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Der 3D-Druck wird immer beliebter und immer mehr Menschen beginnen Ihre eigenen 3D Designs zu gestallten und zu drucken. Für diesen Prozess wird ein 3D-Drucker benötigt, der das Design zum Leben erweckt. Doch wie genau funktioniert eigentlich ein 3D Drucker? Genau diese Frage beantworten wir in unserem Artikel! Wir reden über die verschiedenen Drucker und erstellen einen kurzen Steckbrief für die Maschinen. Lassen Sie uns also tiefer in die 3D-Drucktechnologie einsteigen!
Auf den ersten Blick erscheint der 3D-Druck fast magisch. Wir sehen zwar, dass diese erstaunliche Technologie helfen kann, Häuser oder Objekte aus unserem täglichen Leben zu bauen. Aber wie genau funktioniert diese Technologie?
Lassen Sie uns zunächst zu den Grundlagen zurückkehren und überlegen was ein 3D-Drucker eigentlich ist. Die additive Fertigung kann viele verschiedene Projekte realisieren, sei es 3D-Druck mit Metall, Kunststoff, Harz oder sogar Schokolade. Es gibt nicht nur einen Druckertyp, sondern viele verschiedene Geräte und dadurch auch viele verschiedene Druck-Technologien.
Für einen grundlegenden 3D-Druckprozess wird als Grundlage zunächst eine 3D-Datei benötigt. Diese ist für Ihr 3D-Druckprojekt unabdingbar, da sie die digitale Version Ihres Projektes darstellt, welches durch die additive Fertigung gedruckt werden soll. Wenn Sie keine eigene 3D-Datei erstellen möchten, können Sie auch schon fertige Modelle kaufen. Wenn Sie mehr darüber erfahren wollen, klicken Sie hier.
Nachdem Sie Ihre 3D-Datei hochgeladen haben, müssen Sie die 3D-Drucktechnologie wählen, die Sie für Ihr Projekt benötigen. Jedes Druckmaterial hat andere Eigenschaften, somit hängt Ihre Wahl ganz von der Art Ihres Projekts ab. Brauchen Sie einen schnellen Prototyp oder ein Endprodukt? Muss Ihr Objekt hitzebeständig, flexibel oder stark belastbar sein? Diese Wahl ist ein wichtiger Schritt im Prozess und definiert die Qualität und die Kohärenz Ihres Projekts.
Nachdem Sie sich für ein Material und somit eine Technologie entschieden haben, wird Ihr 3D-Entwurf an einen 3D-Drucker geschickt, welcher ein dreidimensionales Objekt erstellt.
Um zu beantworten, wie ein 3D-Drucker funktioniert, ist es wichtig zu wissen, dass verschiedene Verfahren existieren. Auch wenn sie teilweise nicht gleich arbeiten, ist der Grundsatz immer gleich. Das ausgewählte Material formt Schicht für Schicht das 3D Teil.
Doch welche unterschiedlichen Drucker gibt es auf dem Markt und wie funktionieren diese? Wir zeigen Ihnen die verschiedenen Drucker im Überblick.
Selektives Laser Sintern (SLS):
Diese 3D-Drucktechnik ist perfekt, um komplexe Formen oder ineinandergreifende Teile zu erstellen. Doch wie funktioniert ein SLS-Drucker? Bei dieser Kunststoff-3D-Drucktechnik werden 3D-Druckobjekte durch schichtweises Sintern von Pulver erzeugt. Das Pulverbett wird vorgewärmt, so dass es knapp unter dem Schmelzpunkt liegt. Der Laser sintert daraufhin das Pulver entsprechend der 3D-Datei. Schicht für Schicht entsteht so ein festes Objekt. Polyamid muss bei einer Temperatur von 160°C bis 200°C gesintert werden.
Fused Deposition Modeling (FDM-Verfahren): Diese additive Fertigungstechnik wird häufig von Hobbyisten verwendet. Mit Hilfe von einem oder zwei Druckköpfen ermöglicht die 3D-Maschine die Ablagerung der 3D-Druckmaterialien (Filament). Dieser 3D-Drucker funktioniert, indem das Material geschmolzen und durch eine Düse gepresst wird, um einen Querschnitt des Objekts Schicht für Schicht zu drucken. Das flüssige Material härtet dann auf der Arbeitsplatt nach der Modellierung aus.
Direktes Metall Laser Sintern (DMLS):
3D-Drucker mit der DMLS-Technologie erzeugen additive Bauteile, indem sie feine Metallpulverpartikel sintern und diese lokal miteinander verschmelzen. Es ähnelt dem zuvor erklärten SLS-Verfahren, der Hauptunterschied ist die Sintertemperatur. Polyamid muss bei einer Temperatur von 160°C bis 200°C gesintert werden, während Metall erst bei einer Temperatur zwischen 1510°C und 1600°C schmilzt. Das bedeutet, dass ein Laser mit einer höheren Leistung benötigt wird, um diese Temperatur zu erreichen.
