Arten von 3D-Drucktechnologien (Leitfaden für Einsteiger)

In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die gängigen Arten von 3D-Drucktechnologien. Wenn Sie Anfänger sind, werden Sie am Ende dieses Artikels ein gutes Verständnis davon haben, was 3D-Druck ist und wie er funktioniert.

Dieser Artikel erhebt nicht den Anspruch, wissenschaftlich zu sein. Stattdessen ist er eine kleine Einführung in den 3D-Druck für Anfänger.

Was ist 3D-Druck?

In den frühen 1980er Jahren begannen sich neue Methoden zur Herstellung von Teilen zu entwickeln. Diese Methoden basierten nicht auf dem Abtragen von Material, wie es bei den traditionellen Bearbeitungstechnologien der Fall ist, sondern auf dem schichtweisen Hinzufügen von Materialien.

Die Produkte wurden auf der Grundlage von 3D-Modellen hergestellt, die mit Hilfe von CAD-Software erstellt wurden, indem Materialien in Form von Kunststoffen, Keramik, Metallpulvern und anderen hinzugefügt wurden. Diese Materialien wurden durch thermische, Diffusions- oder Klebemethoden miteinander verbunden.

Was bedeutet das für die Praxis? Es bedeutet einfach, dass es möglich wurde, physische Objekte auf eine völlig neue Art und Weise zu erstellen.

Die erste Person, die diese Technologie patentierte, war Chuck Hull im Jahr 1984. Hull gründete 1986 auch das Unternehmen 3D Systems, das noch immer zu den Branchenführern gehört.

Der erste kommerzielle 3D-Drucker, der 3D Systems SLA-1, wurde 1987 eingeführt.

 

Wir werden nicht näher auf die Geschichte des 3D-Drucks eingehen, da wir das Thema bereits zuvor behandelt haben. Aber wenn Sie an einem kurzen Überblick interessiert sind, sehen Sie sich das folgende Video an:

Arten von 3D-Drucktechnologien

Damit sind wir bei der ersten und wahrscheinlich vielversprechendsten 3D-Drucktechnologie angelangt, dem Photopolymerharzdruck. Ursprünglich wurde diese Technologie als SLA bezeichnet. Im Laufe der Zeit hat sich jedoch herausgestellt, dass diese Bezeichnung nicht ganz korrekt ist.

Photopolymer-Druck

Beim Photopolymer-3D-Druck wird ein flüssiges Photopolymerharz unter Lichteinwirkung gehärtet, um ein 3D-Modell zu erstellen. Ursprünglich diente ein Laser als Lichtquelle und die Technologie wurde SLA oder Stereolithografie genannt.

Trotz seiner scheinbaren Einfachheit benötigte 3D Systems über 10 Jahre, um das erste vollwertige kommerzielle Produkt auf den Markt zu bringen. Dies erforderte die Umstellung auf andere technologische Produkte, wie z. B. Festkörperlaser, die eine feste Substanz als aktives Medium verwenden.

Ohne in den Technologiedschungel einzutauchen, können wir sagen, dass es etwa 25 Jahre dauerte, bis diese Technologie bis 2013-2014 schrittweise entwickelt wurde. Zu dieser Zeit kosteten SLA-3D-Drucker Hunderttausende von Dollar und waren nur für große Unternehmen erhältlich. Ihre Nutzung war aufgrund der hohen Kosten und der teuren Materialien ebenfalls sehr begrenzt.

Im Jahr 2011 griff ein Startup namens FormLabs die Ideen von Chuck Hull auf und entwickelte den ersten Desktop-SLA-3D-Drucker. Der Drucker wurde zu einem Preis von 3.000 US-Dollar auf den Markt gebracht. Dieser preisgünstige Drucker ermöglichte vielen Verbrauchern den Einstieg in den 3D-Druck.

Im Laufe der Jahre hat FormLabs Zehntausende seiner Drucker auf den Markt gebracht. Das Unternehmen wurde zum ersten Einhorn im 3D-Druck mit einer Marktkapitalisierung von über 1 Milliarde Dollar. Diese Geschichte markiert einen von zwei Wendepunkten im Durchbruch der 3D-Drucktechnologien in den letzten Jahren.

