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3D-Druck

Ich druck mir die Welt, wie sie mir gefällt

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Die drei wichtigsten Verfahren

Fused Deposition Modelling (FDM)

Dieses Verfahren ist dem alltäglichen Drucken mit Tinte auf Papier sehr ähnlich. Gedruckt wird mit Thermoplasten. Das sind Kunststoffe, die unter Hitzeeinwirkung schmelzen und dann gut formbar sind. Sie werden als langes Band auf einer Spule in das Gerät eingesetzt. Das Band wird während des Drucks abgewickelt, erhitzt und zu einer beweglichen Düse transportiert. Sie gießt das Material an den vom Computer vorgegebenen Stellen auf die Oberfläche. Ist eine Schicht fertig, wird die nächste aufgetragen.

Am Ende des Verfahrens stehen Teile mit relativ grober Struktur, da die Schichtdicke verhältnismäßig groß ist. Die Teile müssen also gegebenenfalls händisch nachbearbeitet werden. Außerdem brauchen komplexere Formen mit überhängenden Teilen eine Stützkonstruktion, da das Material sonst einfach nach unten fließen würde. Manche Geräte gießen die Stützen gleich mit, bei anderen müssen sie vom Nutzer passgenau aufgestellt werden. Weil die Technik (ähnlich dem Nutelladrucker) recht einfach ist, gibt es Drucker mit FDM-Prinzip schon für kleines Geld für den Hausgebrauch.

Selektives Lasersintern (SLS)

Auch beim Lasersintern wird mit Hitze gearbeitet. Der große Unterschied zur FDM besteht darin, dass das Material in Pulverform flächendeckend auf einem Arbeitstisch verteilt wird. Zum Einsatz kommen Metalle, Kunststoffe und Mischungen aus beiden. Ein Laser fährt über die Fläche (oder die Arbeitsfläche wird entsprechend bewegt) und schmilzt das körnige Material an gewünschten Stellen an, sodass es verklebt. Ist eine Ebene fertig gesintert, wird eine neue Materialschicht aufgetragen. So baut der computergesteuerte Laser nach und nach die Figur auf.

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Weil das umgebende Pulver überhängende Partien trägt, ist keine Stützkonstruktion nötig. Das fertige Teil wird aus dem Pulver genommen und gereinigt. Je nach Material trägt eine thermische Endbearbeitung zur Stabilität bei. Die relativ raue Oberfläche kann mechanisch geglättet werden. Der nicht verschmolzene Rohstoff kann beim nächsten Stück wiederverwendet werden.

Eine Variante ist das Selektive Laserschmelzen (SLM), bei dem der metallische Ausgangsstoff vollständig geschmolzen wird. Durch die große Hitze hat das Material zu 99 Prozent die Eigenschaften des Ausgangsgranulats. Gleiches gilt für das Elektronenstrahlschmelzen (EBM), das massive, lunkerfreie und sehr robuste Teile hervor bringt.

Stereolithographie (SLA)

Die Stereolithographie arbeitet mit besonderen Flüssigkeiten, den Photopolymeren. Sie härten bei Bestrahlung mit Licht aus. Das flüssige Kunstharz befindet sich in einem Becken mit einer höhenverstellbaren Plattform. Der Laser ist auf die Oberfläche gerichtet, wo er das Material punktgenau aushärtet. Ist eine Schicht fertig, fährt die Arbeitsfläche einige Millimeter herunter und weiteres Kunstharz wird aufgefüllt.

Auch bei diesem Verfahren werden gegebenenfalls Stützen für überhängende Teile benötigt, die sonst in der Flüssigkeit nach unten sinken müssten, solange sie keine Verbindung zum Hauptkörper haben. Wenn das Teil fertig ist, wird es aus der Flüssigkeit gehoben und gereinigt. Nach einer Feinbearbeitung wird das Material oft noch im UV-Ofen abschließend gehärtet.

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