3D-Drucker

3D-Drucker – Kaufberatung

Markus ist Ingenieur und lebt mit seiner Familie in München. Er ist ein großer Technik-Fan und interessiert sich für die neusten Möglichkeiten, die ihm die Branche bietet. Außerdem ist er Modellbauer und baut in seiner Freizeit verschiedenste Modelle von Autos über Eisenbahnen bis hin zu Flugzeugen. Jetzt hat Markus von einem Freund gehört, dass er sich neue Teile für seinen Modellbau mit einem 3D-Drucker ausdruckt. So kann er individuelle und besondere Modelle bauen. Markus ist von der Idee begeistert und überlegt, sich selbst einen 3D-Drucker zu kaufen. 

Inhaltsverzeichnis

• Was sind 3D-Drucker?
• Welche Arten von 3D-Druck gibt es?
• Wie funktioniert 3D-Druck?
• Wo kann ich einen 3D-Drucker einsetzen?
• 3D-Drucker kaufen bei Cyberport

Was sind 3D-Drucker? 

3D-Drucker – vor einigen Jahren waren sie noch extrem hochpreisig und deshalb beinahe ausschließlich für Unternehmen zugänglich. Aufgrund von rasantem technischem Fortschritt sind die Printer nun auch als günstigere Modelle, sogenannte Desktop-3D-Scanner, erhältlich und haben eine einfache Bedienung. So können sie heute auch von kleineren Firmen oder sogar von Privatpersonen wie Markus genutzt werden. 

3D-Drucker sind Geräte, die dreidimensionale Objekte aus verschiedenen Materialen schichtweise aufbauen, also „drucken” können. Diese fortschrittliche Fertigungstechnologie, bei der Schichten nach und nach hinzugefügt werden, bis ein Objekt entsteht, nennt man additive Fertigung. Im Gegensatz dazu steht die subtraktive Fertigung, bei der Materialien aus einem größeren Block entfernt werden (die gleiche Fertigungsmethode wie bei der Bildhauerei). 

Da beim 3D-Druck ein Objekt aufgebaut wird, geht das Drucken weniger schnell als bei regulären Druckern. Für ein Objekt mit den Maßen 20 x 20 x 20 mm werden etwa 30 Minuten benötigt. Je größer das zu druckende Objekt, umso länger benötigt der Printer für den Druck. 

Welche Arten von 3D-Druckern gibt es?

Beim 3D-Druck gibt es zwei Hauptverfahren, die für die additive Fertigung am häufigsten genutzt werden: Fused Deposition Modeling (FDM) und Stereolithografie (SLA).

FDM – Fused Depostition Modeling 

FDM ist die Technologie, die von den meisten Herstellern für 3D-Drucker eingesetzt werden. Beim FDM-Verfahren werden als Druckmaterial Kunststoffe (sogenannte Thermoplaste wie ABS und PLA) durch eine beheizte Düse am FDM-Drucker gedrückt. Daraufhin schmilzt der Kunststoff und wird Schicht für Schicht auf die Konstruktionsplattform des FDM-Druckers aufgetragen. FDM ist eine schnelle, einfache und kostengünstige Methode, um 3D-gedruckte Teile herzustellen und eignet sich vor allem für den Druck einfacherer Objekte, zum Beispiel Gefäße oder Deko-Figuren. 

Unser Tipp: Klein aber oho – mit dem FDM-Drucker Da Vinci Junior 2.0 Mix des Herstellers XYZ PRINTING bringst du Farbe in dein Druck-Erlebnis. Das Gerät verfügt über einen Extruder, über den jedoch zwei Farben ausgegeben werden können. Über die Druckvorbereitungssoftware kannst du vorab wählen, welche Teile deines Modells in welcher Farbe gedruckt werden sollen, oder ob es einen regelmäßigen Farbverlauf geben soll. Dieser Drucker ermöglicht den Druck mit Filament aus PLA und Tough PLA. 

SLA – Stereolithografie

SLA-3D-Drucker finden vor allem im professionellen Bereich Anwendung, zum Beispiel im Maschinenbau, in der Fertigung, in der Zahntechnik oder in der Schmuckherstellung. Hier werden äußerst detaillierte und feine Objekte benötigt. Bei SLA-Druckern wird als Druckmaterial flüssiges Kunstharz (Resin) verwendet, das beim Druck durch einen Laser gehärtet wird. Auch hier wird additive Fertigung genutzt, da das Harz Schicht für Schicht aufgetragen wird. 

Unser Tipp: Mit dem hochwertigen Resin-Drucker Creality Halot-Max CL-133 fertigst du mithilfe von Kunstharz verschiedene Teile in Industriequalität an. So findet der SLA-Drucker Einsatz in vielen Bereichen wie Medizin oder Fertigung. Der Drucker ist mit einem 4K-Monochrom-Bildschirm und einer integrierten Lichtquelle ausgestattet, sodass du dein Modell während es Drucks im Auge behalten kannst. Zudem kannst du bei Creality-Druckern die speziell für den Hersteller entwickelte Slicing-Software nutzen. 