Aber auch andere Unternehmen haben geforscht und entwickelt. Einige Unternehmen erkannten, dass die Verwendung eines Lasers als Lichtquelle für die Beleuchtung eines Photopolymerharzes nicht die einzige Lösung war. Sie schlugen einen anderen Weg vor, ein Modell zu formen. Diese Methode wurde DLP (Digital Light Processing) genannt.

Ohne auf technische Details einzugehen, liegen die Vorteile dieser Technologie in der höheren Produktivität durch die gleichzeitige Beleuchtung der gesamten Schicht. Dies steht im Gegensatz zu einem Laser, der das gesamte Modell physikalisch beleuchten muss, was bedeutet, dass das Modell ständig bewegt werden muss.

Es ist leicht, diese 3D-Drucktechnologie anhand eines einfachen Beispiels zu erklären.

Nehmen wir an, Sie möchten einen Ring drucken. Diese Aufgabe wird sowohl auf SLA- als auch auf DLP-3D-Druckern etwa die gleiche Zeit in Anspruch nehmen. Wenn Sie jedoch 10 Ringe auf einmal drucken müssen, ist die DLP-Technologie im Vorteil, weil Sie alle Ringe gleichzeitig drucken können. Ein SLA-Drucker hingegen braucht eine gewisse Zeit, um jeden Ring einzeln zu drucken, obwohl die Qualität viel höher ist.

Lassen Sie uns einige Zahlen vergleichen.

Der Form2 SLA-Drucker benötigt 11 Stunden und 22 Minuten, um 55 Ringmodelle zu drucken. Das bedeutet, dass jeder Ring in 12,4 Minuten gedruckt wird.

Der Uniz Slash Plus 3D-Drucker, der auf DLP-Technologie basiert, benötigt nur 3 Stunden 51 Minuten, um 60 Ringe zu drucken. Das bedeutet, dass jeder Ring in nur 3,8 Minuten gedruckt wird.

Die DLP-Technologie gewann an Popularität und begann, mit den traditionellen SLA-3D-Druckern zu konkurrieren. Bevor sie jedoch zum Mainstream wurde, kam es zu einer neuen Revolution: LCD-3D-Drucker erschienen auf der Bildfläche.

Die LCD-3D-Drucktechnologie macht den 3D-Druck von Modellen noch einfacher. Bei dieser Technologie leuchtet eine leistungsstarke LED-Lampe, die durch ein Linsensystem verstärkt wird, auf eine LCD-Matrix. Die Matrix projiziert dann das gewünschte Bild auf ein Bad mit Harz, in dem das 3D-Modell geformt wird.

Als diese Technologie im Jahr 2016 perfektioniert wurde, sank der Preis von 3D-Druckern um das Zehnfache im Vergleich zum damaligen Hit, dem FormLabs Form 2-Drucker. Der Preis für preiswerte LCD-3D-Drucker begann bei etwa 300 $. Diese drastische Kostensenkung hat den Kreis der Käufer erheblich erweitert und Heimanwendern und kleinen Druckstudios die Möglichkeit gegeben, diese Technologie für ihre Bedürfnisse zu testen.

Was sind die Vorteile der LCD-3D-Drucktechnologie gegenüber anderen, abgesehen vom Preis?

LCDs, wie auch DLP-Drucker, beleuchten die Schicht sofort. Dadurch haben sie einen Leistungsvorteil. Allerdings war die Qualität der mit LCD-3D-Druckern hergestellten Modelle anfangs nicht sehr gut. Im Jahr 2019 wurden jedoch 3D-Drucker mit einer 2K-LCD-Matrix eingeführt. Später folgten dann auch solche mit 4K-Matrix. Die 2K- und 4K-LCD-3D-Drucker lösten das Problem der schlechten Druckqualität.

Heute übertreffen LCD-Drucker sowohl DLP- als auch SLA-Drucker in Bezug auf die Druckgeschwindigkeit und die Mindestschichtdicke.

