Es ist schon eine Weile her, dass 3D-Drucker auf den Markt kamen und es Menschen ermöglichten, 3D-Objekte in der realen Welt direkt von zu Hause aus zu erstellen.
Wenn Sie einen Überblick darüber erhalten möchten, was 3D-Drucker sind, wie sie funktionieren, wie viel sie kosten und was Sie damit machen können, sind Sie hier genau richtig.
Was ist ein 3D-Drucker?
Ein 3D-Drucker ist ein Gerät, das physische Objekte aus einer digitalen Datei erstellen kann. Das Ergebnis ist meist Plastik. Es kann raue Kanten haben und ist oft einfarbig. Trotz dieser Einschränkungen ist es einfacher, ein Gefühl dafür zu bekommen, was funktioniert und was nicht, wenn man eine reale Kopie eines 3D-Modells in der Hand hält.
Die besten 3D-Drucker können Teile herstellen, die robust genug für den täglichen Gebrauch sind. Das langfristige Ziel der Branche besteht darin, die Lebensdauer von Verbraucherprodukten zu verlängern und es jedem zu ermöglichen, ein wichtiges Ersatzteil zu drucken, das der Hersteller nicht mehr auf Lager hat.
Während es nützlich ist, ein fehlendes oder defektes Teil nachzubilden, kann ein 3D-Drucker auch genügend Teile herstellen, um ganze Produkte zusammenzubauen. Diese Technologie eignet sich hervorragend für das Rapid Prototyping und ermöglicht schnelle Änderungen zur Verfeinerung des Designs, bevor teure Spritzgussformen für die Massenproduktion eingesetzt werden müssen.
Und auch in der kommerziellen Fertigung hat der 3D-Druck seinen Platz. Bei der Herstellung einer kleinen Anzahl von Produkten ist ein qualitativ hochwertiger, aber relativ langsamer und teurer 3D-Druck von Teilen manchmal sinnvoller als herkömmliche Methoden mit hohen Anschaffungskosten und niedrigen Stückkosten.
Wie funktionieren 3D-Drucker?
Das gebräuchlichste 3D-Druckerdesign, Fused Deposition Modeling (FDM), ähnelt einem Tintenstrahldrucker. Der FDM-Druckkopf bewegt sich hin und her und legt Material auf einer beweglichen Plattform ab. Während ein Tintenstrahldrucker Tintentropfen auf Papier sprüht, extrudiert ein 3D-Drucker heißen Kunststoff auf eine Bauplatte aus Glas oder Metall.
Zwei computergesteuerte Motoren leiten den Kunststofffluss entlang der Länge und Breite des fertigen Objekts, einer für den Druckkopf und einer für die Bauplatte. Um Höhe zu schaffen, hebt ein dritter Motor die Schiene an, über die der Druckkopf gleitet.
Der Nachteil ist, dass der 3D-Druck im Vergleich zu herkömmlichen Herstellungstechniken ein langsamer Prozess ist und manchmal Stunden dauert, um ein Objekt in die dritte Dimension zu bringen. Sie können es schneller machen, indem Sie mehr Material auf einmal extrudieren, aber das erhöht die Schichthöhe und führt zu einem Druck, der sich rau anfühlt. Auch vertikale Kurven und Winkel haben Stufen anstelle der glatten Oberflächen und flachen Ebenen der meisten hergestellten Produkte.
Der zweitbeliebteste 3D-Druckertyp für Endverbraucher nutzt Licht statt Hitze, um Formen aus Kunststoff zu formen. Dieser sogenannte Harz-3D-Drucker verwendet UV-Licht, um ein Bild auf flüssiges Harz zu projizieren, das auf diese Wellenlänge reagiert und sich verfestigt.
Der 3D-Druck mit Harz ist oft schneller und härtet eine ganze Schicht auf einmal aus. Allerdings ist UV-Harz in der Regel nicht so langlebig wie die für den FDM-3D-Druck verwendeten Thermoplaste.
Zu den speziellen FDM-Filamenten gehören haltbarerer Kunststoff sowie verschiedene Arten von Metall, Glas, Keramik und sogar Holz. Das 3D-Druckerteil übernimmt das Aussehen und einige der Eigenschaften dieser Materialien. Mit speziellen 3D-Druckern ist es möglich, Objekte aus den unterschiedlichsten Materialien herzustellen, sogar aus Käsekuchen.
