3D Drucker: Modelle, Software und Möglichkeiten

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Mit den 3D-Druckern ist nicht erst seit gestern eine tolle Möglichkeit des Druckens auf dem Markt, die sich ständig weiterentwickelt. Hier ist es möglich, mittels Software oder aber eingescannter Vorlagen ganze Gegenstände drucken zu lassen. Dieses Verfahren erweist sich sowohl im privaten Gebrauch als auch in zahlreichen Berufszweigen als äußerst nützlich. In diesem Beitrag habe ich einige Informationen zusammengetragen welche möglichst genau über den 3D-Drucker an sich sowie die verschiedenen Modelle und Hersteller informieren.

Inhaltsverzeichnis:

Was ist ein 3D-Drucker?

Es klingt leicht unvorstellbar. Aber tatsächlich ist es heutzutage mittels 3D-Drucker möglich, Werkstücke zu drucken. Denn in diesem Gerät befinden sich verschiedene Stoffe, die als Materialien (für den Heimbedarf meist PLA, ABS oder andere Kunststoffe) für den Druck dienen und auf Befehl hin vom Gerät zu einem Objekt zusammengesetzt oder gegossen werden.

3D Drucker und PLA Filament

So sind mit dem 3D-Drucker die verschiedensten Werke möglich:

Hier gilt es allerdings zu beachten, dass die Möglichkeiten je nach Qualität und Zusammensetzung des jeweiligen Druckers variieren. Dementsprechend gibt es beispielsweise besonders aufwendige Maschinen, die sogar in der Lage sind, aufwendige Artikel wie Modellhäuser zu erstellen. Nach oben hin gibt es kaum Grenzen. Da die Technik aktuell erst in der Frühphase ist, werden die erschwinglichen 3D-Drucker zu guten Preisen immer mehr an Qualität gewinnen.
Nun steht fest, was ein 3D-Drucker kann. Doch wie gelingt ihm das? Was früher in Science-Fiction-Filmen eine Vision war, scheint nun zumindest zu Teilen möglich zu sein: In der Medizin wird an 3D Druckern geforscht, welche jetzt schon z.B. Organe oder Zähne drucken können. Für den Heimbedarf lassen sich bequem ganze Gegenstände und Objekte drucken. Aber wie funktioniert das?

Wie funktioniert ein 3D-Drucker?

Zunächst bedarf es verschiedener Materialien, aus denen Werkstücke zusammengebaut werden. Dabei kommen mehrere infrage: In der Regel immer dabei ist flüssiger Kunststoff. Was hinzukommen kann, ist Pulver aus Metall, Keramik oder aber Sand. Ein sehr weit verbreiteter Kunststoff im 3D Druck und sehr beliebt ist PLA Filament PLA Filament (Polylactide, synthetische Polymere meist auf Basis von Mais bzw. Maisstärke).

Im Inneren des Druckers ist eine Arbeitsplattform vorhanden, auf die die geschmolzenen Materialien gespritzt werden. Dabei dient der Extruder quasi als Patrone: Aus ihm spritzen die erhitzten und verflüssigten Materialien - Lage für Lage - auf die Arbeitsplattform und härten beim abkühlen dort aus. So entsteht das Werkstück. Man nennt dieses Verfahren auch additive Fertigung. Allerdings gibt es noch weitere mögliche Verfahren, die zum Teil umgesetzt und zum Teil in Forschung sind.

Wo kann man den 3D-Drucker einsetzen?

amz music.pngZwar sind die genannten Materialien die Bestandteile der klassischen 3D-Drucker 3D-Drucker, die heute zu erwerben sind. Doch des weiteren gibt es zahlreiche Versuche und Modelle, im Rahmen derer noch wesentlich mehr Perspektiven bei der Materialwahl bestehen. So ergeben sich die verschiedensten Einsatzbereiche im Heimgebrauch, Industrie, Restaurants, Bäckereien & Konditoreien sowie etwa Kreativberufe. Dies sind einige Beispiele, die im Folgenden kurz erläutern werden. Es sei aber bereits jetzt erwähnt, dass diese Technik erst am Anfang steht und sich noch viel mehr Einsatzbereiche in naher Zukunft herauskristallisieren werden.