Einige gute Beispiele für Drucker mit 2K-Auflösung sind: Elegoo Mars , Anycubic Photon S , Wanhao GR1 , Phrozen Shuffle Lite , Phrozen Shuffle 2019 , Phrozen Shuffle XL 2019 , Phrozen Sonic , mit 4K Auflösung – Phrozen Shuffle 4K , und Phrozen Transform .

Die Einführung von 8K-Matrizen sowie die Verwendung spezieller monochromer Matrizen, die die Druckgeschwindigkeit erhöhen, haben dazu geführt, dass diese Technologie den 3D-Druckermarkt dominiert. Ein gutes Beispiel für einen LCD-3D-Drucker mit 8K-Matrix ist der Phrozen Sonic Mega 8K.

TECHNOLOGIEN DES 3D-PHOTOPOLYMERDRUCKS:

Und das sind die Unterschiede zwischen diesen 3D-Drucktechnologien.

In diesem Abschnitt werden wir nun erörtern, warum der SLA/DLP/LCD-3D-Druck so beliebt ist. Bevor wir beginnen, müssen wir die 3D-Drucker in industrielle und Desktop-Drucker unterteilen.

Industrielle 3D-Drucker

Industrielle 3D-Drucker werden hauptsächlich für das Prototyping in großem Maßstab sowie für Kleinserien und Gussformen verwendet. Mit einer recht hohen Produktivität und qualitativ hochwertigen Endprodukten werden diese Geräte in der Automobil- und Luftfahrtindustrie eingesetzt.

Die Drucker werden auch für den Druck von massiven Objekten verwendet, wie zum Beispiel dieser Mammutknochen, der von Materialize in Zusammenarbeit mit dem Königlich Belgischen Institut für Naturwissenschaften in Brüssel gedruckt wurde.

Desktop-3D-Drucker

Desktop-SLA/DLP/LCD-Drucker sind inzwischen weit verbreitet und werden hauptsächlich in der Zahnmedizin, der Schmuckherstellung, der Schifffahrt und im Flugzeugmodellbau eingesetzt. Die Drucker werden auch für die Herstellung von einzigartigen Geschenken und Souvenirs verwendet. In den nachstehenden Leitfäden erfahren Sie mehr über ihre Anwendungen:

• Leitfaden für den 3D-Druck von Zahnkronen
• 3D-Druck im Prototyping
• 3D-Druck von Schmuckstücken
• 3D-Druck in Kleinserienfertigung

Dank der hohen Detailgenauigkeit und der hochwertigen Oberfläche eignet sich diese 3D-Drucktechnologie hervorragend für die Lösung vieler Probleme, die bisher auf sehr viel zeitaufwändigere und teurere Weise gelöst werden mussten.

FDM-3D-Drucktechnologie

Der zweite Vater des 3D-Drucks ist S. Scott Crump. Im Jahr 1988 patentierte Crump die FDM-Technologie (Fused Deposition Modeling). Im Jahr 1989 gründete er zusammen mit seiner Frau das Unternehmen Stratasys, das noch immer zu den führenden Unternehmen der Branche gehört.

Häufig wird auch die Abkürzung FFF (Fused Filament Fabrication) für diese Technologie verwendet. Lassen Sie sich davon jedoch nicht in die Irre führen. Der Kern der Technologien ist derselbe, aber die Namen sind unterschiedlich, um Patentstreitigkeiten zu vermeiden.

Was wurde also wirklich erfunden?

Die Idee war, dass das Filament in einen Extruder eingespeist wird, wo es bei hoher Temperatur schmilzt und durch eine kleine Düse schichtweise ein Modell bildet.

Auf der Grundlage dieser Erfindung begann Stratasys mit der Herstellung industrieller 3D-Drucker. Die Drucker wurden hauptsächlich auf die gleiche Weise wie die ersten SLA-Maschinen verwendet. Sie wurden vor allem in der Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt, als verschiedene langlebige Kunststoffarten wie Polycarbonat (PC), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherimid (PEI, Ultem) und Polyphenylsulfon (PPSF/PPSU) aufkamen. Die Drucker wurden hauptsächlich für das funktionale Prototyping eingesetzt.