Additiver Metall-3D-Druck 

Neben Kunststoffen können auch verschiedene Metalle mithilfe der additiven Fertigung zu Bauteilen gefertigt werden. Metall-3D-Drucker kommen vor allem in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie und im medizinischen Bereich zum Einsatz. Durch die Drucker müssen Metallteile nicht länger durch Zerspanen, Fräsen oder Metallgießen angefertigt werden – der 3D-Druck spart Material und somit Geld. 

Metall-3D-Druck basiert in der Regel auf Fused Filament Fabrication (FFF). Bei der Produktion von Metallteilen wird das Filament, eine Art Draht aus Metallpulver und Kunststoff, durch eine heiße Düse in den Drucker gegeben und durch die Düsenöffnung in geschmolzenem Zustand auf die Bauplattform gedruckt. Auch bei diesem additiven Fertigungsverfahren erfolgt die Herstellung in Lagen. Für den Metalldruck können Filamente aus verschiedenen Metallen wie Aluminium oder Edelstahl verwendet werden. 

Wie funktioniert 3D-Druck?

Bevor Markus sich für einen bestimmten 3D-Drucker entscheidet, möchte er sich darüber informieren, wie der Druck genau abläuft, welche zusätzliche Ausrüstung er dafür benötigt und wie er sich auf den Druck am besten vorbereitet.

Step #1: 3D-Scan oder 3D-Modellierung

Um einen 3D-Druck zu erstellen, reicht keine normale Datei in Photoshop oder Word. Stattdessen benötigst du ein 3D-Modell des Objekts, das du ausdrucken möchtest. Hierzu kommen 3D-Scanner oder spezielle Software zum Einsatz. Ein bereits bestehendes Objekt wird eingescannt und kann dann mit dem 3D-Drucker repliziert werden. 

Möchtest du eigene, digitale Designs erstellen, benötigst du statt eines 3D-Scanners eine CAD-Software (CAD = Computer-aided Design) wie zum Beispiel Solid Edge, die heutzutage bereits online zugänglich ist. Anschließend leitest du die CAD-Daten zu deinem Design an den 3D-Drucker weiter. Dieser verwendet die CAD-Datei in hoher Auflösung als Vorlage und druckt das entsprechende Objekt aus. 

Step #2: Slicing

Doch bevor das CAD-Modell tatsächlich gedruckt wird, muss ein weiterer Step erfolgen: Neben CAD wird eine Slicing-Software (bzw. Slicer-Software) verwendet, die das designte Objekt beziehungsweise dessen Scan in die dünnen Schichten (Slices) einteilt, die später ausgedruckt werden. Diese Datei wird häufig als G-Code bezeichnet. Für verschiedene Anwendungsfälle gibt es eine Vielzahl an Slicing-Software, zum Beispiel Slic3r, für Beginner, Fortgeschrittene und Profis. 

Step #3: Druckvorgang

Je nachdem, welche 3D-Druck-Art verwendet wird, unterscheidet sich der Druckvorgang in einigen Instanzen. Beim FDM-Druck wird, ähnlich wie bei einer Heißklebepistole, das Material (Filament) im Drucker geschmolzen, zum Beispiel über eine beheizte Düse mit zwischen 220 bis 250 Grad Celsius. Das geschmolzene Material wird dann Schicht für Schicht im Druckbereich aufgetragen. Die einzelnen Schichten werden anschließend ausgehärtet, zum Beispiel durch einen UV-Laser beziehungsweise ein UV-Licht. So entstehen Modelle mit hoher Genauigkeit bei der Druckqualität. 

Im Gegensatz dazu wird beim SLA-Druck ein Behälter mit flüssigem Harz gefüllt. Anschließend wird das Druckbett in das Harz getaucht. Durch einen UV-Laser wird eine Schicht Harz gehärtet, diese setzt sich am Druckbett fest. Schicht für Schicht entsteht so das zu druckende Modell. 

Step #4: Nachbearbeitung

Je nach verwendetem Material und eingesetzter Drucktechnologie sind nach dem Druck eventuell zusätzliche Schritte notwendig, zum Beispiel eine Aushärtung durch eine UV-Lampe. So wird sichergestellt, dass sich die Schichten stabil miteinander verbinden, sodass das fertige Objekt robust ist. Im industriellen Bereich müssen Fachkräfte Bauteile teilweise zusätzlich durch Fräsen oder Drehen bearbeiten, um ihnen das gewünschte Finish zu geben. 

Wofür du einen 3D-Drucker verwenden kannst

Gleich, ob du einen 3D-Scanner oder eine CAD-Software nutzt, um mit dem 3D-Drucker neue Objekte herzustellen: Deiner Kreativität sind keine Grenzen gesetzt. Du kannst 3D-gedruckte Teile in einer Vielzahl an Situationen nutzen. 