Heimgebrauch: Alles einfacher & kreativer!
Insbesondere im Heimgebrauch fasziniert der 3D-Drucker. Hier bietet er an den Stellen Aussichten auf Einfachheit, wo früher oder sogar heute noch zahlreiche Strapazen standen bzw. stehen. Sollte demnächst eine Vase kaputtgehen, kann der 3D-Drucker direkt Abhilfe schaffen. Auch bei solchen Gegenständen wie beispielsweise fehlenden Schrauben, Winkeln oder anderen Befestigungen, die sofort einen Ersatz erfordern, bietet das Gerät die Aussicht auf schnelle Lösungen. Auch lässt sich so neuer Stauraum schaffen in dem man sich etwa Aufbewahrungsboxen für Kleinteile oder ähnliches einfach ausdruckt.

Neben dieser Einfachheit ist die Kreativität ein großer Vorzug: Sollte es zuhause mal langweilig sein oder man selbst keine geschickte Hand für eigene Kunstwerke haben, dann ist der Wechsel in die Regie möglich: Am Computer tüftelt man das Wunschdesign aus und lässt dieses vom 3D-Drucker in die Tat umsetzen!

Industrie: Wenn komplexeste Formen möglich werden!
Aktuell sind in der Industrie insbesondere jene 3D-Drucker gefragt, die mit dem Material Metall oder auch Glas arbeiten können. Denn es gibt durchaus Einsatzteile, die erforderlich sind, aber sich mit den meisten konventionellen Methoden nicht herstellen lassen. In diesem Fall greift der 3D-Drucker als attraktive Lösung, der beispielsweise schwer umsetzbare integrierte Kühlkanäle in den Werkstücken verbaut.

In der Küche: Essen nach Wunsch als Genuss fürs Auge!
Sprichwörtlich heißt es: „Das Auge isst immer mit.“ Dies bedeutet, dass die Gerichte im Idealfall nicht nur schmecken, sondern auch ansprechend aussehen sollen. Mit dem 3D-Drucker ist nun die Chance - natürlich mit Lebensmitteln als angewendeten Materialien - gegeben, auch fertige Gerichte zu schaffen. Hier gibt es bereits für Pasta und Gebäck verschiedenste Testläufe in speziellen Maschinen. Diese sind allerdings noch nicht auf dem Markt frei verfügbar.

Kreativberufe: Originalgetreue Repliken & einfallsreiche Werke!
Ob Architekt oder aber Produktdesigner: Allen Kreativberufen eröffnen sich von nun an Möglichkeiten, originalgetreue Abbildungen bisher existierender Produkte zu erzielen oder aber exakt plangetreu neue Produkte zu schaffen. So lassen sich in Museen antike Ausstellungsstücke besser schützen, indem sie durch Repliken ersetzt werden oder aber im Falle von Architekten Grundrisse als Miniaturmodelle umsetzen. Prototypen und Designentwürfe können relativ zeitnah einfach gedruckt werden, um einen ersten Eindruck vom späteren Produkt zu erhalten.

Welche Kriterien sind für einen guten 3D-Drucker entscheidend?

Um die Vorzüge eines 3D-Druckers genießen zu können, ist es erforderlich, sich über einzelne Features sowie Kaufkriterien zu informieren. Unter Umständen ist bei einer guten Setzung der Prioritäten im eigenen Gebrauch sogar das ein oder andere Schnäppchen drin. Hierzu sind unter anderem die folgenden Aspekte wichtig und zu beachten:

  • Druckschichthöhe
  • Extruder
  • Druckraum
  • Druckbett
  • Filament
  • Druckgeschwindigkeit

Druckschichthöhe
Wie oben erfahren, schichtet ein 3D-Drucker Lage für Lage das Werkstück zusammen. Dabei bezeichnet die Druckschichthöhe, wie hoch diese einzelnen Lagen sind. Je dünner bzw. feiner die Druckschichthöhe ist, desto weniger merkt man dem Werkstück an, wie es zusammengesetzt worden ist. Bei einer Lage von 0,2 Millimetern werden bereits sehr ansprechende Ergebnisse erzielt. Doch auch darüber, etwa bei 0,3mm Druckschichthöhe ist ein 3D-Drucker absolut überzeugend.