Was kann ein 3D-Drucker herstellen?
Kommerzielle 3D-Drucker können fast alles herstellen. Einige 3D-Drucker verwenden leistungsstarke Laser, um Metall zu schmelzen und so stabile Teile für den Einsatz in Raketen und anderen robusten Maschinen herzustellen.
3D-Drucker für den Endverbraucher sind in Größe und Material begrenzt. Die Größe der Bauplatte bestimmt die maximale Länge und Breite eines Teils, während die Höhe des Druckers Einfluss darauf hat, wie hoch ein 3D-gedrucktes Objekt sein kann.
In den meisten Fällen passen 3D-Drucke in Ihre Handfläche. Größere 3D-Drucker für den Endverbraucher können Objekte mit einer Größe von etwas mehr als einem Kubikfuß verarbeiten. Es ist auch möglich, ein großes Objekt herzustellen, indem man mehrere kleinere Teile zusammenfügt.
Zu den beliebtesten 3D-Objekten gehören eine Pfeife, ein Telefonhalter mit manuellem Drehteller zum Scannen von Objekten in 3D, eine clevere digitale Sonnenuhr, die Sonnenlicht nutzt, um einen Schatten zu werfen, der die Zeit in gut lesbaren Ziffern anzeigt, und ein Mini Oktopus mit flexiblen Scharnierbeinen, der nicht zusammengebaut werden muss.
Die Möglichkeiten sind endlos. Thingiverse beispielsweise ist mit über 2,5 Millionen digitalen Dateien eine der größten Bibliotheken von 3D-Objekten für den 3D-Druck – und die meisten davon sind kostenlos.
Mit dem Aufkommen generativer KI ist es nun möglich, 3D-Objekte mit Textaufforderungen zu erstellen. Derzeit erstellt KI keine für den 3D-Druck optimierten Designs, daher müssten Sie die Datei vor der Verwendung in ein kompatibles Format konvertieren und mit einer 3D-Druck-App verarbeiten.
Wie viel kosten 3D-Drucker?
Sie können 3D-Drucker ab etwa 100 US-Dollar kaufen, ein unglaubliches Schnäppchen für solch leistungsstarke Technologie. Fortgeschrittenere Modelle verfügen über größere Bauplatten und schnellere Druckgeschwindigkeiten, kosten aber mehr.
Für rund 300 US-Dollar bekommt man einen sehr guten 3D-Drucker für den Endverbraucher. Wenn Sie ein Enthusiast werden, der häufig druckt, erhalten Sie für 500 bis 1.000 US-Dollar einen viel schnelleren und größeren 3D-Drucker. Kommerzielle 3D-Drucker kosten zwischen einigen tausend Dollar und über 1 Million Dollar.
Bedenken Sie, dass Sie Verbrauchsmaterialien und möglicherweise Zubehör für Ihren 3D-Drucker benötigen, also planen Sie etwas mehr Budget für diese zusätzlichen Kosten ein. FDM-Filamente und UV-Harz sind relativ günstig, werden aber in großen Mengen verkauft, sodass Sie mindestens 20 US-Dollar ausgeben müssen, um die notwendigen Vorräte zu erhalten.
Zum Zubehör gehören ein Gehäuse zur Geräuschreduzierung eines FDM-3D-Druckers, bessere Bauplatten, Kühlventilatoren für schnelleres Drucken, UV-Licht zum Aushärten von Harz sowie Werkzeuge für die Reinigung und Wartung des 3D-Druckers. Normalerweise benötigen Sie für den Einstieg kein Zubehör und einige 3D-Drucker werden mit einer kleinen Menge Filament oder Harz geliefert, um die ersten Drucke zu erstellen.
Ein 3D-Drucker eröffnet die Möglichkeit, kostengünstig Ersatzteile herzustellen, online verfügbare Designs zu duplizieren oder völlig neue Produkte zu prototypisieren, die es noch nicht gibt. Diese unglaubliche Technologie gibt es schon seit Jahrzehnten, wurde aber erst in den letzten Jahren erschwinglich und benutzerfreundlich.
Wenn Sie sich in letzter Zeit noch nicht mit dem 3D-Druck beschäftigt haben, ist es an der Zeit, noch einmal einen Blick darauf zu werfen. Wenn Sie neu im 3D-Druck sind, ist jetzt ein guter Zeitpunkt, damit anzufangen.
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