Additive Manufacturing, besser bekannt als 3D-Druck, ist das Erstellen dreidimensionaler Objekte durch Hinzufügen von Material für Material. Revolutionär, aber keineswegs eine neue Technologie. Seit fast 20 Jahren wird der 3D-Druck in der Fertigung eingesetzt. In letzter Zeit hat der 3D-Druck aufgrund der sinkenden Kosten das Rampenlicht in den Vordergrund gerückt. Persönliche 3D-Drucker sind jetzt erschwinglich und erfreuen sich wachsender Beliebtheit.
3D-Druckertechnologie
Bevor mit dem Drucken begonnen werden kann, muss ein virtuelles Design des Objekts erstellt werden. Dieser Entwurf wird in einer computergestützten Entwurfsdatei gespeichert. Wenn das Objekt von Grund auf neu erstellt wird, wird eine 3D-Modellierungssoftware verwendet. Wenn das Objekt jedoch eine Kopie eines bereits vorhandenen Objekts ist, erstellt ein 3D-Scanner die CAD-Datei.Einige Hobbyisten umgehen diesen Prozess und laden vorhandene CAD-Dateien aus dem Web herunter. Sobald das virtuelle Design abgeschlossen ist, teilt die spezialisierte Software es in hunderte, manchmal tausende von horizontalen Ebenen. Diese virtuellen Ebenen führen dann den 3D-Drucker und helfen ihm, die Ebene auf der Ebene zusammenzusetzen, bis das Objekt vollständig ist.
Verwendete Materialien
Übliche Materialien, die im 3D-Druck verwendet werden, umfassen Kunststoffe, Wachs, Glas, Epoxidharze, Nylon und sogar Schokolade. Eine Reihe verschiedener Metalle, einschließlich Edelmetallen wie Gold und Silber, werden ebenfalls häufig verwendet. Sogar Legierungen wie Stahl können dabei eingesetzt werden. Noch in den experimentellen Stadien befinden sich Kombinationen von Materialien wie Silizium, Calciumphosphat und Zink, um künstlichen Knochen und Haut für regenerative medizinische Behandlungen herzustellen. In der Vergangenheit waren 3D-Drucker auf nur ein Material pro Objekt beschränkt. Heute ist es endlich soweit. Es ist jedoch noch ein weiter Weg, um sein eigenes Smartphone, Tennisschläger oder Hamburger zu drucken.
Herstellungsmethoden
Nicht alle 3D-Drucker funktionieren gleich. Eine gebräuchliche Technologie ist das selektive Lasersintern. In SLS entstehen die Schichten, wenn Materialpartikel mit einem Hochleistungslaser zusammengeschmolzen werden. Ein anderer Typ wird Fused Deposition Modeling genannt. FDM wickelt Wicklungen aus Kunststoff oder Metall ab, die durch eine beheizte Extrusionsdüse laufen. Wenn das geschmolzene Material abgeschieden wird, härtet es aus, um die Schicht zu bilden. Eine andere Methode wird Stereolithographie genannt. Hierbei wird ein durch Ultraviolettlicht härtbares Photopolymerharz in flüssiger Form verwendet. Wenn das Harz zur Herstellung der Schicht verwendet wird, härtet und härtet es ein Ultraviolettlaser aus, der an der vorherigen Schicht befestigt wird.
Industrielle und persönliche 3D-Drucker
Die gebräuchlichsten Anwendungen für industrielle 3D-Drucker sind Rapid Prototyping. Designer müssen häufig ein umfassendes Modell ihrer Arbeit erstellen. Rapid Prototyping mit einem 3D-Drucker spart Zeit und Geld. Anstatt die Spezifikationen zur Erstellung eines Modells zu senden, können die Konstrukteure das Modell innerhalb weniger Stunden in der Hand haben. Ein weiteres wachsendes Segment des Druckermarktes ist der persönliche 3D-Drucker. Fortschritte in der Technologie haben diese Maschinen erschwinglich gemacht. Diese Drucker sind hauptsächlich in der Domäne des Bastlers und können von Unternehmen wie Cubify Cube, Solidoodle und MakiBox für 250 bis 2500 US-Dollar erworben werden.
