Mögliche Materialien
Für Ihren 3D-Druck stehen je nach Form und Verwendung des Objekts, eine Vielzahl von Materialen zur Verfügung. Die am häufigsten verwendeten Materialien sind Photopolymere/Kunstharze (z. B. bei SLA oder PolyJet), Metallpulver (z. B. Aluminium, Titan, Stahl), Kunststoffpulver (z. B. PA 12, TPU) und Kunststofffäden (z. B. ABS oder PLA) zu Verfügung aber auch Nahrungsmittel sind möglich. Während für Industrieanwendungen Metalle und Kunststoffe am interessantesten sind, sind die Verfahren die ein Material mithilfe einer Düse ausbringen, für den Konsumenten wohl die spannendsten. In diesem Bereich hat sich in den letzten Jahren einiges getan. So können Sie sich seit 2015 in Berlin ihre Fruchtgummis individuell gestalten lassen. Oder möchten Sie lieber kleine Kunstwerke aus Zucker, dann sind Sie bei 3D Systems Culinaria genau richtig. Wem das noch nicht genug sein sollte, der kann sich bei den Experten von Procusini allerlei wunderbare Kreationen aus Lebensmitteln 3D-Drucken lassen.
Bei den Verfahren, die für den 3D-Druck ein Pulverbett benötigen, sind theoretisch eine Vielzahl an Ausgangsmaterialien möglich. Die Grundvoraussetzung ist, dass das Material sich zu einem sehr feinen Pulver verarbeiten lässt. Durchgesetzt haben sich bislang Metall- und Kunststoffpulver für das Selektive Laserschmelzen (SLM), Multi Jet Fusion (MJF) und das Selektive Lasersintern (SLS). Aber auch mit weiteren Pulver-Materialien wird an einigen Stellen experimentiert, zu nennen wären z. B. Holzspäne, Keramikpulver und sogar Knochenmehl zur Erstellung von Implantaten.
Wenn Sie mehr über die am häufigsten verwendeten Materialien erfahren möchten, finden Sie hier eine Übersicht mit weiteren Links zu unseren Materialienseiten.
Fantastische Formen
3D-Druck ist ein relatives neues Produktionsverfahren und ein Überbegriff für so genannte generative Fertigungsverfahren. Die generativen Fertigungsverfahren erlauben es, fast jede Form darzustellen. So sind auch Kettenglieder, sich überlagernde und in sich verdrehte Strukturen möglich. Letzteres ist bei Verfahren wie Spritzguss oder auch CNC Verfahren, nicht oder nur extrem schwer zu realisieren.
Bei 3D-Druckverfahren die mit einem Pulverbett arbeiten sind solche Strukturen meist problemfrei abbildbar, da Hohlräume zwischen den Strukturen gelassen werden können. Bei Fertigungsmethoden ohne Pulverbett müssen für überhängende Strukturen allerdings Stützstrukturen (‚Support‘) mitgedruckt werden. Dies stellt für die meisten 3D-Drucker jedoch kein Problem dar. Die Stützstrukturen können nach dem 3D-Druck meist problemlos entfernt werden. Die unterschiedlichen 3D-Druckverfahren bietet Ihnen verschiedene Stufen der Detailliertheit an. Bei den Verfahren PolyJet und SLA sind sehr feine Details darstellbar. Ein paar Abstriche müssen Sie bei Multi Jet Fusion machen, während beim FDM-Verfahren schon größere Abstriche bei den Detailgraden gemacht werden müssen. Die möglichen Formen und die Detailgenauigkeit sind aber nicht nur von dem gewählten Druckverfahren abhängig, sondern auch von dem gewählten Material. Lassen Sie Sich am besten von Ihrem 3D-Druck Dienstleister beraten, wenn Sie unsicher sind welches Verfahren und welches Material für Ihr Objekt am besten geeignet ist.
Nachfolgend finden Sie einige wenige Beispiele, welche Formen mit den Techniken des 3D-Drucks möglich sind.
Verwendungsmöglichkeiten von 3D-Druckerzeugnissen
Durch die unterschiedlichen Fertigungsverfahren und verwendeten Materialien ergeben sich auch verschiedene Einsatzmöglichkeiten für 3D-Druckerzeugnisse. Objekte aus Metall oder PA 12, können als Funktionsmodelle oder als Bauteile verwendet werden. Weiterhin weisen Titan aber auch PA 12 weisen Biokompatibilität auf, d. h. 3D-Druckerzeugnisse aus diesen Materialien können am (PA 12) und sogar im (Titan) menschlichen Körper zur Anwendung kommen. Individuell gestaltete Lebensmittel sind ein echter Hingucker und eine schöne Abwechslung für den Alltag. Sie bieten auch einen praktischen Nutzen. Sie können das Essen für Menschen, die körperlich bedingt, nur pürierte Nahrung zu sich nehmen können mit Hilfe eines 3D-Lebensmitteldruckers so herrichten, dass es dem ursprünglichen (unpürierten) Essen ähnelt. Viele Firmen (Siemens, Volkswagen, …) nutzen 3D-Drucker auch schon um Kleinserien oder spezielle Ersatzteile herzustellen und konnten durch den Einsatz dieser Technologie die Reparaturzeit einiger Bauteile um bis zu 90 % reduzieren. Der große Vorteil der 3D-Druckerzeugnisse ist die schnelle Verfügbarkeit des Modells, des Bauteils oder des Ersatzteils. Wenn ein druckfähiges 3D-Modell vorliegt, ist eine Herstellungszeit von einem bis zwei Tage die Regel. Dies kann den Entwicklungsprozess merklich beschleunigen und so Entwicklungskosten sparen. Um das schnelle Herstellen von Prototypen hat sich ein Industriebereich entwickelt, der mit „Rapid Prototyping“ eine eigene Bezeichnung bekommen hat.
Das geht zurzeit (noch) nicht
Die 3D-Druckmethoden eignen sich besonders für Einzelanfertigungen (Prototypen, Modelle) und Kleinserien. Die Größe des Bauraums des 3D-Druckers beschränkt die Ausmaße, die ein 3D-gedrucktes Objekt haben kann. Wenn also größere Objekte gedruckt werden sollen, müssen diese in verschiedenen Schritten, unabhängig voneinander gedruckt werden und später zusammengeführt werden. Aber auch in diesem Bereich ist ein Ende der Entwicklung nicht in Sicht. Das WASP-Projekt aus Italien hat im Bereich der Vergrößerung des Bauraums mit dem BigDelta erneut die Grenze des Machbaren verschoben.
Auch ist es mit dem aktuellen Stand der Technik noch nicht möglich elektronische Produkte zu drucken. Objekte die sowohl aus Metall als auch aus Kunststoff bestehen, können ebenfalls noch nicht in einem Stück gedruck werden. Die Bauteile aus Metall und die aus Kunststoff müssen separat gedruck werden und später zusammengebaut werden. Zwar ist der gleichzeitige 3D-Druck mit unterschiedlichen Kunststoffen schon möglich aber die Kombination von Metall und Kunststoff ist noch Zukunftsmusik.
Über 3Faktur: 3Faktur ist Spezialist für 3D-Druck, Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing. Wir arbeiten mit dem Multi Jet Fusion-Verfahren von HP und bieten unterschiedliche Materialien für den Prototypenbau und die Serienproduktion an. Sollten Sie Fragen zu Ihrem Projekt haben, können Sie uns gern kontaktieren.
