3D-Druck – wie funktioniert das eigentlich?

von 27. Mai 2015

Welche Unterschiede gibt es?

Für Menschen mit Mut ist der 3D-Druck eine Revolution. Kritiker sehen darin allerdings eine heiße Luftblase, die demnächst platzen wird. Für interessierte Bastler eröffnen sich schier unglaubliche Möglichkeiten, sofern sie über entsprechende AutoCAD-Grundlagen verfügen oder dazu bereit sind, sich das erforderliche Wissen mit einer entsprechenden Schulung anzueignen.

Der Begriff 3D-Druck steht als Sammelbegriff für verschiedene Techniken, die alle nach unterschiedlichen Prinzipien funktionieren. Sie unterschieden sich in den verwendeten Materialien, bauen allerdings allesamt dreidimensionale Objekte. Hierfür wird Material in vielen dünnen Schichten aufgetragen und verfestigt. Die Fachbezeichnung hierfür lautet additive Fertigung.

So funktioniert der Druck mit FDM

Mithilfe des Fused Deposition Modeling – kurz FDM – werden Materialien verarbeitet, die durch Erhitzung weich und somit formbar werden. Mögliche Materialien sind thermoplastische Kunststoffe, Modellierwachs oder auch Schokolade. Bei FDM-Maschinen besteht der Druckkopf aus einer heißen Düse. In diese wird das Rohmaterial gepresst und verflüssigt sich durch Hitze. Es tritt danach am Düsenende als weicher und dünner Faden aus. Hiermit zeichnet der Druckkopf Schicht für Schicht das gewünschte Objekt.

Fast alle Drucker unter 4.000 Euro arbeiten mit FDM, da die Mechanik und Technik recht simpel ist. Als Rohmaterial findet hier Plastikdraht Verwendung. Da dieser Draht nicht sofort an der Luft erstarrt, muss das Objekt abgestützt werden. Dafür fügt die Software Gitterstrukturen zu, die später beseitigt werden müssen. Hochwertige FDM-Drucker besitzen zwei Druckköpfe – der zweite arbeitet mit einem wasserlöslichen Material, wodurch sich die Stützstrukturen später einfach in einem Bad auswaschen lassen.

Druck mit Pulver und Licht

Ein anderes Verfahren arbeitet mit Pulver als Rohmaterial. Der Druckkopf haucht das Pulver Schicht für Schicht auf das Modell und verfestigt es anschließend. Bei einer Verwendung von Kunststoffen, wie beispielsweise Polyamid, oder bei Titan und Stahl schmilzt ein Laser die Körnchen – dieses Verfahren wird Selective Laser Sintering (SLS) oder Selective Laser Melting (SLM) genannt.

Für farbige Modelle spritzt ein spezieller Druckkopf ein Gemisch aus Bindemittel und Farbe in die Pulverschicht und sorgt dadurch für das Verkleben der einzelnen Körnchen. Nicht verwendetes Pulver bleibt liegen und stützt dadurch überhängende Teile. Zum Schluss wird es einfach weggebürstet und kann weiterverwendet werden.