Ein 3D-Drucker ist eine Maschine, die 3D-Objekte aus Datendateien erstellt, wobei die Objekte automatisch Schicht für Schicht aufgebaut werden. Das Verfahren wird als additive Fertigung bezeichnet, d. h. das Hinzufügen von Schicht für Schicht. Das Gegenteil ist die subtraktive Fertigung, bei der Schichten entfernt werden, z. B. durch Fräsen.

3D-Drucker gibt es in vielen verschiedenen Varianten, aber alle benötigen grundsätzlich zwei Dinge, um zu funktionieren:
Rohmaterial und eine Datendatei.

Je nach 3D-Drucker wird der Prozess auf unterschiedliche Weise durchgeführt. In diesem Leitfaden gehen wir darauf ein, wie ein 3D-Drucker funktioniert, welche verschiedenen Technologien es für 3D-Drucker gibt, welche Rohstoffe verfügbar sind und welche Dateien benötigt werden.

Die Technologie für 3D-Drucker

Wie 3D-Drucker funktionieren

3D-Drucker funktionieren je nach der verwendeten Technologie unterschiedlich. Hier sehen wir, wie ein FFF (FDM)-3D-Drucker funktioniert. Dies ist der am weitesten verbreitete Druckertyp, der etwa 70 % aller heute auf dem Markt befindlichen 3D-Drucker ausmacht.

Bei einem solchen 3D-Drucker wird das Filament (Nr. 1) zu einem Extruder (Nr. 2) geleitet, wo es schließlich in eine Düse (Nr. 3) gelangt, die auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird, um einen 3D-Druck zu erstellen. .

Die Extrudereinheit kann sich in X- und Y-Richtung bewegen, während sich die Bauplatte in Z-Richtung bewegen kann.
Die Abbildung veranschaulicht, wie der Vorgang im Allgemeinen abläuft.

Was sind die verschiedenen 3D-Drucker?

3D-Drucker arbeiten auf unterschiedliche Weise (verschiedene Verfahren), um dasselbe zu erreichen: ein 3D-Objekt. Dies sind die Verfahren, die 3D-Drucker auszeichnen. Alle Verfahren haben ihre Vor- und Nachteile. Im Folgenden gehen wir auf einige der gängigsten Verfahren ein. Es ist erwähnenswert, dass FFF (FDM) das am weitesten verbreitete Verfahren ist und etwa 70 % der auf dem Markt befindlichen 3D-Drucker nach diesem Verfahren arbeiten.

Verfahren für 3D-Drucker

• FFF (auch FDM genannt)

  FFF (Fused Filament Fabrication), auch FDM (Fused Deposition Modeling) genannt, ist ein Verfahren, bei dem 3D-Objekte Schicht für Schicht durch Schmelzen von Filamenten (dem Rohmaterial) hergestellt werden. Dies ist bei weitem die häufigste Art von Verfahren in 3D-Druckern.
  Wikipedia

• SLA

  SLA (Stereolithographie) ist ein Verfahren zur Herstellung von 3D-Objekten, bei dem Lichtstrahlen das Rohmaterial “binden”. Wird in der Industrie und bei Berufsverbänden häufiger verwendet.
  Wikipedia

• DLP

  DLP (Digital Light Processing) ist eine Methode zur Herstellung von 3D-Objekten, ähnlich wie SLA, bei der Lichtstrahlen zum “Binden” des Rohmaterials verwendet werden.
  Wikipedia

• SLS

  SLS (Selektives Lasersintern) ist ein Verfahren zur Herstellung von 3D-Objekten, bei dem ein Laser gegen das Rohmaterial gedrückt wird und es zu einer festen Form verbindet.
  Wikipedia

Rohmaterialien für 3D-Drucker

Ein 3D-Drucker verwendet Rohmaterialien, um sein 3D-Objekt herzustellen. Welches Rohmaterial Sie verwenden, hängt davon ab, welchen 3D-Drucker Sie haben.

FFF 3D-Drucker verwenden ein Rohmaterial namens Filament, das Sie auf dem Bild daneben sehen.

Das Prinzip ist unabhängig vom 3D-Drucker das gleiche: Das verwendete Rohmaterial ist das Material, aus dem der Ausdruck besteht.

Die Rohmaterialien können auch unterschiedliche Eigenschaften oder Modifikationen haben, die sich dann im Ausdruck widerspiegeln. Sie können zum Beispiel eine Mischung aus Metallpulver und Kunststoff verwenden, um ein etwas metallischeres Aussehen des 3D-Drucks zu erzielen, oder Sie können ein flexibles Material verwenden, um flexible Eigenschaften des 3D-Drucks zu erzielen.

Da Filament das am häufigsten verwendete Rohmaterial ist, haben wir einen ganzen Leitfaden nur für Filamente. Im Folgenden beschreiben wir kurz einige gängige Rohstoffe.

Über die verschiedenen Rohmaterialien für 3D-Drucker

• Filament

  Filament ist das Rohmaterial in Form eines “Fadens” auf einer Spule, der dann zum 3D-Drucker gezogen wird. Wenn der Drucker druckt, zieht er ähnlich wie eine Nähmaschine an der Filamentspule. Filamente gibt es in verschiedenen Modifikationen und mit unterschiedlichen Eigenschaften sowie in verschiedenen Durchmessern. Filament wird von FFF-3D-Druckern (FDM) verwendet und ist die häufigste Form von Rohmaterial für 3D-Drucker.

• Pulver

  Pulver als Rohmaterial für 3D-Drucker sind in Industrieunternehmen weit verbreitet. Die gängigsten Pulvermaterialien sind Polyamid und Alumid. Pulver wird hauptsächlich in SLS-3D-Druckern verwendet. Es ist sehr vorteilhaft, Pulver in größeren Mengen zu verwenden, da es dann leichter zu transportieren ist.

• Resin

  Kunstharz ist ein flüssiges Material für 3D-Drucker. Das Material wird im 3D-Drucker fest, wenn es gedruckt wird. Harz wird hauptsächlich in SLA-/DLP-3D-Druckern verwendet und kommt auch in Industrieunternehmen zum Einsatz.

Datendateien für 3D-Drucker – Wozu braucht man sie?

Die Datendatei, die zur Steuerung des 3D-Druckers benötigt wird, liegt normalerweise im STL-Format vor. Diese Datei enthält eine Netzstruktur, die für das 3D-Schreiben benötigt wird. Es gibt auch andere Dateitypen, von denen einige auch Farbcodes enthalten.

Nachdem das Datenmodell fertiggestellt ist, muss es in numerische Codes umgewandelt werden, die ein 3D-Drucker interpretieren kann. Dies geschieht mit einem speziellen Programm, das in der Regel beim Kauf des Druckers mitgeliefert wird. Nachdem das Programm das 3D-Modell in numerische Werte umgewandelt hat, wird eine neue Datei mit der Bezeichnung G-CODE erstellt. Diese Befehlsdatei wird vom 3D-Drucker verwendet und interpretiert, der daraufhin das 3D-Objekt erstellt.

Welcher 3D-Drucker ist der beste?

Welcher 3D-Drucker sich am besten für kleine Unternehmen eignet, erfahren Sie in unserem Vergleich von 3D-Druckern, aktualisiert 2019.