Der 3D-Druck ist eine der bemerkenswerten Gaben der Technologie, die es uns ermöglicht, dreidimensionale Modelle verschiedener Objekte zu drucken. Das 3D-Druckverfahren hat sich in verschiedenen Branchen als vorteilhaft erwiesen. Doch wie viel verstehen wir wirklich über den 3D-Druck? Wenn Sie mehr über dieses faszinierende Thema erfahren möchten, sind Sie hier genau richtig. Hier finden Sie alles, was Sie über den 3D-Druck wissen müssen.
Was ist 3D-Druck?
Der 3D-Druck ist ein innovatives additives Verfahren, bei dem Materialien Schicht für Schicht aufgetragen werden, um mithilfe einer digitalen Datei dreidimensionale Objekte zu bilden. Beim 3D-Druckverfahren legt der „3D-Drucker“ aufeinanderfolgende Materialschichten auf, bis das gewünschte Objekt vollständig geformt ist.
Wie 3D-Druck funktioniert
Genau wie herkömmliche Drucker verwenden 3D-Drucker verschiedene Technologien, und die gebräuchlichste ist das sogenannte Fused Deposition Modeling (FDM). Obwohl für den 3D-Druck unterschiedliche Technologien verwendet werden, umfasst der 3D-Druckprozess normalerweise drei Schritte: Erstellen eines digitalen Modells, Vorbereiten desselben mithilfe Erstellen Sie eine CAD-Software (Computer Aided Design) und drucken Sie sie dann Schicht für Schicht mit einem 3D-Drucker aus.
Je nach Technik können 3D-Drucker unterschiedliche Materialien verwenden, unter anderem aber nicht darauf beschränkt
(unter anderem Edelstahl, Lot, Aluminium und Titan), Kunststoffe und Polymere (einschließlich Verbundwerkstoffen, die Kunststoff mit Metallen, Holz und anderen Materialien kombinieren); Keramik, Gips, Glas usw.
Verschiedene Arten von 3D-Druckern
3D-Drucker sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich und die meisten arbeiten, indem sie ein Bauteil Schicht für Schicht erstellen. Der Unterschied besteht hauptsächlich in den Rohstoffen und den Techniken, die zum Verschmelzen jeder Schicht zum endgültigen Teil verwendet werden.
- Fused Deposition Modeling (FDM): Der Kunststoff wird für diesen Drucker als Filament auf einer Spule geliefert. Um den Kunststoff zu schmelzen, wird das Filament durch einen heißen Hohlraum gedrückt. Eine Düse drückt den Kunststoff durch eine Düse, die ihn Schicht für Schicht abscheidet.
- Stereolithographie (SLA): Dieser Drucker wandelt ein flüssiges Photopolymer in ein festes Teil um. Ein Hochleistungslaser zeichnet das Querschnittsbild des Teils in 2D nach. Dieses Licht polymerisiert die Kunststoffschicht auf der Grundplatte. Anschließend erfolgt eine leichte Bewegung der Bauplatte, anschließend wird eine neue Schicht Photopolymer aufgetragen und anschließend der Laserprozess fortgesetzt. Anschließend wird es mit der vorherigen Ebene verfestigt.
- Selektives Lasersintern (SLS): Bei diesem 3D-Druckverfahren wird zunächst eine dünne Pulverschicht auf eine Platte aufgetragen. Anschließend erhitzt ein spezieller Laser das Pulver, um es zu verfestigen und in die Form des zu druckenden Objekts zu bringen. Dieser Vorgang wird Schicht für Schicht wiederholt, bis das gesamte Objekt fertig ist.
- Digital Light Processing (DLP): Dieser Drucker produziert schnell Photopolymerteile. Es ähnelt einem Stereolithographie-Drucker (SLA), mit nur einem wesentlichen Unterschied. Im Gegensatz zu SLA-Maschinen, die Laser zum Nachzeichnen von Schichten verwenden, verwenden DLP-Maschinen projiziertes Licht, um die gesamte Schicht auszuhärten. Das Teil entsteht Schicht für Schicht. Da DLP die gesamte Schicht auf einmal aushärtet, ist es viel schneller als SLA. DLP-Drucker können komplizierte Kunstharzdesignartikel wie Spielzeug, Schmuck, Dentalartikel und Figuren mit feinen Details drucken.
