächst eine Vorlage auf einem Computer erstellt werden. Hierzu wird eine spezielle Software (CAD) benötigt.

Mit einem 3D-Drucker lassen sich sowohl flüssige als auch feste Materialien verarbeiten.

In der Medizin kommen 3D-Drucker schon seit Jahren zum Einsatz, um Prototypen und organische Abbildungen herzustellen oder auch zur Produktion von Prothesen. In der Industrie ist das Gerät ebenfalls sehr beliebt. So werden damit beispielsweise Autoteile gedruckt. Auch viele Spielzeuge kommen inzwischen aus dem 3D-Drucker. Es lassen sich sogar Nahrungsmittel mit einem 3D-Drucker herstellen, wie zum Beispiel zahlreiche Objekte aus Schokolade.
Aufgrund der immer günstigeren Preise für 3D-Drucker, finden sich diese auch immer häufiger in Privathaushalten an. Dort werden sie zum Beispiel genutzt, um verloren gegangene Spielfiguren zu ersetzen oder eigene Schmuckstücke zu kreieren.

3D Drucker im Einsatz
Bei einem 3D-Drucker handelt es sich um ein Gerät, mit dem Materialien schichtweise aufgetragen werden, wodurch ein dreidimensionaler Gegenstand erschaffen wird

Welche Materialien können verarbeitet werden?

Mit einem 3D-Drucker kann eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien verarbeitet werden. Dazu zählen unter anderem:

  • Kunststoffe: z.B. PVA, PLA, ABS, PETG, HIPS, ABS
  • Metalle: z.B. Gold, Silber, Aluminium
  • Lebensmittel: z.B. Schokolade, Teigwaren, Kaugummi
  • Gips
  • Glas
  • Keramik
  • Medizinische Pulver für Tabletten

Wie funktioniert ein 3D-Drucker?

Es gibt insgesamt vier verschiedene Druckverfahren, welche sich im genutzten Ausgangsmaterial und der Modellierungstechnik unterscheiden.

Alle Verfahren haben allerdings gemeinsam, dass das dünne Schichten des Materials auf einer Arbeitsplatte aufgetragen und einzeln ausgehärtet werden.

Vier verschiedene Druckverfahren - 3D-Druck
Es gibt insgesamt vier verschiedene Druckverfahren, welche sich im genutzten Ausgangsmaterial und der Modellierungstechnik unterscheiden

Die vier Verfahren im Überblick:

Stereolithographie

Dieses Verfahren wurde bereits in den 80er-Jahren entwickelt und ist somit die älteste 3D-Drucktechnik. Diese Technik ist heutzutage auch am weitesten verbreitet.
Bei der Stereolithographie wird eine dünne und formbare Schicht aus Kunstharz in ein kleines Becken gegossen. Dieses wird anschließend durch einen UV-Laser belichtet, damit es aushärten kann. Der Vorgang wird so oft wiederholt, bis das gewünschte Objekt fertig ist. Vorteilhaft an diesem Verfahren ist, dass besonders glatte und feine Schichten hergestellt werden können.

Selektives Laserintering

Dieses 3D-Druckverfahren ist ebenfalls weit verbreitet. Bei diesem Verfahren wird ein Pulver aus verschiedenen Materialien wie zum Beispiel Metalle, Keramik oder Kunststoffe genutzt.
Dieses Pulver wird zunächst auf der Arbeitsplatte verteilt und anschließend mittels einem Roller- oder Rakelmechanismus mithilfe eines Lasers miteinander verschmolzen und so zudem gewünschten Objekt geformt.

Fused Deposition Modeling

Dieses Verfahren ist in Deutschland auch unter dem Namen Schichtschmelzverfahren bekannt. Hierbei können ebenfalls verschiedene Materialien verarbeitet werden.
Diese werden durch beheizte Düsen geleitet und so geschmolzen. Das flüssige Material wird anschließend in einzelnen Schichten auf der Arbeitsplatte aufgetragen und getrocknet.

Luminated Object Manufacturing

Bei diesem Verfahren kommt hauptsächlich Papier zum Einsatz, aber auch Kunststoff kann verarbeitet werden. Das Material wird durch den Drucker schichtweise aufeinander geklebt. Mit einem Messer oder einem Laser werden anschließend die Konturen geschnitten, wodurch glatte und filigrane Kanten entstehen.

Was lässt sich drucken? – Modelle für 3D-Drucker im Heimgebrauch

Im Heimgebrauch kann ein 3D-Drucker äußerst praktisch sein. So lassen sich zum Beispiel verlorene Spielfiguren eines Brettspiels ersetzen oder auch teure Ersatzteile günstig anfertigen.

Mit einer bestimmten Software lassen sich am Computer eigne Kreationen für den 3D-Drucker herstellen.

Damit können zum Beispiel Geschenke selbst entworfen oder Schmuck- und Modeaccessoires kreiert werden. Im Internet finden sich inzwischen zahlreiche Modelle für den 3D-Drucker, welcher allerdings teilweise mit hohen Kosten verbunden sind.

In einem 3D-Druckstudio bieten sich ebenfalls faszinierende Möglichkeiten. So kann man dort beispielsweise ein Modell von sich selbst anfertigen lassen. Dazu wird ein Foto der Person von allen Seiten aufgenommen und der 3D-Drucker erstellt eine entsprechende Miniaturausgabe.

Was kostet ein 3D-Drucker?

Inzwischen sind die Preise für 3D-Drucker so weit gesunken, dass sich auch Privatpersonen solch ein Gerät leisten können. Die Qualität der einzelnen Drucker variiert stark und somit können auch die Preise sehr unterschiedlich ausfallen. Einfache 3D-Drucker mit nur wenigen Möglichkeiten gibt es bereits für unter 200 €. Wer ein hochwertigeres und einfach zu bedienendes Gerät möchte, sollte mit Kosten von knapp unter 1000 € rechnen.