Erst mehr als 20 Jahre später, als das Projekt RepRap (Replicating Rapid Prototyper) ins Leben gerufen wurde, konnte sich die Technologie durchsetzen. RepRap ist ein selbstreplizierender Mechanismus für das Rapid Prototyping.

Die ursprüngliche Idee von RepRap war es, einen 3D-Drucker zu entwickeln, der von einem anderen 3D-Drucker gedruckt werden kann. Auf dem obigen Foto werden alle Kunststoffteile des “Kind”-Druckers auf dem “Eltern”-Drucker gedruckt.

Nun, es ist etwas ganz anderes passiert. Einer Gruppe von Enthusiasten gelang es, mit Hilfe der RepRap-Technologie einen preisgünstigen 3D-Drucker für den Heim- oder Bürogebrauch zu entwickeln. Die Idee wurde schnell von drei New Yorker Freaks aufgegriffen, die MakerBot gründeten und Desktop-FDM-3D-Drucker auf den Markt brachten.

Dies war der zweite Wendepunkt in der modernen Geschichte des 3D-Drucks.

Die Kosten für Makerbot FDM 3D-Drucker lagen bei etwa 1000 Dollar. Dieser Preis war für viele 3D-Druck-Enthusiasten und Technologen, die von der Idee des 3D-Drucks für Ingenieure und Studenten begeistert waren, durchaus erschwinglich.

Im Jahr 2013 wurde MakerBot von Stratasys für eine Rekordsumme von 400 Millionen Dollar übernommen. Das Ergebnis war, dass die Welt eine sehr interessante Technologie zur Herstellung physischer Objekte erhielt.

Ein großer Vorteil der FDM-Technologie sind die niedrigen Kosten und die große Auswahl an Druckmaterialien, die verwendet werden können. Die Materialien erschienen erst nach der Verbreitung des 3D-Drucks in großen Mengen. FDM-Drucker verbreiteten sich vor allem unter Heimanwendern, die zahlreiche Experimente mit dem Drucken zu Hause starteten. Weitere Einzelheiten finden Sie in dem Artikel 3D-Druck als Hobby.

Darüber hinaus hat der FDM-Druck seine wichtigste professionelle Anwendung im Prototyping gefunden. Einmal in diesem Verfahren 3D-gedruckt, wird es nie wieder dasselbe sein.

Das Prototyping ist deutlich billiger und schneller geworden. Dies hat es Ingenieuren ermöglicht, viele Ideen auszuprobieren, um qualitativ hochwertige und detaillierte Produkte herzustellen. Mehr darüber erfahren Sie in unserem Artikel 3D-Druck im Prototypenbau.

Es gibt auch aktive Versuche, den FDM-3D-Druck in die Kleinserienproduktion einzuführen. Dieser Versuch wurde während der COVID-19-Epidemie unternommen, als Ärzte dringend Ersatzteile für Beatmungsgeräte sowie Maskenhalterungen für Ärzte herstellen mussten, die gezwungen sind, diese den ganzen Tag zu tragen.

Der FDM-3D-Druck konnte seine Hauptvorteile im Vergleich zur klassischen Produktion voll ausspielen. Seine Vorteile waren die schnelle Modellierung eines neuen Teils und die Einführung in eine Serie in kürzester Zeit, normalerweise in weniger als einem Tag.

Ein weiterer großer Vorteil des FDM-Drucks ist die große Vielfalt der für den Druck verfügbaren Materialien. Die Materialien reichen von biologisch abbaubarem PLA bis zu PEEK, das bei hoher Temperatur und hohem Druck sterilisiert werden kann.