Extruder
Der Extruder ist das Analog zur Patrone eines gewöhnlichen Druckers. Doch während es in Standard-Druckern mehrere Patronen gibt, die alle Farben zusammensetzen, ist dies beim 3D-Drucker anders. Dieser hat maximal zwei Extruder (3D Drucker mit Dual Extruder), in der Regel aber nur einen Extruder und bietet somit begrenztere Möglichkeiten. Für möglichst viel Spielraum in Sachen Materialwahl und Farbwahl empfiehlt sich ein Gerät mit mindestens zwei Extrudern. Alternativ, um etwas flexibler zu sein, kann man Objekte aber auch mehrfarbig in mehreren Teilstücken drucken und später etwa verkleben oder verschrauben.

Druckraum
Beim Druckraum handelt es sich um den Raum, in dem die Druckarbeit verrichtet wird. Die Größenangaben sind für die x-Achse, y-Achse und z-Achse angegeben. Je größer der Druckraum, desto größer können die Werkstücke sein welche aus einem Stück gedruckt werden können. Für den häuslichen Gebrauch und die Bastelei kleiner Gegenstände sind in der Regel an die 200 Millimeter (20cm) pro Achse absolut ausreichend.

Druckbett
Hinsichtlich des Druckbetts ist auf zweierlei zu achten:
Zum einen die Art des Verfahrens - beheizt oder unbeheizt - und zum anderen das Material, aus dem das Druckbett gemacht ist. Am besten ist immer ein beheiztes Verfahren mit mindestens 60°C, da dieses im Vergleich zum unbeheizten Verfahren beim Druckbett die Werkstoffe besser haften und gleichmäßiger verarbeiten lässt.
Was das Material des Druckbetts angeht, so eignen sich Platten etwa aus Glas, auf die idealerweise noch ein spezielles Spray aufgetragen wird. Dies lässt die Werkstücke besser haften.

Filament
PLA Filament - ABS - 3D DruckDas Filament ist die Füllung; sprich: Welche Materialien kommen in den Drucker? Hier ist allem voran Kunststoff (PLA Filament PLA Filament, ABS, etc.) das Material erster Wahl. Dieses wird auf Rollen von bis zu je 1 Kilogramm geliefert, und mit 190 bis 210 Grad schichtweise gedruckt. Auch bei der Farbauswahl gibt es kaum noch Grenzen, von Rot über Blau bis Grün, Weiß und Schwarz und allerhand Farbabstufungen sind ab ca. 20 EUR pro Kg zu haben.

Doch mittlerweile existieren diverse verschiedene Kunststoffformen für 3D-Drucker. Während die einen besonders hitzebeständig sind, sind die anderen scheuerfest oder enthalten zusätzlich noch Kupferanteile oder auch Holz für eine tolle Holzoptik des Werkstückes.

Auch glow in the dark PLA glow in the dark PLA ist inzwischen erhältlich, welches wie der Name schon sagt im dunkeln leuchtet. Grundsätzlich sollte die Wahl des Filaments immer in Abstimmung mit den Fähigkeiten des Druckers (Druckbett, Druckkopf und dessen Temperatur sowie weitere Aspekte) sowie in Abstimmung mit dem eigenen gewünschten Werkstück erfolgen.

