(Aktualisiert am 9. Februar 2023)

3D-Drucker sind eine tolle Erfindung. Früher musste ein Werkstück mithilfe von Werkzeugen hergestellt werden, indem man sägte, feilte und schliff. Heute lässt es sich ausdrucken, mithilfe von ganz bestimmten Druckern, den sogenannten 3D-Druckern. Hier beschreiben wir, worum es sich bei diesen Druckern handelt, welche Vorteile sie haben und welche Klassen von Druckern dieser Art es gibt.

Wie funktionieren 3D-Drucker?

Bei einem herkömmlichen Drucker wird Tinte oder Toner auf ein Blatt gedruckt, sodass ein Textdokument oder ein Bild entsteht. Der Druckerkopf bewegt sich nur von links nach rechts, da es um einen zeilenförmigen Aufdruck geht. Das Ergebnis, der fertige Ausdruck, ist immer zweidimensional. Anders bei diesem Drucker. Er druckt dreidimensional aus, d. h. das Ergebnis hat neben einer Länge und Breite auch eine Höhe. Der Drucker arbeitet hier nicht nur mit einer x- und y-Achse (horizontal), sondern auch mit einer z-Achse (vertikal). 3D-Drucker arbeiten additiv. Das bedeutet, dass sie einem unfertigen Werkstück schichtweise Material hinzufügen, bis die gewünschte Form erreicht ist. Bei einer subtraktiven Fertigung hingegen nimmt man aus einem Rohmaterial etwas weg – durch Sägen, Schleifen, Bohren, Fräsen – bis die gewünschte Form herausgearbeitet ist.

Drei Klassen von 3D-Druckern

Es gab Zeiten, wo die 3D-Drucker sehr teuer waren. Nur größere Unternehmen konnten sie sich leisten. Auch waren sie nicht leicht zu bedienen, man brauchte dazu Fachkräfte. Das ist heute längst Geschichte. Die Hürden 3D-Drucker zu bedienen, sind stark gesunken, die Geräte sind ausgereift und selbst der Preis kann sich sehen lassen. Jeder, der einem Hobby nachgeht, wo 3D-Drucker hilfreich sind, kann sich solch ein Gerät leisten. Grob unterscheidet man drei Klassen von 3D-Druckern.

3D-Drucker für den Einstieg

Bis ca. 600 Euro kostet ein 3D-Drucker für Bastelfans, Schüler oder Studenten. Er eignet sich für gelegentliche Ausdrucke; die Geräte sind einfach zu bedienen. Doch die mechanische Stabilität der Drucker ist gering und bestimmte Features fehlen. Daher ist vorab zu prüfen, für welche Zwecke der 3D-Drucker eingesetzt werden soll.

3D-Drucker für Fortgeschrittene

Der Preis bewegt sich hier zwischen ca. 600 und 2.000 Euro. Diese Drucker eignen sich für regelmäßiges Drucken und daher auch für das Herstellen größerer Stückzahlen. Sie liefern eine gute bis sehr gute Druckqualität. Technikfans werden sie lieben, denn die Mechanik der Drucker ist stabil und umfangreiche Features vorhanden. Allerdings ist auch die Bedienung etwas komplexer.

3D-Drucker für Profis

3D-Drucker der Profiklasse kosten mehr als 2.000 Euro, teils sogar wesentlich mehr. Sie eigenen sich für den professionellen, industriellen Druck: https://3dgence.com. Die Mechanik dieser Drucker ist präzise und langlebig. Damit sich der Industrie 3D-Drucker lohnt, benötigt man ein hohes Druckaufkommen. Daher eignet er sich gut für Firmen und Werkstätten.

Verschiedene Druckverfahren durch verschiedene Druckmaterialien

Es gibt verschiedene Druckverfahren und daher auch verschiedene Arten von 3D-Druckern. Denn beim Drucken kommen unterschiedliche Materialien zum Einsatz. Recht günstig gedruckt wird zum Beispiel mit Filamenten. Dabei handelt es sich um fadenförmige Kunststoffstränge, die beim Druck geschmolzen und für das Herstellen des Endprodukts schichtweise aufgetragen werden. Das Verfahren nennt sich Freiraum-Verfahren: auch als FDM (Fused Deposition Modeling) oder FFF (Fused Filament Fabrication) bezeichnet. Bei den Filamenten gibt es eine größere Auswahl hinsichtlich Härtegrad, Flexibilität, Farbe und Temperaturfestigkeit.

Es gibt aber auch ein Gießharz, das sogenannte Resin, das zum 3D-Druck verwendet wird. Es lässt sich sehr gut formen und wird beim Druck durch UV-Licht sofort ausgehärtet. Das Verfahren, das mit dem Verflüssigen von Harzen oder mit flüssigen Kunstharzen arbeitet, nennt man SLA (Stereolithographie). Weitere Materialien, die man zum Drucken verwendet, sind feine Pulver aus Kunststoff, kunststoffbeschichteter Formsand, Metall oder Keramik. Hier kommen wiederum andere Druckverfahren in Betracht, nämlich SLS (Selektives Lasersintern) und SLM (Selektives Laserschmelzen) – letzteres aber nur für Metallpulver.

Vorteile von 3D-Druckern

Im Vergleich zum klassischen, subtraktiven Verfahren, ist die Produktion mit 3D-Druckern nicht nur schneller, sondern auch kostengünstiger, vor allem wenn größere Stückzahlen benötigt werden. Es können individuelle Ersatzteile ausgedruckt werden, z. B. ein ganz bestimmtes Ersatzteil für eine Maschine. Komplexe und filigrane Werkstücke sind per Ausdruck sehr viel leichter und vor allem genauer herzustellen. 3D-Drucker sind sehr flexibel, daher können Änderungswünsche viel schneller berücksichtigt und umgesetzt werden. 3D-Drucker sind unschlagbar im Ausdruck von Leichtbaukonstruktionen. Es lassen sich Formen realisieren, die man mit anderen Methoden nur schwer oder gar nicht herstellen kann.

Daher sind 3D-Drucker nicht nur für Unternehmen, sondern auch für den privaten Einsatz interessant. Es gibt immer mehr Hobbybastler und Heimwerker, die sich für einen 3D-Drucker interessieren. Denn die benötigten Werkstücke können individuell gestaltet und in kurzer Zeit ausgedruckt werden. Das Gestalten und Austüfteln macht sehr viel Spaß, da man das Ergebnis sofort ausprobieren und eventuelle Änderungen vornehmen kann. Achten Sie jedoch auf das Urheber- und Markenrecht! Nicht alle Formen dürfen verändert, gedruckt oder verarbeitet werden.

Quellen:

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