In naher Zukunft erwarten wir die flächendeckende Einführung sogenannter “3D-Druckfarmen”, die das Konzept der “flexiblen Produktion” umsetzen können. Bei der flexiblen Produktion kann ein Betrieb jedes verfügbare Produkt herstellen und ist nicht auf die Herstellung bestimmter Produkte spezialisiert, wie es bei der klassischen Produktion der Fall ist. Heute könnte man Ersatzteile für alte Modelle von Eisenbahnwagen drucken, morgen Halterungen für medizinische Masken oder Erinnerungspokale für Wettbewerbsgewinner.

In der Zwischenzeit wollen wir unsere Geschichte über die verschiedenen Arten des 3D-Drucks fortsetzen, die zusammen mit der Entwicklung der beiden Haupttechnologien, d. h. SLA/DLP/LCD und FDM, entstanden sind.

Viele Ingenieure und Unternehmer in verschiedenen Ländern erkannten, dass sie sich die Prinzipien des 3D-Drucks zunutze machen können, indem sie verschiedene Materialien und Methoden zur Modellbildung verwenden. Und das taten sie auch.

Andere Arten von 3D-Drucktechnologien

Hier sind einige der anderen 3D-Drucktechnologien, die sich entwickelt haben.

Selektives Laserschmelzen

Selektives Laserschmelzen wird auch DMLM und LPBF genannt. Das Prinzip des 3D-Drucks besteht darin, dass das Metallpulver unter dem Einfluss eines leistungsstarken Lasers schmilzt und ein 3D-Modell bildet. So lassen sich Modelle mit komplexen Formen und hoher Festigkeit herstellen.

Diese Technologie wurde bereits in der Luft- und Raumfahrt und in der Medizin eingesetzt. Eine Rakete ist kein Massenprodukt, und einige Elemente lassen sich viel besser und rentabler in 3D drucken als zu fräsen oder zu gießen.

In der Medizin wurde der 3D-Metalldruck eingesetzt, um individuelle Titanimplantate direkt für einen bestimmten Patienten herzustellen. Dies erhöht die Heilungschancen erheblich.

EBM (Elektronenstrahlschmelzen)

EBM (Electron Beam Melting) ist eine Technologie, die mit SLS/DMLS vergleichbar ist. Bei dieser Technologie wird das Objekt jedoch durch das Schmelzen eines Metallpulvers mit einem Elektronenstrahl in einem Vakuum geformt.

SLS (Selektives Laser-Sintern)

Selektives Lasersintern ist eine weitere interessante Technologie. Das Verfahren zur Formung des Modells ist das gleiche wie beim SLM. Anstelle von Metallpulver wird jedoch Polyamid- oder Nylonpulver verwendet. Dadurch lassen sich sehr starke, verschleißfeste Produkte mit komplexen Formen herstellen. Die Modelle können in erster Linie als Funktionsprototypen für zukünftige Produkte aus Metall oder haltbarem Kunststoff verwendet werden.

MJF (Multi Jet Fusion)

MJF (Multi Jet Fusion) ist eine von HP entwickelte Technologie, die im Wesentlichen das SLS-Prinzip wiederholt, aber keinen Laser einsetzt. Dies bietet einen deutlichen Leistungsvorteil gegenüber der Lasertechnologie, da die Schicht sofort eingebrannt wird, so wie es bei LCD-3D-Druckern der Fall ist.

Als einer der weltweiten Technologieriesen ist HP schnell in den Markt der kleinen 3D-Drucker eingestiegen und hat sich schnell einen großen Anteil im Industriesegment der Geräte gesichert. Leider hat HP bis 2020 noch nicht mit der weltweiten Auslieferung seiner 3D-Drucker begonnen.

PolyJet

PolyJet ist eine Technologie, die dem herkömmlichen Tintenstrahldruck ähnelt. Bei dieser Technologie wird flüssiges Polymer durch viele winzige Düsen auf die Oberfläche des Druckbetts geschossen. Anschließend wird es mit ultraviolettem Licht gehärtet. U

it dieser Technologie können Sie hochwertige vollfarbige Mockups und Prototypen mit einem Höchstmaß an Details und einer Oberflächenqualität erstellen, die mit kommerziellen Produktionsmustern vergleichbar ist. Leider erlauben die hohen Kosten für Geräte und Materialien keine breitere Einführung dieser Technologie.

