Ein Anfängerleitfaden für den 3D-Druck

Wir sehen die Welt in drei Dimensionen. Dank eines Herstellungsverfahrens, das sich in den letzten Jahren durchgesetzt hat, können wir jetzt auch in drei Dimensionen drucken: dem 3D-Druck.

Ein 3D-Drucker verwendet einen "additiven Herstellungsprozess" (was bedeutet, dass ein Objekt schichtweise aufgebaut wird). Die meisten 3D-Drucker haben einen einzigen Extruderkopf. Wenn Sie also mehrere Farben verwenden möchten, können Sie Sie müssen Ihr Objekt in Abschnitten drucken, und selbst dann sind Sie in der Art und Weise eingeschränkt, wie das Objekt sein kann farbig. Aus diesem Grund sind die häufigsten 3D-Beispiele Objekte wie ein blau gefärbter Yoda aus Kunststoff – Einfarbdrucker sind am häufigsten. Aber während jeder es liebt, Yoda zu drucken, ist die Realität, dass die heutigen 3D-Drucker verwendet werden, um alles zu drucken, von Design-Prototypen bis hin zu Schmuck, Kunsthandwerk, Produktteilen, Körperteilen und sogar Lebensmitteln.

Als Stereolithographiedrucker Mitte der 1980er Jahre erstmals auf den Markt kamen, kosteten sie sechsstellige Beträge und waren auf kommerzielle und industrielle Anwendungen ausgerichtet. Es dauerte bis etwa 2012, als die Preise dramatisch sanken, wobei Drucker 1.000 US-Dollar statt 20.000 US-Dollar kosteten. Mit den Preissenkungen erweiterte sich das Publikum für 3D-Drucker: Die Hersteller-, Kunst- und Bildungsgemeinschaften waren ebenso an Bord wie Designer, die nach kostengünstigem und schnellem Prototyping suchten. Laut einem Bericht des Marktforschers sollen die Preise 2016 um weitere 6,4 Prozent sinken IBISWelt.

Unterschiedliche Drucker verwenden unterschiedliche Drucktechniken. Consumer-3D-Drucker verwenden im Allgemeinen einen von zwei Hauptansätzen.

FFM (Fused Filament Manufacturing, auch als Filament Deposition Manufacturing oder Fused Filament bezeichnet) Deposition)-Drucker verwenden einen beweglichen Druckkopf, um Schichten aus geschmolzenem Kunststofffilament in Form des Objekt.

SLA-Drucker (Stereolithographie) verfestigen Harz mit einem ultravioletten Laser (einige Modelle verwenden Digital Light Processing-Projektoren, diese sind jedoch in der Regel weniger präzise). SLA-Drucker sind im Allgemeinen teurer, können jedoch aufgrund der Auflösung und Präzision des Lasers genauere und detailliertere Modelle erstellen.

FFM-Drucker können typischerweise eine Vielzahl von Materialien durch ihre Extruder zuführen. Häufige Entscheidungen sind ABS, ein kostengünstiges, robustes und recycelbares Material auf Erdölbasis, und PLA (Polymilchsäure), a robustes, biologisch abbaubares Material, das sowohl hitzeverformbar als auch lackierbar ist, aber auch schwieriger zu kleben als ABS. Diese Materialien sind oft in verschiedenen Farben erhältlich, aber da die meisten Drucker nur einen einzigen Druckkopf haben, drucken Sie Ihr gesamtes Objekt im Allgemeinen in einer einzigen Farbe.

SLA-Drucker haben eine begrenztere Auswahl an verfügbaren Materialien und verfügbaren Farben. Die Materialauswahl hängt davon ab, ob der Drucker den Ultraviolettlaser oder einen DLP-Projektor verwendet. Die Harzmaterialien können entweder starr oder flexibel sein und sind teurer als die beim FFM-Druck verwendeten Kunststofffilamente.

Während die Kosten sowohl für Drucker als auch für Druckmaterialien erheblich gesunken sind, bleibt der Kauf eines 3D-Druckers eine bedeutende Investition, die bei etwa 300 US-Dollar beginnt und von dort aus schnell ansteigt.

