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3D-Drucker und Zubehör

3D-Drucker als Bausatz oder Fertiggerät

Entdecken Sie die Welt des 3D-Drucks

3D Drucker und Bausätze - Startbild
 

3D-Drucker ermöglichen in vielen Bereichen, ob privat oder beruflich, das Erschließen völlig neuer, dezentraler und individueller Fertigungsmöglichkeiten mit verschiedensten Materialien. Das können Prototypen ebenso sein wie Kleinserien oder Ersatzteile. Zusätzlich ist es mit 3D-Druckern möglich, ohne aufwändigen Maschineneinsatz selbst konstruierte oder in CAD-Datenpools verfügbare Teile selbst zu fertigen. Und schließlich kann über geeignete Scan- und CAD-Bearbeitungstechniken jeder Gegenstand räumlich gescannt und nachgefertigt werden. Mit zunehmender Verbreitung und Bedienvereinfachung wird bald ein 3D-Drucker ein so selbstverständliches Werkzeug sein wie eine Lötstation am Elektronikarbeitsplatz oder eine Bohrmaschine in der Werkstatt.

 

3D-Drucker mit dem FDM-Verfahren

Das am weitesten verbreitete Verfahren ist das FDM-Schmelzverfahren, das bei relativ niedrigen Temperaturen schmelzende Kunststoffe wie PLA und ABS einsetzt. Der in einem Extruder geförderte und geschmolzene Kunststoff wird über eine präzise Düse in einem Schichtverfahren aufgetragen, wobei die aufgetragenen Schichten miteinander verschmelzen und nach dem Erkalten ein stabiles, zusammenhängendes Teil ergeben. Für industrielle Verfahren kommen hingegen in der 3D-Drucktechnik sehr hochwertige Verfahren wie der Laser-Sinterdruck und der Metalldruck zum Einsatz. Über solche und ähnliche verfahren werden sogar hochwertige Ersatzteile wie Flugzeug-Ersatzteile hergestellt.

Der Druckkopf bzw. die Druckplattform des 3D-Druckers werden, durch ein CNC-Programm gesteuert, in drei Dimensionen bewegt, so entstehen komplexe dreidimensionale Druckobjekte. Durch eine geschickte Konstruktion der Teile und rückstandslos wieder entfernbare Stützstrukturen können sogar Teile mit vollständig innenliegenden Hohlräumen ohne Nachbearbeitung hergestellt werden. Bei Einsatz von Dual-Extrudern sind auch mehrfarbige Objekte, solche aus verschiedenen Materialien und die gleichzeitige Verarbeitung von Stützmaterialien realisierbar.


Bausatz oder Fertigerät?

Dies ist eine individuelle Entscheidung, die man selbst treffen muss. Im Wesentlichen richtet man seine Entscheidung an den gewünschten Kriterien des Druckers wie Bauraum, Arbeitsgenauigkeit, Zusatzausstattung, Druckgeschwindigkeit sowie am eigenen Budget aus.

Bausatz

Fertiggerät

Velleman 3D-Drucker Vertex K8400, Bausatz; Artikel-Nr.: 68-11 81 98; EUR 599,00*

Beispielprodukt
Velleman 3D-Drucker Vertex K8400, Bausatz

Ultimaker 2 3D-Drucker, inkl. Olsson Block, Fertiggerät; Artikel-Nr.: 68-11 83 86; EUR 2149,00*

Beispielprodukt
Ultimaker 2+ 3D-Drucker, inkl. Olsson Block, Fertiggerät

Der Bausatz ist deutlich preiswerter als ein Fertiggerät, hat meist die Möglichkeit, ihn optional nach und nach zu erweitern und mit eigenen Lösungen zu optimieren und bietet einen hohen Lerneffekt über die Funktion des Gerätes. Letzteres kann in der späteren Praxis ungemein helfen. Für den Aufbau sind mechanisches Geschick und Löt-Erfahrung nützlich.

Ein Fertiggerät ist deutlich teurer, ermöglicht aber eben das sofortige Drucken „out of the box”, die mitgelieferte Software ist bereits exakt auf das Gerät abgestimmt. So kann man sofort mit der eigentlichen Arbeit beginnen.

 

Was ist das geeignete Filament (Druckmaterial)?

Filamente gibt es inzwischen sehr viele. Am verbreitetsten und universellsten einsetzbar sind PLA und ABS. Dazu kommen eine Vielzahl Spezial-Filamente bis hin zu solchen, die Lebensmittelecht, biologisch abbaubar oder für harte Industrieanwendung, z. B. Flugzeugbau, zertifiziert sind. Es gibt auch Mischmaterialien, z. B. mit Metall- oder Holzeinlagerungen, und solche, die ein „thermisches Gedächtnis” haben, sich als bei Temperaturveränderung umfärben.

Das Filament ist in vielen Farben und auch als transparentes Material erhältlich. Beim Kauf ist darauf zu achten, dass die Dicke den Anforderungen des Druckers entspricht, zu dicke Materialien beschädigen den Extruder, zu dünne sind nicht verarbeitbar.

PLA hat einen deutlich niedrigeren Schmelzpunkt als ABS und ist unkompliziert verarbeitbar. Es haftet auch auf ungeheizten Druckplattformen und verzieht sich beim Abkühlen nicht. Die mechanische Festigkeit ist geringer als die von ABS.