MJM (Multi Jet Modeling)

MJM (Multi Jet Modeling) ist eine Multi-Jet-Modellierungstechnologie ähnlich wie PolyJet. Allerdings kann auch hier Wachs als Material eingesetzt werden. Die Technologie wurde von 3D Systems entwickelt und hat daher aus Gründen des Patentschutzes einen anderen Namen.

Der Wachsdruck ist in der Schmuckbranche weit verbreitet und wird für die Herstellung von Einzelmodellen auf Bestellung und von Urmodellen verwendet. Es gibt auch spezielle Drucker von SolidScape, die mit Zweikomponenten-Wachs drucken und dann das Trägermaterial in heißem Wasser schmelzen.

CJP (Farbstrahldruck)

CJP (Color Jet Printing) ist eine Technologie, bei der Pulver auf Gips- oder Kunststoffbasis Schicht für Schicht aufgeklebt und eingefärbt wird. Mit dieser Technologie können Sie vollfarbige Produkte herstellen.

Diese Technologie wird am häufigsten für den Druck von Architekturmodellen und Menschenfiguren verwendet. Die Druckkosten sind in diesem Fall niedriger als bei der PolyJet-Technologie, was eine breitere Anwendung möglich macht.

LOM (Laminierte Objektherstellung)

LOM (Laminated Object Manufacturing) ist eine ähnliche Technologie wie CJP. Allerdings besteht das Baumaterial hier aus Papier. Jedes Blatt Papier wird auf das vorherige geklebt, mit einem Tintenstrahldrucker bemalt und perforiert. So entsteht ein vollfarbiges 3D-Modell.

Die Technologie eignet sich auch gut für Architektur- und Dekorationsmodelle.

Eine weitere vielversprechende Technologie ist die kombinierte Technologie des 3D-Drucks mit Metallen. Diese Technologie kombiniert 3 Phasen der Modellerstellung:

• Drucken auf einem FDM-Drucker mit einem speziellen Verbundfilament, bei dem Metall und Polymer in bestimmten Anteilen gemischt werden
• Das Polymer schmilzt
• Einbrennen eines Metallmodells

Auf der Grundlage dieser Technologie haben die amerikanischen Unternehmen DeskTop Metal und MarkForged bereits ihre kommerziellen 3D-Druckermodelle entwickelt und mit dem Verkauf in Amerika und Europa begonnen. Bislang ist die Technologie jedoch noch sehr unausgereift und garantiert keine gute Qualität der Endprodukte. Der große Vorteil ist jedoch der deutlich niedrigere Preis sowohl für die Drucker als auch für die fertigen Produkte.

Wir haben diese Systeme noch nicht getestet. Wir warten auf die Gelegenheit, ihre Qualität und Effizienz unabhängig bewerten zu können.

Wie es funktioniert:

Auch der 3D-Keramikdruck ist ein vielversprechender Trend in verschiedenen Branchen. Es gibt eine Reihe von Unternehmen, die Anlagen für den Druck von Keramikmodellen herstellen. Verschiedene Hersteller nutzen dafür DLP und SLA, als leicht angepasste Multi-Jet-Modellierungstechnologie Ceramic Binder Jetting (CBJ).

Diese Technologie wird in der Zahnmedizin, im Schmuckbereich sowie zur Herstellung hochwertiger Prototypen mit den erforderlichen funktionellen Eigenschaften eingesetzt. Außerdem werden auf der Grundlage von FDM-Druckern Drucker entwickelt, die mit Ton drucken, um keramische Produkte auf eine neue Art und Weise herzustellen. So bietet beispielsweise das italienische Unternehmen WASP seit mehreren Jahren solche Systeme auf der Grundlage seiner Delta-Drucker an, die mit Filament drucken.

Construction-3D-Drucker verwenden das gleiche Konstruktionsprinzip wie FDM-Drucker. Anstelle des geschmolzenen Filaments verwenden diese Drucker jedoch flüssigen Beton. Die Drucker können die Wände eines 100 Quadratmeter großen Hauses in etwa 3 Tagen bauen. Das ist wesentlich schneller als herkömmliche Baumethoden. Außerdem können die Drucker Objekte mit komplexen Formen herstellen.