Druckgeschwindigkeit
Gute Modelle für Einsteiger beginnen mit einer Druckgeschwindigkeit von 80 Millimetern pro Sekunde. 80mm/s bis 160mm/s sind hier üblich. So kann der Druck größerer Objekte gerne einmal ein paar Stunden dauern. Professionelle Modelle legen dem natürlich eine Schippe drauf. Allerdings ist es bei 3D-Druckern mit dem Kriterium Geschwindigkeit ebenso wie bei zahlreichen anderen elektronischen Geräten: Geschwindigkeit gleicht keineswegs den Mangel an Qualität aus. Deswegen ist es wichtig, alle genannten Kriterien in eine Waagschale zu werfen und erst dann die Entscheidung für einen Drucker zu treffen oder eben nicht.

Verschiedene Hersteller & Modelle

In diesem Abschnitt erhalten Sie einen näheren Einblick in den Markt. Hier lernen Sie fünf angesagte Hersteller sowie einige Modelle kennen, damit Sie sich einen Eindruck von den Möglichkeiten verschaffen.

Creality 3D
Hierbei handelt es sich um einen chinesischen Hersteller, welcher im Zusammenhang mit 3D-Druckern sehr bekannt ist. Die hiesigen Modelle sind besonders wirtschaftlich, was meint, dass sie bei fairen Preisen sehr solide Leistungen liefern. Insbesondere das Modell Comgrow Creality 3D Ender 3 macht von sich reden, da es zahlreiche interessante Features enthält und sich sehr einfach zusammenbauen lässt.

Monoprice
Monoprice selbst vermarktet sich als Nummer-1-Druckermarke der Welt. In jedem Fall ist der Hersteller für zahlreiche verschiedene Elektronik-Artikel vorne mit dabei. Hier findet sich ein großes Sortiment, bei dem vor allem eines auffällt: Das Design der Drucker ist hochmodern und macht sich in jedem Hobby-Bastelraum oder Werkraum exzellent. Was die Leistung und Qualität der Drucker angeht, so gibt es für die verschiedensten Ansprüche die verschiedensten Modelle: Vom hochpreisigen, aber beeindruckenden Dual Extruder 230 bis hin zum kleineren Maker Select Plus, der dennoch in seinem preislichen Rahmen qualitativ einiges zu bieten hat.

Geeetech
Ebenfalls aus China kommend, macht dieser Hersteller insbesondere durch sein gutes Preis-/Leistungsverhältnis auf sich aufmerksam. So überraschte der Hersteller mit seinem Modell A10, als dieses dem Hersteller Creality große Konkurrenz machte: Gleiche Leistung zum besseren Preis? Das muss jeder für sich selbst ausmachen. Aber schlussendlich lässt sich sagen, dass jeder, der 3D-Drucker zum Schnäppchenpreis um die 200 Euro sucht, sich das Angebot von Geeetech Geeetech anschauen sollte.

ANYCUBIC
Bei dieser Marke macht das Arbeiten mit 3D-Druckern richtig Spaß! Hochwertige Modelle in Kombination mit der entsprechend hochwertiger Software bringen hier ansprechende Werkstücke hervor. Natürlich lässt sich Anycubic seine Qualität mehr kosten als Geeetech oder aber Creality 3D. Dennoch gehört der Hersteller zu einem der beliebtesten auf dem Markt, zumal die Drucker oft je nach Modell bereits vormontiert geliefert werden. Ich selbst habe mich beim Kauf für den Anycubic I3 Mega entschieden. Ein solides Gerät, mit dem ich super zufrieden bin.

Membino
Um auch mal Qualität Made in Germany zu nennen, gibt es noch die Marke Membino. Die Membino GmbH steht im Bereich der 3D-Drucker für besonders hohe Qualität und bringt Drucker mit sehr hoher Zuverlässigkeit sowie Leistung hervor. Die Geräte stammen aus einer Hand und laufen dementsprechend flüssig sowie einwandfrei.

Weitere Hersteller
Selbstverständlich ist dies lediglich ein Auszug beliebter und bekannter Hersteller. Es gibt noch zahlreiche weitere Marken, die teilweise in der öffentlichen Wahrnehmung noch nicht so präsent sind. Grund dafür ist beispielsweise deren Spezialisierung. So gibt es einige Hersteller, die sich auf 3D-Drucker für Metall spezialisiert haben:
Desktop Metal, DMG Mori, EOS, SBI, Sisma, Spee 3D...

