3D Drucker

Ein 3D-Drucker ist eine Maschine, die ein 3D-Modelldesign von einem Computer übernehmen und, je nach Art des 3D-Druckers, ein physisches Objekt erstellen kann, indem geschmolzener Kunststoff Schicht für Schicht aufgetragen wird und das 3D-Objekt von Grund auf aufgebaut wird. Diese Arten von 3D-Druckern werden Fused Deposition Modeling (FDM )-Drucker genannt. Es gibt andere Arten von 3D-Druckern, die ein Pulverbett und einen Laser verwenden, um das Objekt zu erstellen; diese Methode wird als Selective Laser Sintering (SLS) bezeichnet. Wir behandeln die verschiedenen 3D-Druckertypen später in diesem Artikel.

Der Prozess der Erstellung eines 3D-gedruckten Objekts beginnt entweder mit der Erstellung eines 3D-Modells auf einem Computer mithilfe einer 3D-Modellierungs- oder CAD-Anwendung oder mit dem Herunterladen eines vorhandenen 3D-Modells von einer der vielen kostenlosen Download-Sites wie Thingiverse. Es ist auch möglich, mit einem 3D-Scanner ein vorhandenes Objekt zu digitalisieren, das Sie kopieren möchten. Die Ergebnisse beim Erstellen eines 3D-Modells mit einem Scanner können jedoch variieren und Scanner haben Schwierigkeiten, Objekte bestimmter Farben zu scannen.

3D Slicer Software

Bevor wir uns mit der Funktion der Slicer-Software befassen, müssen Sie zunächst prüfen, ob Sie über eine 3D-Modelldatei in einem mit der Slicer-Software für den 3D-Druck kompatiblen Format verfügen. STL Und 3MF Formate werden normalerweise unterstützt; wenn das 3D-Modell nicht in einem dieser Formate vorliegt, STL Konverter kann die Datei in das erforderliche Format konvertieren.

Slicer-Software nimmt, wie der Name schon sagt, die 3D-Modelldatei und schneidet sie in Schichten auf Grundlage der konfigurierten Einstellungen der Slicer-Software. Nachdem die Datei in die Slicer-Software geladen wurde, kann sie an den 3D-Drucker gesendet werden. Damit ein 3D-Drucker das Objekt drucken kann, benötigt er Anweisungen auf niedriger Ebene von der Slicer-Software, die ihm mitteilen, wohin der Druckkopf bewegt werden soll, wann der Kunststoff zugeführt werden soll, mit welcher Geschwindigkeit der Kopf bewegt werden soll und mehr. Diese Informationen werden normalerweise in einer GCODE-Datei gespeichert. Dies ist der Hauptzweck der Slicer-Software: das in einem Standarddateiformat wie STL gespeicherte 3D-Modell zu nehmen und es in diese Anweisungsfolge in einem GCODE umzuwandeln, damit der 3D-Drucker darauf reagieren kann.

Eine 3D-Druckvorschau eines kleinen Zahnrads

Das Zahnrad wird in einem 3D-Drucker gedruckt

Das fertige 3D-gedruckte Zahnrad ist einsatzbereit

3D-Drucker unterstützen das Drucken normalerweise entweder über eine direkte USB-Verbindung oder indem die GCODE-Datei auf einer SD-Karte gespeichert wird, die dann in den Drucker eingelegt werden kann.

3D-Druckertypen

Es gibt verschiedene Arten von 3D-Druckern und jeder hat seine eigenen Vor- und Nachteile. Hier listen wir die drei beliebtesten Arten von 3D-Druckern auf.

Fused Deposition Modeling (FDM)

Bei FDM-Druckern wird das Objekt erstellt, indem man an der Unterseite des 3D-Objekts beginnt und Schicht für Schicht geschmolzenen Kunststoff extrudiert, bis alle Schichten fertig sind. Diese Methode wird von den meisten gängigen 3D-Druckern für den Heimgebrauch verwendet und liefert qualitativ hochwertige Ergebnisse und schnelle Druckgeschwindigkeiten. FDM-Drucker haben außerdem große Bauvolumina, wodurch das Drucken sehr großer Objekte möglich ist, deren Größe mit anderen Druckertypen möglicherweise nicht möglich ist.

Beim Drucken mit FDM-3D-Druckern steht eine große Auswahl an Kunststoffarten zur Verfügung. Zwei der gängigsten Arten sind ABS und PLA; beide haben ihre eigenen Eigenschaften und Gründe für die Wahl dieses bestimmten Materialtyps. Es gibt auch viele andere Arten von FDM-Druckerkunststoff; wir werden hier jedoch nicht auf die verschiedenen Arten eingehen, da es viele großartige Online-Referenzen gibt, die hilfreich sein können, wie beispielsweise diese großartige Leitfaden zu 3D-Druckmaterialien.

Selektives Lasersintern (SLS)

Ähnlich wie bei FDM wird bei der SLS-Methode das endgültige Objekt von unten beginnend aufgebaut. Anstelle von geschmolzenem Kunststoff wird bei der SLS-Methode jedoch ein Pulverbett wie Nylon verwendet und das Objekt mithilfe eines Lasers Schicht für Schicht aufgebaut. Mit der SLS-Methode gedruckte Objekte sind viel stabiler als mit FDM gedruckte Objekte und werden aufgrund der inhärenten Stabilität von mit SLS gedruckten Objekten in vielen Branchen sowie in Verbraucheranwendungen eingesetzt.

Stereolithografie (SLA)

Bei SLA-3D-Druckern wird das Objekt aus Harz erstellt, das mit einem Laser ausgehärtet wird; auch dies geschieht Schicht für Schicht. Da der Aushärtungsprozess beim SLA-Druck länger dauert als bei FDM-Druckern, kann das Drucken des Objekts länger dauern; die Qualität und Glätte des fertigen Artikels sind jedoch weitaus besser als beim FDM-Verfahren. SLA-Drucker ermöglichen außergewöhnlich detailliertes Drucken und werden häufig zum Erstellen komplizierter Teile verwendet. Ein Nachteil des SLA-Druckverfahrens besteht darin, dass gedruckte Objekte nicht die Festigkeit von Objekten aufweisen, die mit FDM- oder SLS-Verfahren gedruckt werden.