ABS ist mechanisch stabiler, jedoch komplizierter zu drucken. Eine geheizte Druckplattform ist hier Pflicht, eine Raft-Unterlage kann das lästige Verziehen des Materials der ersten Schichten weitgehend eliminieren.

PVA wird als wasserlösliches Stützmaterial eingesetzt (siehe auch FDM-Druck), mit dem sogar innenliegende, später nicht mit Werkzeugen erreichbare Hohlräume realisierbar sind.

Zu den Filamenten

 

3D-Drucker mit dem SLA-Verfahren

Die Stereo-Lithografie (SLA) ist das älteste 3D-Druckverfahren für das Rapid Prototyping - ob hoher Preise für Drucker und Material war es bisher nur Industrie und Forschung vorbehalten. SLA steht für Stereo Lithography Apparatus, ein Verfahren, bei dem ein präzise gesteuerter Laser flüssiges Kunstharz im Tank belichtet. Nur an den belichteten Stellen härtet das Kunstharz aus. Nach dem Ausdruck zieht die Arbeitsplattform das Modell aus dem Tank. Das Resultat sind äußerst filigrane Objekte mit sehr glatten, nahezu fertigungsreifen Oberflächen.

Diese interessante Technik ist nun auch für Kleinbetriebe und Privatanwender erschwinglich - auch für diesen Anwenderkreis stehen die ersten einfach bedienbarer und sehr präzise druckender SLA-Drucker zur Verfügung. Sie erreichen bereits sehr feine Schichtstärken und realisieren damit glatte Oberflächen sowie feinste Strukturen.

Zu dem SLA 3D_Druckern inkl. Resin (Kunstharz)


formlabs Kunstharz, schwarz, 1l; Artikel-Nr.: 68-12 03 37; EUR 169,00*

Resin (Kunstharz)

Resin (Kunstharz) für SLA 3D-Drucker

Für die verschiedenen Anforderungen an die Druckobjekte stehen verschiedene Harze zur Verfügung, die je nach Anforderung weiche und flexible oder hochfeste Objekte ergeben.

Zu dem Produkt Resin (Kunstharz) für SLA Drucke

 

3D-Drucker im ELVjournal

Bereits erschienene ELVjournal-Artikel (Beispiele)

  • Kurz vorgestellt – Elektronik-CAD-System KiCAD
  • Schreibtisch-Maschine – 3D-Drucker-Bausatz Velleman K8200
  • Neues vom 3D-Drucker K8200
  • 3D-Druck aus dem Baukasten – 3D-Drucker-Bausatz RepRap PRotos V2 – ein Baubericht
  • 3D-Drucker selbst gebaut – Vertex 3D-Drucker-Bausatz K8400
Einige Grundlagenartikel stehen gratis zum Download zur Verfügung. Alle Artikel finden Sie unter: www.elvjournal.de
 

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3D-Scanner

3D-Scanner erlauben das Digitalisieren realer Objekte, um diese schließlich in maschinenlesbare Daten für einen 3D-Drucker zur verfügung zu stellen. Die Techniken sind dabei, je nach Anspruch und Budget, sehr verschieden. Es gibt professionelle Fertiggeräte, die Objekte entweder stationär, meist auf einer Drehbühne platziert, ringsum erfassen, oder diese durch sequentielles Aufnehmen des Objektes und intelligente Bildbearbeitung, digitalisieren. Für beide Techniken kommen vor allem im mobilen Einsatz zunehmend Smartphones mit eigens für diese entwickelten Zusätzen und Applikationen zum Einsatz. Darüber hinaus sind auch hier kreative Bausatz- bzw. Selbstbaulösungen verfügbar, die vorhandene 3D-Kamerasysteme, wie die von Spielekonsolen, einsetzen, oder Selbstbau-Kits oder z. B. das FabScan-Projekt der RWTH Aachen, das auf einem einfachen Holzbausatz, einer webcam und einem Arduino basiert. (https://hci.rwth-aachen.de/fabscan)

 

3D Systems 3D-Scanner Sense; Artikel-Nr.: 68-11 73 04; EUR 419,00*

3D-Scanner Sense

3D Systems 3D-Scanner iSense für das iPad Air 2; Artikel-Nr.: 68-12 20 29; EUR 499,00*

3D-Scanner für das iPad

Zu dem SLA 3D_Druckern inkl. Resin (Kunstharz)

Ersatzteile und Zubehör

Velleman Autonomer Controller VM8201; Artikel-Nr.: 68-11 40 57; EUR 59,95* Multec Aufrüstsatz Multirap Touch 25,65 cm (10,1 Zoll); Artikel-Nr.: 68-12 12 33; EUR 249,95*

Literatur

3D-Druck Literatur: FRANZIS Coole Objekte mit 3D-Druck

Ersatzteile und Zubehör für die verschiedensten 3D-Drucker

3D-Drucker sind Maschinen, und diese benötigen ab und an Ersatz für Verschleißteile, oder Upgrades für verbesserte oder zusätzliche Funktionen. Soll es ein zweiter Extruder sein? Oder eine bequeme Offline-Bedienung, eine Drucktisch-Beleuchtung? Wichtige Ersatzteile und interessante Erweiterungen finden Sie hier.

Literatur zum Thema 3D-Drucker:

Tauchen Sie tiefer ein in technische Feinheiten, optimieren Sie Drucker und Drucke, lernen Sie Druckmaterialien genauestens kennen!

 
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