Die vielleicht größte Herausforderung ist die Benutzerfreundlichkeit. Das Einrichten und Verwenden von Druckern ist einfacher geworden, aber um etwas zu erstellen, müssen Sie mit etwas beginnen – insbesondere einem 3D-Modell.

Wenn Sie mit Design vertraut sind, können Sie möglicherweise ein Design mit einer 3D-Modellierungssoftware erstellen und das fertige digitale Produkt als STL-Datei exportieren, die alle 3D-Drucker zum Drucken verwenden. Für uns Normalsterbliche kommt es jedoch im Allgemeinen darauf an, entweder frei verfügbare STL-Dateien zu verwenden (Sie finden viele kostenlose in einer Online-3D-Objektbibliothek wie Thingiverse), ein Design in verschiedenen Online-Shops kaufen oder eigene 3D-Scans erstellen.

Wenn Sie vorhaben, sich selbst zu scannen, können Sie eine 3D-Webcam verwenden, die auf einigen PCs verfügbar ist (einschließlich der herstellerfreundlichen HP Sprössling, das über eine rotierende Plattformoption zur Verwendung mit seinem integrierten 3D-Scanner verfügt) oder als eigenständiges Gerät, eine 3D-Kamera wie eine Microsoft Kinect oder einen 3D-Scandienst eines Drittanbieters.

Bevor Sie einen billigen 3D-Drucker in die Hand nehmen und in der 3D-Welt experimentieren, überlegen Sie sich die Größe der Objekte, die Sie möglicherweise erstellen möchten. Wenn Ihr Ziel darin besteht, fußlange Lineale zu drucken (aus irgendeinem Grund), werden Sie dieses Ziel verfehlen, wenn der von Ihnen gewählte Drucker nur Objekte verarbeiten kann, die in Höhe und Breite kleiner als 15 cm sind.

Ein weiterer Realitätscheck ist die Druckgeschwindigkeit und -qualität. Sie können einen ganzen Tag Arbeit erledigen, während der Drucker in Betrieb ist, wobei ein typisches 4-Zoll-Modell bis zu 12 Stunden zum Drucken benötigt. Wie bei gewöhnlichen Druckern hängt auch die Druckgeschwindigkeit von der Druckqualität ab.

Überlegen Sie schließlich, welche Art von Ausgabe Sie wünschen, und nicht nur, weil Sie überlegen müssen, welche Materialien Sie verwenden, um Ihr Objekt zu erstellen. Wenn Sie sehr detaillierte Objekte wie Schmuck oder maßstabsgetreue Modelle wünschen, besorgen Sie sich einen SLA-Drucker, da dieser die feinen Details besser wiedergeben kann. Wenn Sie niedrige Kosten und Benutzerfreundlichkeit wünschen, besorgen Sie sich einen FFM-Drucker.

Und obwohl PLA als etwas lebensmittelechteres Material als ABS gilt, ist keines von beiden – extrudiert durch einen 3D-Drucker – aus verschiedenen Gründen wirklich sicher. Unser Tipp: Denken Sie nicht einmal an Druckplatten, Tassen und Löffel.

Wenn Sie ein knappes Budget haben und bereit sind, einige Kompromisse einzugehen, ist das $349 M3D Micro-3D-Drucker ist eine gute Wahl für den Einstieg. Dieses FFM-Modell erstellt Objekte von weniger als 5 Zoll und verwendet eine Vielzahl von Materialien, ist jedoch langsamer als andere Modelle, die wir gesehen haben.

Für Enthusiasten mit einem größeren Budget empfehlen wir die $1.250 Aleph Objects Lulzbot Mini, das durch seine einfache Bedienung und seinen Funktionsumfang überzeugt. Dieser FFM-Drucker unterstützt das Drucken von Objekten von knapp sechs Zoll, er unterstützt eine beeindruckende Reichweite von Filamentmaterialien und wird mit einer angepassten Version des beliebten Open-Source-Cura 3D geliefert Software.