Wissen: 3D-Druck - TinkerSchool-Lerneinheit

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Namen des Ver­fah­rens: SLS (SLS (Selektives Lasersintern)
Ma­te­ri­al: Quarzsand oder Kunststoffpulver
Druck­vor­gang: Das Pulver wird punktuell von einem Laser geschmolzen. So entsteht Stück für Stück das Konstrukt. Das Verfahren nennt man Schichtbauverfahren.

Vor­tei­le: Hinterschneidungen möglich

Nach­tei­le: hoher maschineller und zeitlicher Aufwand
Namen des Ver­fah­rens: SLA (Stereolithographie
Ma­te­ri­al: flüssiger Kunstharz
Druck­vor­gang: Ein UV-​Laser bringt flüssigen Harz in
eine feste Form. Wenn Kunstharz bestimmten Lichtquellen ausgesetzt ist, vereinen sich kurze Molekülketten und es entstehen steife und flexible Geometrien.

Vor­tei­le: Hohe Detailgenauigkeit, glatteste Oberfläche
und Vielfalt

Nach­tei­le: Im Vergleich recht teuer
Namen des Ver­fah­rens: SLA (Stereolithographie
Ma­te­ri­al: flüssiger Kunstharz
Druck­vor­gang: Ein UV-​Laser bringt flüssigen Harz in
eine feste Form. Wenn Kunstharz bestimmten Lichtquellen ausgesetzt ist, vereinen sich kurze Molekülketten und es entstehen steife und flexible Geometrien.

Vor­tei­le: Hohe Detailgenauigkeit, glatteste Oberfläche
und Vielfalt

Nach­tei­le: Im Vergleich recht teuer
Wis­sen: 3D-​Druck

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.

Was ist ein 3D-​Drucker?

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.

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Über­le­ge, ob du schon mal einen 3D-​Drucker ge­se­hen hast? Wenn ja, wo und was hat er her­ge­stellt? Was wür­dest du dir gern 3D-​drucken, wenn du könn­test?

3D-​gedruckte Ma­te­ri­a­li­en

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

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Schau dir die Bil­der an. Dort siehst du ver­schie­de­ne Ob­jek­te aus dem 3D-​Drucker. Über­le­ge, wel­che Ma­te­ri­a­li­en je ge­nutzt wur­den?

An­wen­dungs­be­rei­che

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Schau dir die Vi­de­os zu den ver­schie­de­nen An­wen­dungs­be­rei­chen an.

Über­le­ge dir wei­te­re prak­ti­sche An­wen­dun­gen im All­tag mit min­des­tens zwei ver­schie­de­nen Druck­ver­fah­ren dei­ner Wahl. Über­le­ge auch die Vor- und Nach­tei­le, die Ziel­grup­pe und mög­li­che Schwie­rig­kei­ten.

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

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

Das Stütz­ma­te­ri­al

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.

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Von der Kon­struk­ti­on zum fer­ti­gen Ob­jekt - Ver­su­che jeden Schritt auf dem je­wei­li­gen Bild zu be­schrei­ben.
Aus­nah­me bei Brü­cken­über­hän­gen

Schau dir das Bild zu der Brü­cke an. Man könn­te den­ken, dass hier eben­falls Stütz­struk­tu­ren ge­braucht wer­den. Bei Brü­cken­über­hän­gen sind je­doch keine Stütz­struk­tu­ren nötig. Der Dru­cker kann Brü­cken ohne Stüt­zen dru­cken.

Der Prusa Mini stellt sich vor

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Schau dir das Er­klär­vi­deo an und be­ant­wor­te an­schlie­ßend die Fra­gen auf der nächs­ten Seite.

https://youtu.be/iep­JS­gGAVn8

1. Nach wel­chem Druck­ver­fah­ren ar­bei­tet der Prusa Mini?
2. Wie nennt man das Ma­te­ri­al/Mus­ter in dem Ob­jekt?
3. Was macht ein Slicer und wann kommt die­ser zum Ein­satz?
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Ver­voll­stän­di­ge das Lern­pos­ter mit den rich­ti­gen Be­grif­fen.
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  • Druck­kopf
  • Ma­te­ri­al­schlauch
  • Druck­bett
  • be­weg­li­che Ach­sen
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  • 6
  • 7
  • Druck­an­zei­ge
  • USB-​Eingabe
  • An-/Aus-​Knopf

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Lern­ziel­kon­trol­le

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Auf wie­viel Grad wird das Ma­te­ri­al un­ge­fähr er­hitzt, damit es schmilzt?
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Wel­che Ei­gen­schaf­ten weißt ABS im Ge­gen­satz zu an­de­ren Ma­te­ri­a­li­en auf?
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Wie nennt man das Ma­te­ri­al in­ner­halb des Mo­dells?
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Mit wel­chem Ma­te­ri­al wird WOOD­FILL ge­mischt?
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Mit wel­chem Ver­fah­ren kann man flüs­si­ges Ma­te­ri­al ver­wen­den?
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Wel­ches Ver­fah­ren ist am kos­ten­güns­tigs­ten?
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Woher be­kom­men die Ach­sen die In­for­ma­ti­on, wie sie sich be­we­gen sol­len?

Wissen: 3D-Druck - TinkerSchool-Lerneinheit

von Dirk Rudolph

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