Über 3D Druck
Es gibt im Bereich 3D Druck unzählige verfahren. Wir arbeiten hauptsächlich mit dem FDM-Verfahren. FDM engl. Fused Deposition Modeling bedeutet auf deutsch Schmelzschichtung. Das heißt der Kunstoff wird schichtweise aufgetragen. Hier ein kurzer Auszug aus Wikipedia:
Der 3D-Druck (auch 3-D-Druck[1]), auch bekannt unter den Bezeichnungen Additive Fertigung, Additive Manufacturing (AM), Generative Fertigung oder Rapid-Technologien[2], ist eine umfassende Bezeichnung für alle Fertigungsverfahren, bei denen Material Schicht für Schicht aufgetragen und so dreidimensionale Gegenstände (Werkstücke) erzeugt werden. Dabei erfolgt der schichtweise Aufbau computergesteuert aus einem oder mehreren flüssigen oder festen Werkstoffen nach vorgegebenen Maßen und Formen (siehe CAD/CAM). Beim Aufbau finden physikalische oder chemische Härtungs- oder Schmelzprozesse statt. Typische Werkstoffe für das 3D-Drucken sind Kunststoffe, Kunstharze, Keramiken[3] und Metalle. Inzwischen wurden auch Carbon- und Graphitmaterialien für den 3D-Druck von Teilen aus Kohlenstoff entwickelt.[4] Obwohl es sich oft um formende Verfahren handelt, sind für ein konkretes Erzeugnis keine speziellen Werkzeuge erforderlich, die die jeweilige Geometrie des Werkstückes gespeichert haben (zum Beispiel Gussformen).
Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/3D-Druck, 28.08.2019
Der 3D Druck ist also ein additives Fertigungsverfahren, womit wir aus einem 3-dimensionalen digitalen Objekt ein Werkstück, Bauteil oder Endprodukt erschaffen können. Das 3D Objekt, meist STL-Dateien, werden von einem Slicer in einzelne Schichten (Layer) geteilt. Diese Layer werden Schritt für Schritt übereinander gedruckt. Je höher also die Layerauflösung, sprich je kleiner die Layerhöhe ist, umso mehr Details können wir drucken und um so besser wird die Mantelfläche. Zum anderen bestimmt der Düsendurchmesser zu einem großen Anteil die Breite der gedruckten Linie und ist somit ebenfalls entscheidend für verschiedene Details auf der Oberfläche, sowie der Mantelfläche.
Nun kommen wir zu einigen wichtigen Parametern:
Wichtige Parameter:
| Schichtdicke (Layerhöhe / -auflösung) | Gibt an, wie hoch die einzelnen Schichten sind, in die das Objekt geschnitten wird. |
| Düsendurchmesser | Bestimmt zum großen Teil die Linienbreite und somit auch die Genauigkeit/ Auflösung des Druckes |
| Infill (Füllung) | Gibt in Prozent an, wie stark ein Objekt gefüllt wird. Mit 100% wird das Objekt voll gedruckt. Wählt man weniger, lassen sich verschiedene Infillmuster auswählen (Zickzack, Honeycomb, etc.) |
| Konturlinien | Gibt an, wie viele Wandlinien gedruckt werden, bevor das Infill gedruckt wird. Sollte z.B. für ein nachträgliches schneiden von Gewinde etwas erhöht werden. |
| Grund- und Deckschichten | Gibt an, wie viele Grund und Deckschichten gedruckt werden, bevor das Infill gedruckt wird. |
| Temperatur | Ist ein entscheidender material abhängiger Parameter, der über den Fluss des Filamentes und somit der Druckbarkeit entscheidet. |
| Geschwindigkeiten | In der Regel, umso langsamer man druckt, umso besser wird die Qualität. Manche Filamente (flexbile) lassen sich nur sehr langsam drucken. |
| Fluss (Flow) | Der Fluss gibt an, wie viel Filament durch die Düse gedrückt wird. Bzw. ist der Fluss relativ Filament und Temperaturabhängig. Dieser Parameter wird Prozentual angegeben. |
Kommen wir nun zu den “druckbaren” Materialien (Filamenten). Wie schon erwähnt, lassen sich fast alle gängigen Kunststoffe verarbeiten. Der wohl im 3D Druck meist verbreitete Kunststoff ist PLA (Polylactide oder Polymilchsäure). Aus diesem Kunststoff sind zum Beispiel auch Joghurtbecher und andere Lebensmittelverpackungen. Dieses Material ist sehr günstig und lässt sich relativ leicht verarbeiten, allerdings ist die Wärmeformbeständigkeite mit ca. 60°C nicht besonders hoch wodurch es bei vielen technischen Anwendungen nicht verwendet werden kann. Hier könnte dann ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) geeignet sein. ABS ist bis rund 95°C Formbeständig. Aus diesem Material bestehen viele Dinge aus ihrem Alltag, zum Beispiel Gehäuse von Fernsehgeräten, Telefonen und Computern (Maus, Tastatur, etc) und auch Lego-Bausteine bestehen aus ABS.
Kommen wir aber nun zu etwas spezielleren Materialien, wie flexiblen und witterungsbeständigen Kunststoffen. Aus flexiblen Materialien lassen sich zum Beispiel Dichtungen oder ähnliche Sachen herstellen. Dazu wäre TPU (Thermoplastisches Polyurethan) ein geeignetes Material, welches auch Säure-/Benzin- und Ölbeständig ist. Zu den witterungsbeständigen Materialien gehört z.B. auch ABS aber mehr noch ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymere).