3D-Druck in der Heimwerkstatt

Mit einem 3D-Drucker ist es jetzt möglich, Werkstücke aus Kunststoff zu drucken, die früher nur mit wesentlich kostspieligeren CNC-Fräsen oder per Hand gefertigt werden konnten. Das erweitert die Möglichkeiten erheblich: Mit einem 3D-Drucker neben der Werkbank können Wandhalterungen für Haushaltsgeräte ebenso angefertigt werden wie Ersatzteile für altes Spielzeug oder kleine Skulpturen. Einsteigermodelle sind bereits ab 250 Euro zu bekommen.

3D-Modell aus dem PC

Beim 3D-Druck ist das Ende der Entwicklung noch lange nicht erreicht: Mittlerweile kommen sogar ganze Häuser aus dem 3D-Drucker! Dazu nutzen die Geräte die CNC-Technik (CNC = „Computerized Numerical Control“, rechnergestützte numerische Steuerung). Als Voraussetzung für den Druck muss vom Werkstück zunächst ein 3D-Modell am PC erstellt werden – die Software SketchUp zeichnet sich durch eine intuitive Bedienerführung aus und wird dafür oft verwendet.

Die Werkstücke werden beim Druck von unten nach oben in Schichten auf dem Arbeitstisch des Druckers aufgebaut. Damit das klappt, muss das 3D-Modell am Rechner sozusagen in Scheiben geschnitten werden, damit ein druckbares Programm vom Werkstück entsteht. Dazu wird eine weitere Software wie „Slicer“ benötigt. Das Programm erfüllt eine wichtige weitere Funktion: Es berechnet für Hohlkörper von Werkstücken wabenförmige Innenteile. Im Gegensatz zu einem ganz mit Filament ausgefülltem Werkstück wird so an Kunststoffmaterial gespart, und der innere Wabenaufbau sorgt für ein hohes Maß an Stabilität. Nach der Erstellung des 3D-Modells und dem Slicen kann es nun ans Drucken gehen.

Wichtig: Die Ausrichtung des Druckkopfes und die Wahl des Filaments

Beim Start des Drucks ist wichtig, dass der Drucker kalibriert und der Druckkopf perfekt ausgerichtet ist. Ebenso wichtig für ein gutes Druckergebnis ist die Auswahl des Filaments. Das Filament ist meistens auf Rollen konfektioniert. Die unterschiedlichen Zusammensetzungen des Verarbeitungsmaterials definieren seine unterschiedlichen Eigenschaften:

  • hart
  • weich
  • mit Farbwechsel
  • fluoreszierend
  • auf Holzbasis

Neben den Filamenten auf Kunststoffbasis gibt es welche aus Lebensmitteln für 3D-Lebensmitteldrucker und aus verschiedenen Metallarten für 3D-Metalldrucker.

Je geringer die Layerhöhe, desto besser die Qualität

Jedes Werkstück wird Schicht für Schicht aufgebaut. Diese Schichten nennen sich Layer. Fallen sie bei einer kurzen Druckzeit hoch aus, sind sie an der Außenfläche des Werkstücks als Rillen erkennbar. Wird die Druckzeit verlängert, verkleinern sich die Rillen, was eine verbesserte Oberflächenqualität zur Folge hat.

In der Regel haben die Düsen der 3D-Drucker einen Durchmesser von 0,4 Millimeter. Das bedingt eine maximale Layerhöhe von ebenfalls 0,4 Millimeter. Wird eine Layerhöhe von 0,2 Millimetern gewählt, verbessert sich das Ergebnis, die Rillen werden kleiner. Allerdings verdoppelt sich auch die Druckzeit.

Wichtig: Wird die Layerhöhe geändert, muss das auch im Slicer-Programm angepasst werden, damit es zum gewünschten Druckresultat kommt.
 
Bildquelle: Thinkstock, 484373715, iStock, Sebastien_B

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