3d-Druck

1981 entwickelte der Ingenieur Chuck Hull die Laser-Stereolithografe, ein Verfahren, bei dem eine Flüssigkeit mit UV-Lasern gezielt ausgehärtet wird, wodurch Sich verschiedenste Bauteile erschafen lassen. Dieses 1983 getestete Verfahren patenterte der Erfnder 1986 und schon 1988 konnte der erste 3D-Drucker gekauf werden. Noch im selben Jahr entwickelte das amerikanische Ehepaar Crump die Technik des „Fused Layer Modeling“ (Modellierung verschmolzener Schichten), das Verfahren, welches bis heute am verbreitetsten ist und seit 2010 auch für private Haushalte zugänglich ist.

Bei diesem Verfahren wird einen lange Plastkschnur, das sogenannte Filament, in einem bewegbaren Druckkopf geführt. Dort wird es auch ca. 200 Grad Celsius erhitzt und schmilzt. Nun wird es von der Maschine automatsch, in ca. 0.2mm hohen schichten auf eine Plate geklebt. Dies kann in allen Formen und Höhen gemacht werden. Am Ende erhält man ein fertges, plastisches Modell.

Um ein 3-dimensionales Objekt erschafen zu können braucht man 3 Achsen: X, Y und Z. Bei den meisten Druckern bewegt sich der Druckkopf mit der Düse auf einer langen Schiene, die über die ganze Plate, das sogenannte Druckbet, verläuf nach links und rechts und deckt somit die X-Achse ab. Diese Schiene ist mit Rollen und einer Gewindestange an einem Rahmen befestgt und lässt sich als Z-Achse nach oben und unten bewegen. Das Druckbet selbst ist auch auf eine Schiene gelagert, es kann sich nach vorne und hinten bewegen und bildet die Y-Achse. Bei den meisten 3D-Druckern kann das Druckbet beheizt werden, dies sorgt für eine bessere Hafung der Modelle, damit diese sich nicht während dem Druck verschieben.

Damit der Drucker Modelle ausdrucken kann, müssen diese zuerst am Computer erstellt werden. Danach werden sie in eine Sofware geladen, die die Form erkennt und berechnet, wann der Drucker sich wie bewegen muss, um diese zu erreichen. Dieser Prozess des „Slicens“ wird so genannt, da dort das Modell in Schichten aufgetrennt wird. Zum Schluss wird das Modell an den Drucker selbst gegeben. Dieser ließt den Code aus und legt nun die verschiedenen Schichten aufeinander.

Neben dem Drucken mit Filament gibt es inzwischen auch weitere Verfahren wie zum Beispiel:
• Beim Resin-Druck wird ein Harz in ein Becken mit Glasboden gegeben. Unter diesem Boden befndet sich ein kleiner hochaufösender Bildschirm. In das Becken wir eine Metalplatorm abgesenkt, und während dem Druckprozess langsam wieder hochgezogen. In das Becken wird ein füssiges Harz gefüllt, welches vom Bildschirm an bestmmten Stellen belichtet wird und dort aushärtet. Dies wird in kleinen Schichten wiederholt, bis sich ein Modell bildet
• Beim Pulverdruck wird nach und nach eine dünne Pulverschicht in eine Kammer gefüllt. Auf bestmmte Stellen wird dann ein Bindemitel aufgespritzt, welches das Pulver aushärten lässt. Das nicht ausgehärtete Pulver wird als Stützmaterial genutzt und kann recycelt werden.

Der 3D-Druck ist heute ein bei vielen Unternehmen populäres Verfahren für die Entwicklung von Prototypen. Da sich in den letzten Jahren viel im Bereich des 3D-Drucks getan hat sind 3D-Drucker auch für private Haushalte nichtmehr unerreichbar, sondern sogar sehr günstg, was sie sehr zukunfsfähig macht, dass sie viel Geld wie unnötge Versandkosten sparen. Sie kommen auch der Umwelt zugute, da durch den ausgelassenen Versand weniger CO2 ausgestoßen wird.

Schon heute können ganze Modekollektonen oder Gerichte durch Modifzierung von 3D-Druckern erreicht werden. Das Unternehmen Relatvity arbeitet derzeit an Raketen aus dem 3D-Drucker, und hat auch schon erste Testlüge mit teils großem Erfolg abgeschlossen. In Zukunf wird sich also noch viel in diese Richtung entwickeln, da es eine beliebte Technologie mit viel Potenzial ist