Insbesondere dieser Markt für 3D-Drucker, die aus Metall fertigen, ist einer mit einer vielversprechenden Zukunft und vor einem Boom. Zahlreiche weitere Hersteller bieten ihre ganz eigenen Alleinstellungsmerkmale und somit die Chance für jede Person, exakt das Modell zu finden, welches es für die eigenen Zwecke braucht.

Wie ist der Ablauf eines 3D-Drucks?

Um einen Einblick darin zu erhalten, wie aus der bloßen Idee für den Druck ein fertiges Werkstück resultiert, bekommt man im Folgenden zwei Möglichkeiten aufgeführt, mit denen die Fertigung von Werkstücken funktioniert:

  • 3D-Scanner
  • Software

3D-Scanner
Enthält der jeweilige 3D-Drucker einen Scanner Scanner, dann ist dies umso vorteilhafter. So müssen Sie nämlich das zu kopierende Stück einfach nur in den Scanner legen, welcher daraufhin die Informationen an den Computer übermittelt und letzten Endes die Chance zum originalgetreuen Abbild bietet. Ob es nun ein Becher ist oder aber der fehlende Löffel: Mit dem 3D-Scanner kommen 1-zu-1-Kopien zustande. Doch damit diese Kopien gut aussehen, sind ein starker Scanner sowie eine gute Software zum Übermitteln der Daten an den Computer erforderlich. Darüber hinaus sind solche 3D Drucker extrem teuer und sind wohl eher etwas für den professionellen Bereich etwa im Industrie Sektor.

Software
Bei der hierfür geeigneten Software handelt es sich um die sogenannte CAD-Software. Dabei steht CAD für Computer Aided Design (Computer-unterstütztes Design / rechnerunterstützte Konstruktion und Arbeitsplanung). Hier bieten sich die Möglichkeiten zur Erstellung der verschiedensten Modelle. Für Einsteiger ist es empfehlenswert, zunächst mit günstiger Software, die Hilfestellungen und Tutorials anbietet, zu trainieren (z.B. Blender oder webbasierende Lösungen wie Tinkercad). Danach ist der Übergang auf eine professionelle Software, die allen Spielraum zu Kreativität und Umsetzung bietet, durchaus möglich.

Fazit zu 3D Druckern und deren Möglichkeiten

3D-Drucker bilden für die einzelnen Käufer einen hohen Spaß- und Nutzenfaktor ab. Die Geräte ermöglichen Nachbildungen und Designs mit Mechanismen, die früher kaum denkbar waren. Dabei sei erwähnt, dass es die ersten 3D-Drucker schon Ende der 80er Jahre gab. Aber wie so häufig braucht die Technik einige Zeit, bis sie sich entwickelt hat. Die heute käuflichen 3D-Drucker 3D-Drucker bieten bereits eine Fülle an Möglichkeiten, die sich qualitativ hochwertig umsetzen lassen.

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An dieser Stelle wird ein Vorteil der Drucker gern vergessen: Ein Drucker bietet die Möglichkeit, sogar einiges an Kosten zu sparen. Denn musste man früher Figuren oder aber Inventar nachkaufen, wenn sie kaputt gingen, ist heute unter Umständen die kostengünstige eigene Erstellung möglich. Der 3D-Druck bietet ebenso eine tolle und einfache Möglichkeit, etwa das upcycling alter Ikea Lampen oder aber das erweitern bestehender Möbel und Einrichtungsgegenstände durch drucken und anbringen von Fächern und Körben. Ein Beispiel hierfür sind zusätzliche Körbe für das Stubenbettchen unserer Kleinen. So sind Windeln, Cremes und Feuchttücher immer Griffbereit und haben ihren Platz.

In Kombination mit dem großen Spaß- und Nutzenfaktor stellen 3D-Drucker somit eine attraktive Möglichkeit für die eigenen vier Wände oder aber auch das eigene Unternehmen dar.

Zuletzt bearbeitet: 13. Juni, 2019
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