Personalisierte Geschenke

Du bist auf der Suche nach einzigartigen Geschenken, die genau zu deiner Familie, deinem Partner oder deinen Freunden passen? Mit günstigen 3D-Druckern wie dem Creality Ender-3 v2 Neo kannst du erste Versuche im 3D-Druck wagen und personalisierte Geschenke in Form von kleinen Objekten wie Handytaschen, Trinkgefäßen, Figuren etc. herstellen. Dieser 3D-Drucker von Creality Ender überzeugt durch sein vergleichsweise geringes Gewicht von 7,8 kg und bietet dir die Möglichkeit, Objekte mit Maßen bis zu 22 x 25 x 22 cm (Breite x Höhe x Tiefe) herzustellen.

Der Creality-Drucker ist mit einer innovativen, magnetischen Druckplattform ausgestattet, die einerseits für eine gute Haftung sorgt und es andererseits einfacher macht, das gedruckte Objekt von der Platte zu entnehmen. Die Druckgenauigkeit und die Druckeffizienz werden bei diesem Gerät durch einen automatischen 16-Punkt-Druckhöhenausgleich verbessert, was für ein sehr gutes Preis-Leistungs-Verhältnis sorgt. Der Drucker ist sehr leise und ist mit einem 4,3-Zoll-Farbdisplay ausgestattet, über das du eine Modellvorschau erhältst. 

Erstellung von Modellen & Ersatzteilen

Mithilfe des 3D-Druck-Verfahrens können Unternehmen und Privatpersonen individuell designte Ersatzteile aus Kunststoff, Kunstharz oder Metallen herstellen – gleich, ob fehlender Knopf oder Prothese. Mit Hilfe eines 3D-Scanners und -Druckers duplizierst du dreidimensionale Objekte detailgetreu. Möchtest du Ersatzteile selbstständig entwerfen, kannst du die entsprechende Software, zum Beispiel CAD-Programme wie Blender verwenden. 

Zudem können Designer oder Handwerker die 3D-Technologie nutzen, um ihre Ideen, zum Beispiel für ein neues Design, vorab als kleineres Modell auszudrucken, um es potenziellen Kunden oder Investoren vorzustellen. Mit professionellen 3D-Druckern wie dem FlashForge Creator Pro 2 kannst du außerdem einzigartige Kunstwerke wie Skulpturen oder Schmuckstücke herstellen.

Der 3D-Drucker Creator Pro 2 des Herstellers FlashForge nutzt FFF-Technologie und hat einen maximalen Druckbereich von 200 x 148 x 150 mm sowie eine Ebenenauflösung von 100 bis 500 Mikrometern. Der Drucker sitzt in einem geschlossenen Metallrahmen, was für eine gleichbleibende Druckleistung sorgt. Darüber hinaus verfügt das Gerät über ein unabhängiges Dual-Extruder-System, das Spiegeldruckmodus sowie Duplikator-Modus (zum Drucken von mehreren Modellen gleichzeitig) unterstützt und für anspruchsvolle, fragile Druckobjekte auch Druck mit Stützmaterialien bietet. 

Markus möchte einen Drucker, mit dem er die Bauteile für seinen Modellbau möglichst genau und zügig drucken kann, und entscheidet sich dafür, den Drucker von FlashForge zu kaufen. Außerdem informiert er sich über 3D-Scanner, da er mithilfe von Drucker und Scanner gerne bestehende Bauteile duplizieren möchte. 

Herstellung von Bauteilen

Im Industriebereich werden mithilfe von 3D-Druckern verschiedene metallische Bauteile, Gehäuse oder Prototypen neuer Produkte erstellt. Hier ist häufig das Drucken von großen Objekten notwendig. Deshalb ist ein professionelles Druck-System mit einem großen Druckformat in diesen Fällen meist die beste Wahl.

Für die additive Herstellung im großen Stil eignet sich zum Beispiel der Creality CR-1000 Pro 3D-Drucker mit einem Druckformat von 1.000 x 1.000 x 1.200 mm. Dieses Modell erreicht eine Düsentemperatur von bis zu 260 Grad Celsius und ermöglicht eine Schichthöhe von 0,2 bis 0,7 mm. Dank des BL-Touch-Nivelliersystems ist der Druck jederzeit perfekt ausgerichtet. Durch ein Anheben des Druckbetts können kleinste Unebenheiten bei den Druckschichten ausgeglichen werden. 

Den Druck steuerst und überwachst du über den integrierten Vollfarb-Touchscreen. Zudem kann der Drucker des Herstellers Creality mit einer SD-Karte verbunden werden, sodass Modelle ausgedruckt werden können, ohne dass eine Verbindung zu einem PC bestehen muss. Um deinen Druck bei einem Stromausfall abzusichern, ist der Drucker mit Fail Safe ausgestattet. Damit wird dein Druck auch ohne Strom fortgesetzt.

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