In die­ser Lern­ein­heit er­fährst du in 3 Lern­schrit­ten Span­nen­des rund um das Thema 3D-​Druck. Du lernst, wie ein 3D-​Drucker funk­ti­o­niert, wel­che Bei­spiel­ma­te­ri­a­li­en es gibt und wel­che Rolle Stütz­struk­tu­ren spie­len. Du kannst dir span­nen­de Vi­de­os und Bil­der an­schau­en und schließt das Ganze mit einer Lern­ziel­kon­trol­len ab.

Das 3D-​Druckverfahren ist gar nicht so neu, wie wir glau­ben. Den ers­ten funk­ti­o­nie­ren­den 3D-​Drucker gab es be­reits 1984. Be­reits ei­ni­ge Jahre spä­ter wur­den die ers­ten Pro­to­ty­pen er­stellt. Die Tech­ni­ken und Ma­te­ri­a­li­en sind mitt­ler­wei­le viel­fäl­tig und fin­den in un­ter­schied­li­chen Be­rei­chen An­wen­dung. Mitt­ler­wei­le wer­den z.B. Au­to­tei­le, Klei­dung oder ganze Häu­ser 3D-​gedruckt. Die 3D-​Objekte er­stellt man mit einem CAD (Computer-​aided De­sign) Pro­gramm.

Wie ana­to­mi­sche Mo­del­le im SLA-​Verfahren er­stellt wer­den, kannst du dir hier an­schau­en:

Se­lek­ti­ve La­ser­sin­tern (SLS)



Genau an­ders­her­um als SLA ar­bei­tet das Se­lek­ti­ve La­ser­sin­tern, kurz SLS. Hier­bei wird Ma­te­ri­al in Pul­ver­form (meist Quarz­sand oder Kunst­stoff­pul­ver) punk­tu­ell von einem Laser ge­schmol­zen. Hier wird Schicht für Schicht das Werk­stück auf­ge­tra­gen (Schicht­bau­ver­fah­ren). Ein Vor­teil ist, dass u.a. auch Hin­ter­schnei­dun­gen er­stellt wer­den, die mit dem SLA-​Verfahren nicht mög­lich sind. Das sind Kon­struk­ti­ons­ele­men­te, die frei am Guss­teil her­vor­ste­hen. Nach­tei­le sind der hohe ma­schi­nel­le sowie zeit­li­che Auf­wand. Das Ver­fah­ren wird meist zum Fer­ti­gen von Pro­to­ty­en oder klei­nen Stück­zah­len kom­pli­zier­ter Werk­stü­cke ver­wen­det. Wenn das Pul­ver nicht ge­schmol­zen, son­dern Schicht für Schicht ver­klebt wird, spricht man vom 3D-​Printing. So kann auch z.B. Gips ver­wen­det wer­den.

Solch ein Dru­cker kos­tet 150.000 Euro und pro Ki­lo­gramm Ma­te­ri­al zahlt man noch ein­mal ca. 450 Euro. Wie fas­zi­nie­rend das Se­lek­ti­ve La­ser­sin­tern ar­bei­tet, kannst du dir hier an­schau­en:

Fused De­po­si­ti­on Mo­de­ling (FDM)



Das Fused De­po­si­ti­on Mo­de­ling (FDM) ar­bei­tet mit einem Fila­ment, das draht­för­mig auf­ge­spult ist. Das Ma­te­ri­al (meist Kunst­stoff­va­ri­an­ten) wird mit einer Heiz­dü­se er­hitzt und dann Schicht für Schicht auf­ge­tra­gen. Für Über­hän­ge wird Stütz­ma­te­ri­al ver­wen­det. Das Mo­dell ent­steht auf einem Druck­bett, wo es aus­kühlt und aus­här­tet. Der Auf­bau eines

Kör­pers er­folgt üb­li­cher­wei­se, indem wie­der­holt je­weils zei­len­wei­se eine Ar­beits­ebe­ne ab­ge­fah­ren und dann die Ar­beits­ebe­ne ‚sta­pelnd‘ nach oben ver­scho­ben wird, so­dass eine Form schicht­wei­se ent­steht. Die­ses Ver­fah­ren ist in den meis­ten Schu­le, die mit 3D-​Druckern ar­bei­ten gän­gig. Vor­tei­le sind eine recht schnel­le Fer­ti­gung und eine gute Ober­flä­che der Mo­del­le.

Dru­cker aus die­ser Reihe star­ten be­reits bei we­ni­gen hun­dert Euro. Das Fila­ment ist eben­falls mit ca. 15 € pro Kg er­schwing­lich. Einen sol­chen Dru­cker lernst du spä­ter noch ge­nau­er ken­nen. Eben­falls span­nend:

Wie du schon er­fah­ren hast, nut­zen die un­ter­schied­li­chen 3D-​Druckverfahren ver­schie­de­ne Ma­te­ri­a­li­en (Werk­stof­fe). Hier siehst du eine Über­sicht ei­ni­ger Werk­stof­fe, die ge­nutzt wer­den kön­nen.

https://www.you­tube.com/watch?v=DdvbwFFDZ­RI

https://www.you­tube.com/watch?v=7bSfV2RYziY

Du kannst auch Mo­del­le mit Über­hän­gen dru­cken. Dazu muss man aber eine Stütz­struk­tur dru­cken, die spä­ter ab­ge­bro­chen wer­den kann. Im Slice­pro­zess kann die­ses Stütz­ma­te­ri­al ma­nu­ell oder au­to­ma­tisch er­stellt wer­den.

https://youtu.be/iep­JS­gGAVn8