Was versteht man unter einem 3D-Drucker?

3D-Drucker sind Geräte, die zu den sogenannten digitalen Fabrikatoren – auch kurz als Fabber bezeichnet – zählen. Mit ihrer Hilfe können aus am Computer generierten CAD-Daten materielle, dreidimensionale Gegenstände erzeugt werden. Bei einem 3D-Drucker geschieht dies, in dem ein schnell aushärtendes Material schichtweise gespritzt wird, bis der gewünschte Gegenstand fertig “ausgedruckt” ist. Die Ausdrucke sind innerhalb von wenigen Stunden verfügbar.

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Wie funktioniert ein 3D-Drucker?

3D Drucker

3D Modelle mit dem Drucker zu Hause einfach drucken – Die Technologie für 3D Druck hält langsam auch Einzug in die privaten Haushalte – Foto: trans961 / Bigstock

Durch das Spritzen von Materialien wie beispielsweise Kunststoff, Pulver für Metalle beziehungsweise Glas, Gips, Kobaltchrom, Mineralstaub, Sand oder Silber in mehreren Schichten wird entsprechend den Vorgaben durch die zuvor erstellten CAD-Daten der gewünschte Gegenstand schichtweise aufgebaut. Das Material enthält dabei jeweils ein Bindemittel, das einerseits eine gute Verarbeitbarkeit während des Druckprozesses gewährleistet, andererseits aber auch ein schnelles Aushärten ermöglicht. Die einzelnen Schichten haben eine Stärke, die im Mikrometerbereich liegen oder bis zu etwa einem oder zwei Millimetern betragen kann. Damit ist ein sehr detailliertes Ausarbeiten der gewünschten Formen möglich. Moderne 3D-Drucker können auch mehrere Materialien gleichzeitig verarbeiten.

Welche Vorteile bieten 3D-Drucker?

Mithilfe von 3D-Druckern können unterschiedlichste Gegenstände relativ schnell und einfach nach einem zuvor am Computer erstellten Entwurf hergestellt werden. Dabei kann das verwendete 3d-Modell leicht und schnell modifiziert oder personalisiert werden. Ein vergleichbares Maß an Gestaltungsmöglichkeiten ist mit herkömmlichen Produktionsmethoden entweder nicht oder nur mit relativ hohem Aufwand zu erreichen. Der 3D-Druck ist ein ressourcenschonendes Produktionsverfahren, weil lediglich so viel Material verbraucht wird, wie wirklich zum Druck des gewünschten Objekts benötigt wird. Da jeweils vor Ort produziert werden kann, entfallen zudem Transporte und die damit verbundenen Kosten und Ressourcenverbräuche. Weitere Vorteile sind die hohe Verarbeitungsqualität und Präzision, die Reproduzierbarkeit der Objekte sowie die Möglichkeit zur Herstellung unterschiedlicher Objekte aus demselben Material in nur einem einzigen Arbeitsgang. Die Herstellung von Objekten mittels 3D-Druck erfordert vergleichsweise wenig Zeit und kaum Nachbearbeitung.

In welchen Bereichen werden 3D-Drucker eingesetzt?

In der Medizin- und Zahntechnik, in der Luft- und Raumfahrtindustrie, beim Bioprinting sowie in der Verpackungsindustrie werden 3D-Drucker bereits zur Serienfertigung eingesetzt. Darüber hinaus werden sie zur Prototypenentwicklung in der Architektur, im Modellbau, im Maschinen- und Automobilbau, im Bauwesen und in wissenschaftlichen Laboratorien verwendet. Künstler und Designer bedienen sich des Verfahrens ebenfalls immer häufiger, und mittlerweile stehen auch entsprechende Geräte und Programme für Heimanwender zur Verfügung.

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