Womit druckt ein 3D-Drucker?

Wurden früher 3D-Drucker (computergesteuerte Maschinen, die Teile im additiven Verfahren herstellen) zum Drucken dreidimensionaler Modelle nur unter Produktionsbedingungen eingesetzt, kann heute fast jeder ein Gerät für den persönlichen Gebrauch erwerben. Mit ihnen kann man fast alles erschaffen: von kleinen Schmuckstücken über Waffen bis hin zu Gebäuden.

3D-Drucktechnologien

Die additive Drucktechnologie wurde in den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts entwickelt. 3D-Drucker verbreiteten sich zu Beginn des 21. Jahrhunderts.

Das Funktionsprinzip von Maschinen zum Drucken dreidimensionaler Teile lässt sich in drei Phasen unterteilen:

• Erstellen eines Modells im Programm;
• Verarbeiten des Modells mithilfe von Software;
• Bildung (Druck) eines Objekts durch Schichtung von Material.

Es gibt verschiedene additive Drucktechnologien, darunter:

1. Fused Deposition-Methode (FDM). Modelle entstehen, indem geschmolzene Fäden aus Wachs, Metall oder Kunststoff in einer bestimmten Reihenfolge gelegt werden.
2. Stereolithographie (SLA). Als Basis für das Objekt dient ein flüssiges Polymer, das unter dem Einfluss von Laserstrahlung aushärtet.
3. Selektive Laserfusion (SLM).Eine Technologie, bei der nach mathematischen Modellen aus Metallspänen Metallteile von Bauteilen und Baugruppen entstehen.
4. Digitaler LED-Druck (DLP). Bei der Technologie kommt flüssiger Kunststoff zum Einsatz, der unter dem Einfluss von ultraviolettem Licht aushärtet.

REFERENZ! Eine der neuesten Entwicklungen von Wissenschaftlern sind Biodrucker, deren Drucktechnologie die Herstellung von Organen und Geweben beinhaltet. Objekte entstehen durch die Verbindung von Tröpfchen mit lebenden Zellen, die sich dann teilen, wachsen und verändern müssen.

Womit druckt ein 3D-Drucker?

Je nach Einsatzgebiet und Verwendungszweck des Geräts können verschiedene Materialien zur Erstellung dreidimensionaler Modelle verwendet werden.

ABC-Kunststoff

Der wissenschaftliche Name des Kunststoffs ist Acrylnitril-Butadien-Styrol. Es ist eines der besten Verbrauchsmaterialien für die volumetrische Modellierung, da es viele positive Eigenschaften aufweist – Schlagfestigkeit, Elastizität und Verschleißfestigkeit. Darüber hinaus ist ABC-Kunststoff ungiftig und geruchlos. Sie können das Material in Form von Spulen mit dünnen Fäden erwerben.

WICHTIG! Aus ABC-Kunststoff können nur einfarbige, dichte Modelle erstellt werden. Die Produkte sind langlebig und verlieren weder ihr Aussehen noch ihre Qualität, wenn sie vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt gelagert werden.

Acryl

Im Gegensatz zu ABC-Kunststoff kann Acryl zum Drucken transparenter Modelle verwendet werden. Sein Schmelzpunkt liegt über 240 Grad Celsius, was berücksichtigt werden muss, da Acryl beim Abkühlen sehr schnell aushärtet.

WICHTIG! Im Acryl gebildete Luftblasen können das Aussehen des fertigen Produkts beeinträchtigen.

Beton

Für den Druck auf additiven Maschinen werden neuartige Betonarten verwendet, die nahezu identisch mit Steinbaustoffen sind. Bisher wurden nur Testmuster erstellt. Mit riesigen Geräten kann ein kleines Haus in weniger als einem Tag gedruckt werden.

Papier

Auf 3D-Druckern gedruckte Papiermodelle werden am häufigsten zur Erstellung von Prototypen von Computerprojekten verwendet. Die Modelle selbst sind weder langlebig noch optisch ansprechend, werden aber in Rekordgeschwindigkeit erstellt. Geräte, die Papier als Verbrauchsmaterial verwenden, erstellen Modelle, indem sie eine Schicht auf eine andere kleben.

WICHTIG! Papier ist eines der zugänglichsten und am weitesten verbreiteten Materialien für den Modellbau zu Hause.

Hydrogel

Das weiche Material, das mit lebendem Gewebe biokompatibel ist, wird in der 3D-Modellierung verwendet, um verschiedene Transportgeräte zu schaffen, die Medikamente tief in den menschlichen Körper transportieren können.

So schufen Wissenschaftler aus den USA Roboter, deren Höhe 1 cm nicht überschritt, auf deren Oberfläche Herzgewebezellen platziert wurden, die sie bei Kontraktion in Bewegung setzten. Es ist geplant, dass solche Roboter in Zukunft an der Diagnose und Behandlung vieler Krankheiten unterschiedlicher Schwere beteiligt sein können.