Anwendungen des 3D-Drucks
Aufgrund der bemerkenswerten Vielseitigkeit des Verfahrens ist der Einsatz des 3D-Drucks branchenübergreifend möglich. Insbesondere die Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie, Medizintechnik, Robotik, Druckdienstleistungen und viele weitere Branchen nutzen 3D-Drucktechnologie. Die wichtigsten Anwendungen des 3D-Drucks sind:
- Prototyping und Fertigung
Der 3D-Druck verkürzt die Herstellungsvorlaufzeiten und ermöglicht die Fertigstellung von Prototypen in wenigen Stunden und zu geringeren Kosten. Dies macht es besonders ideal für Projekte, bei denen Benutzer das Design mit jeder Iteration aktualisieren müssen.
Es eignet sich auch für die Herstellung von Produkten, die keiner Massenproduktion bedürfen oder in der Regel kundenspezifisch sind. SLS wird häufig zur Herstellung von Endprodukten und nicht nur von Prototypen verwendet.
- Automobil
Die Automobilindustrie, insbesondere jene, die sich auf Rennautos spezialisiert hat, wie sie beispielsweise in der Formel 1 zum Einsatz kommen, nutzt den 3D-Druck für die Prototypenerstellung und Herstellung spezifischer Komponenten. Organisationen in diesem Bereich prüfen auch die Möglichkeit, den 3D-Druck zu nutzen, um die Nachfrage nach dem Markt zu decken, indem sie Ersatzteile auf Kundenwunsch produzieren.
- Konstruktion
Das Bauwesen ist eine der Hauptanwendungen des 3D-Drucks. Spezifische Anwendungen des 3D-Drucks im Bauwesen umfassen additives Schweißen, Pulverkleben und Extrusion.
In jüngster Zeit werden großformatige 3D-Drucker zum Drucken von Beton zum Gießen von Fundamenten und zum Errichten von Wänden eingesetzt. Sie sind auch in der Lage, modulare Betonabschnitte für die Montage vor Ort zu drucken. Diese Lösungen ermöglichen eine höhere Genauigkeit, mehr Komplexität, eine schnellere Konstruktion und eine verbesserte Funktionsintegration, während gleichzeitig die Arbeitskosten gesenkt und Abfall minimiert werden. Der 3D-Druck eignet sich auch zur Herstellung maßstabsgetreuer Architekturmodelle.
- Gesundheitspflege
Im Gesundheitswesen werden durch den 3D-Druck Prototypen für die Entwicklung neuer Produkte im medizinischen und zahnmedizinischen Bereich erstellt. In der Zahnmedizin hilft der 3D-Druck bei der Erstellung von Mustern für den Guss von Zahnkronen aus Metall und bei der Herstellung von Werkzeugen für die Herstellung von Zahnschienen.
Es ist auch hilfreich, um Knie- und Hüftimplantate und andere Lagerartikel direkt herzustellen und patientenspezifische Artikel wie personalisierte Prothesen, Hörgeräte und orthopädische Einlagen herzustellen. Die Möglichkeit 3D-gedruckter Bohrschablonen für bestimmte Operationen sowie 3D-gedruckter Knochen, Haut, Gewebe, Organe und Arzneimittel wird untersucht.
- Luft- und Raumfahrt
In der Luft- und Raumfahrt wird der 3D-Druck zum Prototyping und zur Produktentwicklung eingesetzt. Es ist auch bei der Flugzeugentwicklung von entscheidender Bedeutung, da es Forschern hilft, mit den hohen Anforderungen der Forschung und Entwicklung Schritt zu halten, ohne Kompromisse bei hohen Industriestandards einzugehen. Bestimmte unkritische oder ältere Flugzeugkomponenten werden für den Flug in 3D gedruckt.
Darüber hinaus erfreut sich der 3D-Druck im Verbrauchermarkt zunehmender Beliebtheit und ermöglicht die Herstellung personalisierter Artikel, Modeaccessoires und sogar Wohnaccessoires.
Abschluss
Der 3D-Druck umfasst zahlreiche Technologien und Techniken, die in ihrer Gesamtheit verschiedene Möglichkeiten zur Herstellung von Bauteilen aus unterschiedlichen Materialien bieten. Auch der 3D-Druck ist eine sich weiterentwickelnde Technologie mit enormem Potenzial, und täglich werden mehr Materialien erforscht, um die Druckprozesse zu verbessern und die bereits beeindruckenden Fähigkeiten von 3D-Druckern zu erweitern.
Mit der Verbreitung dieser bahnbrechenden Technologie wird erwartet, dass sie erhebliche Auswirkungen auf verschiedene Branchen haben wird, darunter das Gesundheitswesen, die Fertigung und das Baugewerbe. Machen Sie sich bereit für eine Zukunft, in der die Grenzen dessen, was geschaffen werden kann, auf außergewöhnliche Weise ausgeweitet werden.