Mit einer Walze wird eine Schicht Metallpulver aufgetragen. Der Laser sintert das Pulver und die Bauplattform senkt sich, bevor eine neue Schicht Pulver aufgetragen wird. Der Vorgang wird so lange wiederholt, bis das gewünschte 3D-Teil entstanden ist! Nach der Fertigstellung müssen die 3D-gedruckten Objekte abkühlen.
Selektives Laserschmelzen (SLM):
Bei diesem Verfahren werden Objekte additiv hergestellt, indem Metallpulverpartikel in einem Vollschmelzverfahren miteinander verschmolzen werden. Wie auch bei anderen additiven Fertigungsverfahren, wird beim SLM-Verfahren das Metallobjekt in dünnen Schichten entsprechend dem 3D-Modell erstellt.
Um die perfekten Bedingungen für den Schmelzprozess zu schaffen, ist die Baukammer des 3D-Druckers mit einem Inertgas gefüllt (entweder Argon oder Stickstoff bei einem Sauerstoffgehalt von unter 500 Teilen pro Million). Im Gegensatz zum DMLS-Verfahren schmilzt das SLM-Verfahren das Pulver vollständig auf und benötigt daher eine höhere Temperatur. Dieser Prozess ermöglicht es dem Metall, einen homogenen Block mit großer Widerstandsfähigkeit zu bilden.
Binder Jetting arbeitet mit einem flüssigen Bindemittel und wird entsprechend dem gewünschten 3D-Objekt auf das Pulver aufgetragen. Das Pulver wird zwischen den einzelnen Schichten leicht ausgehärtet, damit es sich verfestigt. Wenn der Druckvorgang abgeschlossen ist, wird der Baukasten aus dem Drucker genommen und zum Aushärten in einen Ofen gestellt.
Nach Beendigung dieses Prozesses, werden die Teile aus dem Baukasten entnommen und das restliche Pulver mit Hilfe von Bürsten und Luftgebläsen entfernt.
Die von Carbon entwickelte DLS-Technologie projiziert eine kontinuierliche Folge von UV-Bildern, die von einem digitalen Lichtprojektor erzeugt werden, durch ein sauerstoffdurchlässiges, UV-transparentes Fenster Die oberhalb des Fensters geschaffene Dead Zone weist unterhalb des Teils eine Flüssigkeitsschnittstelle auf. Oberhalb der Dead Zone wird das Aushärtungsteil aus dem Harzbad herausgezogen.
Carbon 3D hat für diese Technologie zwei 3D-Drucker entwickelt: den M1-Drucker und den M2-Drucker.
Polyjet 3D-Drucker: PolyJet-3D-Drucker sprühen Schichten aus dem erhärtenden, flüssigem Photopolymer auf eine Arbeitsplatte. Während der Vorverarbeitung berechnet die Software automatisch die Platzierung von Photopolymeren und Trägermaterial aus einer 3D-CAD-Datei. Während des Drucks sprüht der Harz-3D-Drucker winzige Tröpfchen des flüssigen Photopolymers und härtet sie sofort mit UV-Licht aus.
Colorjet: Ein Beispiel für Mehrfarbdrucker ist der ZCorp 3D-Drucker. Diese Maschine druckt, wie alle anderen 3D-Maschinen, das Objekt Schicht für Schicht aus. Eine rollende Charge hinterlässt eine gleichmäßige Schicht von sandsteinartigem Pulver. Von dort aus fahren zwei Druckköpfe über die Charge, wobei sie das Objekt gleichzeitig einfärben und festkleben. Die Pulvercharge macht dann einen weiteren Durchgang, bis das Objekt fertig ist!
Wir hoffen, dass dieser Artikel Ihnen geholfen hat, die Funktionen und Möglichkeiten von 3D-Druckern besser zu kennen zu lernen. Es gibt natürlich viele Möglichkeiten Ihr Projekt 3D zu drucken. Jede 3D-Drucktechnik und jeder 3D-Drucker hat seine Besonderheiten. Schauen Sie sich unseren 3D-Druck-Katalog an und wählen Sie Ihre 3D-Drucktechnik! Noch mehr Informationen über den 3D-Druck, unsere Preise, Versandkosten sowie Druckverfahren wie die Stereolithografie können Sie auf unserer regulären Website und unserem Blog finden. Laden Sie Ihre 3D-Datei auf unseren Online-3D-Druck-Service hoch und erhalten Sie ein sofortiges Angebot für Ihr Projekt!
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