Sind 3D-Drucker wirklich Alleskönner?
Für viele Laien sind 3D-Drucker noch absolutes Neuland, aber für Profis ist der 1983 von dem US-Amerikaner Chuck Hull erfundene 3D-Druck schon längst den Kinderschuhen entwachsen. Ob im Modellbau, in den Bereichen von Kunst und Design oder bei der Entwicklung von Prototypen im Automobilbau und im Modellbau, 3D-Drucker scheinen mittlerweile Alleskönner zu sein. Selbst im privaten Bereich werden sie bereits von einigen Bastlern benutzt, um zum Beispiel kleine Spielzeuge oder Schmuck herzustellen. Aber für alle, die sich bisher noch nicht mit 3D-Druckern beschäftigt haben, ist sicherlich interessant zu wissen wie diese funktionieren.
„Heiße Düse“
Zunächst einmal muss man wissen, dass 3D-Druck nicht gleich 3D-Druck ist. Vielmehr steht dieser Begriff für eine ganze Reihe von Fertigungstechniken, die nach unterschiedlichen Prinzipien funktionieren. Allerdings haben diese Fertigungstechniken eine Gemeinsamkeit: alle Verfahren bauen dreidimensionale Objekte, indem sie Material in dünnen Schichten auftragen und verfestigen. Der Fachbegriff dafür ist die sogenannte additive Fertigung. Darüber hinaus sind die Druckknöpfe alle 3D-Drucker mit einer „heißen Düse“ ausgerüstet. In diese wird das feste Rohmaterial gepresst und durch die Hitze verflüssigt. Dieses allerdings nur, wenn das Rohmaterial durch Erhitzen weich und formbar wird wie zum Beispiel thermoplastische Kunststoffe, aber auch Modellierwachs und selbst Schokolade. Am anderen Ende der Düse tritt das verwendete Material als weicher und dünner Faden aus. Mit diesem zeichnet der Druckkopf eine Schicht des gewünschten Objekts – die äußere Kontur als einfassende Linie, die Flächen als Schraffuren. Ist das Material zu der gewünschten Form erstarrt, rückt der Druckknopf um eine Schichtdicke vom Objekt ab und zeichnet die nächste Lage. Anschließend wird dann Schicht für Schicht aufgetragen bis das gewünschte Objekt entstanden ist. Weil das aufgetragene Material nicht sofort an der Luft erstarrt, müssen größere Überhänge und flache Vorsprünge am Objekt während des Drucks abgestützt werden. Bei einfachen Druckern fügt deren entsprechende Software an den passenden Stellen der 3D-Vorlage geeignete Gitterstrukturen hinzu, die aus demselben Material wie das eigentliche Objekt aufgebaut werden. Diese müssen dann allerdings später von Hand abgebrochen oder abgeschliefen werden. Bei gehobenen Druckern werden die Stützstrukturen mit einem zweiten Druckkopf und aus einem anderen Material aufgetragen.
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