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3D-Druck

Unter dem Begriff "3D-Druck" werden eine Reihe von Verfahren zum Erzeugen von dreidimensionalen Strukturen (physikalische Objekte) aus Metallen, Kunststoffen, Keramik usw. verstanden.

Das Funktionsprinzip ist bei allen Verfahren ähnlich:
Es handelt sich um additive Fertigungsverfahren, bei denen ein Bauteil nicht durch Abtragen (wie beim Drehen oder Fräsen) erstellt wird- sondern durch schichtweises Hinzufügen von Material.

Der 3D- Drucker besteht aus einer Trägerplatte, auf der ein Körper (Bauteil, Prototyp, Modell) Schicht für Schicht aufgebaut wird, und einem in der Fertigungsebene (parallel zur Trägerplatte) verschiebbaren "Druckkopf". Dieser wird auf Basis von CAD Daten gesteuert und sorgt dafür, dass der aktuelle Querschnitt des Körpers auf dem vorhergehenden materialisiert wird.

Je nach Verfahren beherbergt dieser "Druckkopf"
- eine Heizdüse, die verflüssigtes Bauteilmaterial extrudiert (Kunststoff, Wachs, Schokolade, ...), das dann auf der Trägerplatte erstarrt oder
- eine Düse, die ein Bindemittel in das pulverförmige oder flüssige Material, das sich in dünner Schicht über der Trägerplatte befindet, spritzt und es so aushärtet.
- einen Laser oder eine ähnliche Energiequelle, die z.B. flüssigen Kunststoff aushärtet oder ein Metall- oder Keramikpulver sintert.

Der 3D-Drucker steuert die Druckkopf-Einheit bis ein kompletter Querschnitt aufgetragen ist, danach wird die Trägerplatte um die Querschnittdicke abgesenkt und der nächste Querschnitt wird aufgebaut.
Bei dem schichtweisen Materialauftrag verbinden sich die einzelnen Schichten so zu einem komplexen Teil. Durch Übereinanderlegen vieler Querschnitte wird das komplette Bauteil/ Modell aufgebaut.

Alternativ zu der verfahrbaren Einheit gibt es Geräte, deren "Druckkopf" über die gesamte Breite der Bauplattform geht. Hier wird der Druckkopf nur in eine Richtung über die Trägerplatte verfahren.
Das Bauteilmaterial wird dabei erhitzt und durch den Druckkopf auf die Bauplattform aufgedruckt. Dort erstarrt es durch den Temperaturabfall sofort und wird dann mit UV Licht ausgehärtet. Erforderliche Support Strukturen (Stützen) werden bei dieser Technologie automatisch generiert.

Die Verfahren unterscheiden sich nach der eingesetzten Technik, der Genauigkeit, dem Material.
Wurde 3D- Druck vormals ausschließlich in Entwicklungs- und Designabteilungen eingesetzt und findet er heutzutage (2015) immer mehr Anwendungsgebiete (im Konstruktionsbüro, in der Werbung, im Hobby-Bereich, ...).

Diese Techniken können die Erstellung von Funktionsmodellen oder komplizierten Gussformen ersetzen, die früher durch Modellbauer in Handarbeit gefertigt wurden.
Das Additive Verfahren erlaubt Bauteilgestaltungen, die mit den herkömmlichen materialabtragenden Verfahren nicht möglich sind.
Steigende Bedeutung gewinnt der 3D-Druck in der Medizintechnik z.B. für die Erstellung von Formen für den Zahnersatz, für Implantate bis hin zu künstlichen (Hüft-)Gelenken.
Je dünner die Schicht desto genauer ist das generierte Objekt und desto länger dauert die Verarbeitungszeit (die im Bereich von Stunden liegt).


Internationaler Begriff

Synonym
Digitaler Fabrikator

Acronym
3DP

Beispiel
3D-DRUCK.COM unterteilt die additiven Produktionssysteme nach folgenden Kategorien:
- Extruson: FDM, FFF und sonstige Extrusionsverfahren
- Pulver: Pulverbasierter 3D-Druck, EBM, SL, SLM, SLS und 3DP
- Jetting: Farb-3D-Druck mittels CJP und MJ (plus Mcor´s Papier 3D-Druck)
- Resin: SLA, DLP, LCM und SLT
- Spezial: Essens-Drucker, Bio-Plotter und andere speziellere Anwendungen
(- Obsolete: 3D-Drucker und Anlagen, die nicht mehr verfügbar sind )

Siehe auch
http://3druck.com