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3D Drucker

3D Drucker

3D Drucker sind Geräte, die einen Gegenstand aus Kunststoff in 3D herstellen können.
Ursprünglich waren diese nur für das Rapid Prototyping (Schnelle Mustererstellung) interessant. Aber aufgrund der immer weiter fallenden Preise finden sich immer mehr Geräte in privaten Räumen.

Meist wird dazu mittels 3D CAD Software wie Google Sketchup, Inventor o.ä. ein Modell gezeichnet. Dieses wird durch eine weitere Software für den 3D Drucker aufbereitet und anschließend einfach gedruckt. Die Ansteuerung übernimmt dabei der PC oder der Druck läuft autonom von einer SD Karte.

Es gibt verschiedene Druckverfahren, wobei das FDM (Fused Deposition Modeling) Verfahren am günstigsten und dadurch weitesten verbreitet ist.

Druckverfahren

Strahlschmelzverfahren
(Laserschmelzen /Elektronenstrahlschmelzen/ Lasersintern)

Auf dem Druckbett wird eine dünne Schicht Pulver aufgetragen. Ein Laser- oder Elektronenstrahl verflüssigt nun an bestimmte Stellen dieses Pulver und Schmilzt es zusammen.
Anschließend wird das Druckbett um eine Schichtdicke abgesenkt und es wird neues Pulver aufgetragen.
So wird Schicht für Schicht ein dreidimensionales Objekt erzeugt.

Die Schichtdicken von 0,02mm sind machbar.

Stereolithografie

Der Bauprozess findet in einem Bad aus Lichtaushärtendem Material statt.
Ein Laser verhärtet hier dünne Schichten an dem Druckbett, welches nach jeder Schicht um jeweils eine Schichtdicke nach oben aus dem Bad gehoben wird.

Hier können Schichtdicken von 0,05mm erreicht werden. Die Modelle sind sehr fein Strukturiert.

Fused Deposition Modeling / Schmelzschichtung

Bei der Schmelzschichtung wird ein Kunststoffdraht (Filament) durch eine kleine beheizte Düse gedrückt. Dies funktioniert wie bei einer Heißklebepistole.
Als Material wird meistens ABS oder PLA eingesetzt.
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Der Druckkopf wird dabei in X und Y Koordinaten über das Druckbett bewegt.
Beim Drucken wird zu erst der Umriss (einer Schicht) des Objekts auf das Druckbett gedruckt. Anschließend werden die Flächen gefüllt, man könnte sagen ausgemalt.
Nach beenden jeder Schicht fährt der Druckkopf um eine Schichtdicke nach oben oder Bett nach unten.

Der Aufbau eines solchen Druckers ist sehr einfach zu realisieren, weshalb sich dieses System im privaten Bereich durchgesetzt hat.

Beispiel

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Bei dem Drucker auf dem Bild handelt es sich um Open Hardware, heißt also die Baupläne sind frei im Internet verfügbar. Die nötige Firmware und Software ist Open Source, also auch frei verfügbar.
Bei einem reinen Nachbau muss man nur Material kaufen, welches bei etwa 400€ liegt.

Bausatz / Fertiggerät

Wer sich die Materialsuche ersparen möchte, kann zu einem Bausatz greifen.
Der Vellemann K8200 zum Beispiel ist weit verbreitet. Dieser ist aktuell für 679€ zu haben.

Komplett aufgebaute Drucker bekommt man ab ca. 1000€

Kosten

Einmal ist da der Anschaffungspreis, welcher je nach Zeitaufwand und Modell zwischen 400€ und 2000€ liegen kann.

Da das Druckbett meistens beheizt wird und der Druckkopf auf ca.200° gehalten wird kommt ca. 150W bis 200W Energieverbrauch auf.

Das Material, also der Kunststoffdraht, kostet 20€ und mehr pro Kilo.

Druckergebnisse

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Projekte

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