Gips

Gipsmaterialien sind im 3D-Druck ebenso verbreitet wie Papier, Acryl oder Kunststoff. Daraus hergestellte Modelle sind nicht besonders langlebig, aber der erschwingliche Preis deckt diesen Umstand vollständig ab. Gipsprodukte werden zur Gestaltung von Präsentationsprojekten verwendet.

Holzfaser

Holzfasern sind ein innovatives Material. Die Idee der Kreation gehört dem berühmten Erfinder Kai Party.Die aus Kunststoff und Naturholz bestehende Faser weist ähnliche Eigenschaften wie Polylactid auf. Daraus hergestellte Produkte ähneln Dingen aus natürlicher Eiche oder Birke, sind jedoch im Gegensatz zu diesen viel stärker und langlebiger.

WICHTIG! Heutzutage werden Holzfasern nur noch in RepRap-Druckern verwendet.

Eis

Eisfiguren von außergewöhnlicher Schönheit lassen sich auch mit 3D-Druckern herstellen. Dank der Entwicklungen zweier kanadischer Wissenschaftler ist seit 2006 klar, dass nicht nur Acryl und Papier als Verbrauchsmaterialien für den 3D-Druck verwendet werden können. Eine Mischung aus Wasser und Methylether verwandelt sich bei Temperaturen unter 22 Grad in kleine Objekte, die natürlich nicht besonders haltbar und stark sind.

Metallpulver

Dank der Verwendung von Metallpulver ist es möglich geworden, Produkte mit hoher Haltbarkeit herzustellen – Teile und Ersatzteile für Geräte und Elektronik und sogar Schmuck werden aus leichten Edelmetallen und deren Legierungen wie Kupfer, Aluminium, Gold usw. gedruckt Silber.

WICHTIG! Aus diesem Pulver hergestellte Produkte weisen selbst eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf. Um es zu neutralisieren, werden ihm Keramikspäne zugesetzt.

Nylon

Nylon wird häufig in der dreidimensionalen Modellierung verwendet, da die damit hergestellten Teile weich und elastisch sind.

WICHTIG! Nylon hat viele Nachteile, einschließlich der Toxizität.

Polycaprolacton

Polycaprolacton gilt als eines der beliebtesten Verbrauchsmaterialien für die additive Modellierung. Es schmilzt gut bei Minustemperaturen, härtet schnell aus, ist biologisch abbaubar und absolut unbedenklich.

Polycarbonat (PC)

Polycarbonat ist ein Kunststoff, der seine Eigenschaften und Eigenschaften unter dem Einfluss unterschiedlicher Temperaturen beibehalten kann. Wird zur Herstellung von Hochleistungsmodellen verwendet.

Polylactid (PLA)

Polylactid gilt als das sicherste und umweltfreundlichste Material. Es wird aus Rüben- und Maissilage sowie Biomasse hergestellt. Zu den Nachteilen von Polylactid zählen seine Zerbrechlichkeit und die Fähigkeit, sich unter dem Einfluss von Hitze und Licht zu zersetzen.

Polypropylen (PP)

Polypropylen gilt als die leichteste Kunststoffmasse der Welt. Es ist gut abriebfest, schmilzt aber weniger gut. Verändert bei Kälte seine Form und ist gegenüber Sauerstoff instabil.

Polyphenylsulfon (PPSU)

Polyphenylsulfon ähnelt im Aussehen gewöhnlichem Glas und ist um ein Vielfaches stärker als Polypropylen. Es kam aus der Flugzeugindustrie zur 3D-Modellierung und galt als das beste Material zur Herstellung von Produkten mit hoher Hitzebeständigkeit und Härte.

Polyethylen niedriger Dichte (HDPE)

Polyethylen ist im Alltag bei fast jedem Schritt anzutreffen. Es wird zur Herstellung von Kunststoffbehältern für Getränke, Verpackungsfolien und -behältern, PVC-Rohren usw. verwendet. Es ist führend im 3D-Druck, da es in allen bekannten Technologien eingesetzt werden kann.

Schokolade

3D-Drucker „powered by Chocolate“ werden bald zu einem Muss in jeder Konditorei werden. Mit ihrer Hilfe können Sie Figuren aus süßem Material beliebiger Komplexität erstellen. Die Technologie für ihre Herstellung besteht darin, nacheinander eine Schicht Schokolade über eine andere zu schichten, die in der Kälte schnell aushärtet.

Andere Materialien

Es gibt weltweit eine riesige Auswahl an 3D-Druckern, die die unerwartetsten Verbrauchsmaterialien verwenden.Dazu gehören Geräte, die mit Kalk, Lebensmitteln und sogar lebenden organischen Stoffen betrieben werden. Ob sie sich großer Beliebtheit erfreuen und gefragt sein werden, wird die Zeit zeigen.