1. Wie funktioniert ein 3D-Drucker?
3D-Drucker erzeugen reale Objekte aus digitalen 3D-Designs. Diese können Sie entweder selbst mit einer 3D-Software konstruieren, Sie scannen bereits existierende Objekte ein und bereiten diese entsprechend auf oder Sie bedienen sich im Internet an einer Vielzahl von Vorlagen zum Download. Und ob Schmuck, Gadgets für Ihr Zuhause oder die exakte Nachbildung eines defekten Alltagsgegenstandes – alles, was gedruckt werden soll, muss in Form einer lesbaren Datei vorliegen.
Anhand des digitalen Designs wird nun das dreidimensionale Objekt Schicht für Schicht computergesteuert im 3D-Drucker aufgebaut. Beim sogenannten Fused Deposition Modeling Verfahren (kurz FDM, auch Schmelzschichtverfahren), kommen thermoplastische Kunststoffe (Filament) zum Einsatz, die durch Erwärmung weich und verformbar sind und beim Abkühlen aushärten: Erhitztes Filament tritt aus dem Extruder (Druckkopf) aus auf eine Bauplattform und erhärtet dort.
2. Womit druckt der 3D-Drucker?
Für den 3D-Druck stehen Ihnen Filamente in verschiedenen Farben und Arten – mit spezifischen Eigenschaften – zur Verfügung:
- Das gängigste Filament im Heimbereich ist Polyactide (PLA). Es wird auf Pflanzenbasis hergestellt und ist recycelbar. Seine Umweltfreundlichkeit macht es zum bevorzugten Material für Schulen und alle, die Ausstellungsobjekte oder kleine Haushaltsgegenstände drucken möchten, aber auch für Hygieneprodukte oder Lebensmittelverpackungen. Das Filament erzeugt ein stabiles, festes Objekt mit hochwertiger Oberfläche.
- Das Thermoplast Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) eignet sich perfekt zum Drucken langlebiger und stoßfester 3D-Objekte. Dank seiner Festigkeit, Flexibilität und hohen Wärmebeständigkeit ist es für Anwendungen in der Technik und Mechanik geeignet, aber auch für Spielzeug, Gehäuse oder Bedienteile. Bei der Verarbeitung von ABS benötigen Sie allerdings eine beheizbare Druckplatte.
- Das synthetische Polymer Nylon ist besonders zum Drucken robuster, flexibler 3D-Objekte mit hoher Verschleißfestigkeit geeignet. Nylon wird für Projekte wie gedämpfte Scharniere, Schrauben und andere Funktionsteile empfohlen.
- Gummiartige biegsame Objekte, die immer wieder ihre ursprüngliche Form annehmen, entstehen mit sogenanntem Flex Filament, einem thermoplastischen Elastomer (TPE). Damit lassen sich etwa flexible Halterungen, Bälle, Schläuche oder auch Flip Flops herstellen.
Neben den aufgezählten Kunststoffen können von 3D-Druckern auch andere Werkstoffe, zum Beispiel Werkstoffgemische, Metalle, Gips, Keramik und sogar Schokolade oder Nudelteig, verarbeitet werden. Hierfür braucht es allerdings sowohl industrielle 3D-Drucker aus dem Profibereich als auch andere Druckverfahren (z. B. Selektives Lasersintern, Polygrafie, Stereolithografie, etc.). Wer sich dafür interessiert, kann einen Internet-Druckdienstleister in Anspruch nehmen oder, wer selbst Hand anlegen möchte, besucht ein „fabrication laboratory“. Diese sogenannten FabLabs gibt es in zahlreichen Städten, sie ermöglichen auch Privatpersonen, Einzelstücke mithilfe industrieller Produktionsverfahren herzustellen.
3. Welcher 3D-Drucker ist für mich geeignet?
Als erster Einstieg in den 3D-Druck für (Hobby-)Künstler, Bastler und Modellbauer eignen sich handliche 3D-Druckstifte. Das Funktionsprinzip ist dem einer Heißklebepistole ähnlich: Sie erstellen 3D-Zeichnungen freihändig und in der Luft.
Wer nur gelegentlich ein Werkstück benötigt, gerne kreativ ist und sein 3D-Druckergebnis sofort in der Hand halten möchte, kann auf solide Einsteigermodelle zurückgreifen. Die Geräte sind kompakt, platzsparend und einfach zu bedienen – auch für Kinder.
Achten Sie beim Kauf unter anderem auf die Druckgeschwindigkeit und die Druckschichthöhe des aufgetragenen Filaments je Schicht – je dünner diese ist, desto präziser wird das fertig gedruckte Objekt. Ein integrierter Kalibrations-Manager sorgt dafür, dass der Abstand zwischen Druckbett und Druckkopfspitze ideal einstellt ist. Wer größere Modelle drucken möchte, sollte auf einen ausreichend großen Druckraum Wert legen.
4. 3D-Drucker für Heimwerker
Wer Spaß und Enthusiasmus an einem technischen Hobby hat, handwerkliches Geschick mitbringt und zudem häufig spezielle Teile benötigt, die es nicht fertig oder nur recht teuer zu kaufen gibt, dem nimmt ein 3D-Drucker viel Arbeit ab. Die Liste der Möglichkeiten ist schier unendlich.
- Werkstatt und Haus: Ersatzteile, Werkzeug, Tubenausdrücker, Haken, Bit-Wandhalterung, Türstopper, Stift-Halter, Handyhüllen, etc.
- Dekoration: Vasen, kreativer Wandschmuck, etc.
- Modellbau, Spielfiguren und Spielsysteme: Bauteile für Flugzeugmodelle, Modellbaustadt, Bau einer Kugelbahn, Einrichtungsgegenstände für ein Puppenhaus oder ein Tyrannosaurus rex, etc.
- Lernmaterialien: Skelett des menschlichen Körpers oder einen Globus, etc.
- Schmuck und sonstige kreative Anwendungen: Ohrringe, Armreifen, Fotostativ, Kamerabefestigung auf einem ferngesteuerten Flugobjekt, etc.
- 3D-Drucker fordern und fördern Kreativität auf einem völlig neuen Level.