Natürlich ist diese Richtung vielversprechend. Bislang haben 3D-Drucker für den Bau von Häusern jedoch noch keine breite Anwendung gefunden. In China wurden die Drucker jedoch für den schnellen Bau von autonomen Blöcken für die Selbstisolierung von Patienten mit leichtem Coronavirus eingesetzt, die keinen Platz in Krankenhäusern erhielten, sondern zu Hause waren.

Interessant ist, dass das vielversprechendste Wohnprojekt auf dem Mars auch als 3D-Druckverfahren anerkannt ist.

Der 3D-Druck von Lebensmitteln ist eine weitere Möglichkeit, die FDM-Technologie zu nutzen. Allerdings dienen hier essbare Rohstoffe als Material. Die beliebtesten 3D-Drucker für Lebensmittel sind diejenigen, die mit Schokolade drucken. Die Schokolade wird temperiert, gelangt in den Extruder und formt durch die Düse schichtweise ein 3D-Modell.

Im Gegensatz zu Kunststoff ist Schokolade ein sehr empfindliches Material, das sich nicht leicht bedrucken lässt. Allerdings lassen sich damit schnell individuelle kulinarische Meisterwerke oder Desserts mit ungewöhnlichen Formen herstellen. Außer mit Schokolade kann man auch mit Kartoffelpüree, Teig oder Marmelade drucken.

Diese Technologie befindet sich noch in einem frühen Stadium der Entwicklung. Vielleicht werden wir in naher Zukunft fortschrittlichere Geräte sehen, die auf breiter Basis eingesetzt werden können. Einer der besten 3D-Drucker für das Drucken von Schokolade ist der Choc Creator .

Und die letzte, aber bei weitem wichtigste Art des 3D-Drucks, auf die in Zukunft große Hoffnungen gesetzt werden – das 3D-Biodrucken.

Dabei handelt es sich im Wesentlichen um einen schichtweisen Druck, bei dem lebende Zellen als Material dienen. Dies ist eine relativ neue Art des 3D-Drucks. Die ersten Versuche wurden im Jahr 2000 von dem Biotechniker Thomas Boland unternommen, der herkömmliche Desktop-Drucker so modifizierte, dass sie DNA-Fragmente drucken konnten.

In den letzten 20 Jahren hat die Branche große Fortschritte gemacht. Heute werden nicht nur Prototypen menschlicher Organe, sondern auch Implantate, Gefäßschläuche, Herzklappen, Ohrmuscheln, Knorpel, Knochengewebe und Haut zur späteren Transplantation gedruckt.

Dieser 3D-Druck wird erfolgreich eingesetzt, um “Simulatoren” für Ärzte zu erstellen, an denen sie Operationen proben können, oder für Studenten, um live zu üben. Eines der Hauptziele des Bioprinting ist natürlich der Druck von funktionierenden inneren Organen zur Transplantation aus dem Biomaterial des Patienten.

Derzeit befindet sich diese Richtung noch in der Entwicklungs- und Testphase und wird nicht in vollem Umfang für die Behandlung von Patienten eingesetzt. Es wurden jedoch bereits zahlreiche erfolgreiche Versuche durchgeführt. Das von israelischen Wissenschaftlern im Jahr 2019 versiegelte Herz beispielsweise ist zwar noch sehr klein, aber die Hauptsache ist, dass es seine Funktionen erfüllen kann.

Auch für die experimentelle Erprobung von Arzneimitteln, die von Pharmaunternehmen hergestellt werden, ist das Bioprinting sehr vielversprechend.

Natürlich konnte ich in diesem Artikel nicht auf alle 3D-Drucktechnologien eingehen. Aber nach der Lektüre können Sie, auch ohne ein technischer Experte zu sein, eine erste Vorstellung vom 3D-Druck, seinen verschiedenen Technologien und Anwendungsmethoden bekommen.