Wie funktioniert ein 3D-Drucker? Die praktischen Einsatzmöglichkeiten von 3D-Druckern!

Neu in der Welt des 3D-Drucks? Dann wird Ihnen die Fahrt bestimmt viel Spaß bereiten.

Seit seiner Einführung in den 1980er Jahren hat der 3D-Druck sowohl in der rasanten Entwicklung der Technologie als auch in der breiteren Anwendung in allen Branchen große Fortschritte gemacht. Es wurde ursprünglich als additive Fertigung zur Unterstützung von Prototypen entwickelt. Heutzutage wird der 3D-Druck von Werkzeughilfsmitteln bis hin zu funktionalen Prototypen in der Industrie und sogar im Alltag als Endteile eingesetzt.

Anstieg der Popularität

Die Basislinie sind immer die Kosten. Kostengünstige und zugängliche Technologien finden viele neue Anwendungen und erreichen eine größere Reichweite. Im Laufe der Jahre wurden an dieser äußerst teuren Technologie viele Verbesserungen vorgenommen, die die Kosten für Modelle und Materialien, die in 3D-Druckern verwendet werden, effektiv gesenkt haben.

Variationen im funktionalen Aspekt haben es zu einer einfachen Technologie gemacht, die in vielen Bereichen eingesetzt werden kann, sei es eine bionische Prothese, ein Teil für Ihr Auto oder ein Kinderspielzeug. Mittlerweile ist es zu einem praktischen Werkzeug geworden, mit dem Sie mit einem 3D-Drucker den Beruf eines Kochs, Erfinders oder Bildhauers anstreben können.

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Wie funktioniert es?

Der 3D-Druckprozess ähnelt dem Papierdruck, wenn man ihn als die Ansammlung verschiedener Materialschichten betrachtet, die nacheinander aufgetragen werden, um ein solides dreidimensionales Objekt zu schaffen. Es entwickelt ein 3D-Modell Schicht für Schicht, arbeitet von unten nach oben und arbeitet sich dann nach oben vor. Durch wiederholtes Drucken über denselben Bereich baut der Drucker über Stunden hinweg ein Modell auf, indem er eine 3D-CAD-Zeichnung in viele zweidimensionale Querschnittsschichten umwandelt. Daher werden viele separate 2D-Drucke übereinander angeordnet, ohne das Papiermedium und anstelle von Tinte als Material wird Kunststoff verwendet.

Im Wesentlichen drückt ein 3D-Drucker geschmolzenen Kunststoff durch eine winzige Düse, eine Düse, die präzise durch Computersteuerung basierend auf einem 3D-Design geführt wird. Es druckt eine Schicht, wartet, bis sie trocken ist, und druckt dann die nächste Schicht darüber. Innerhalb weniger Stunden erhalten Sie ein 3D-Modell!

Materialien

3D-Drucker verwenden Thermoplaste, insbesondere die ABS-Variante. Denken Sie an Lego! Dabei handelt es sich um einen robusten Verbundkunststoff aus Acrylnitril, kombiniert mit synthetischem Kautschuk, Butadienstyrol. Da der Schmelzpunkt über 100 °C (220 °F) liegt und es bei Raumtemperatur fest ist, ist es ein perfektes Material für den 3D-Druck. Außerdem lässt sich ABS wirklich leicht pigmentieren.

Die Theorie besagt daher, dass jedes geschmolzene Material verwendet werden kann, das bei günstigen Temperaturen schnell aushärtet und aushärtet. Zu den Materialpatenten gehören Keramik, Ton, Palladium, Papier, Gummi, Silber, Titan und Wachs, sodass insgesamt 45 Stück hergestellt werden.

Im Jahr 2011 erzeugte geschmolzene Schokolade in einem 3D-Drucker Wellen, die Schokoladenwünsche zum Leben erweckten.

Verwendete Technologien

Es gibt sieben verschiedene Kategorien von 3D-Druckverfahren, die durch die ISO/ASTM 52900-Standards anerkannt sind. Der 2015 entwickelte Standard legt die Standardisierung von Terminologie und Druckerklassifizierung fest. Diese sieben 3D-Druckverfahren haben elf verschiedene Arten von 3D-Drucktechnologien entwickelt, die derzeit verwendet werden. Dies sind Binder Jetting, DLP, DMLS, DOD, EBM, FDM, Material Jetting, MSLA, SLA, SLM und SLS.

Alle verschiedenen Technologien haben ihre eigenen Designregeln und die besten 3D-Druckmaterialien, die sie unterstützen. Die derzeit aktivsten Technologien sind Fused Filament Fabrication (FFF) oder Fused Deposition Modeling (FDM) und Stereolithographie (SLA).

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Praktische Anwendungen

Bis zum Jahr 2015 liefen viele Patente für grundlegende 3D-Drucktechnologien aus. In den letzten Jahren kam es zu einer explosionsartigen Entwicklung neuer Produkte, Technologien, flexibler 3D-Druckmethoden und kostengünstiger Geräte, die Industrien auf der ganzen Welt verändert.

Der 3D-Druck hat sich in vielen Bereichen zu einem praktischen Werkzeug entwickelt. Die COVID-19-Pandemie im Jahr 2020 hat dazu geführt, dass die 3D-Drucktechnologie schnell Geräte entwickelt und herstellt. Anwendungen des 3D-Drucks finden sich in der Planungsphase, der Werkzeugentwicklung und der Gestaltung von Architektenfunktionen. Viele Unternehmen haben sich dafür entschieden, den gesamten End-to-End-Designprozess darüber abzuwickeln.

Einige der praktischen Anwendungen, die derzeit verwendet werden, sind:

1. Bildung

In den Lehrplänen werden 3D-Druckmethoden zum Erstellen von Ideen oder Bildern in der physischen, dreidimensionalen Welt einbezogen. Entwerfen und Modellieren ohne teure Tools und in einer schnelleren, sichereren Umgebung. Tatsächlich wurde die MINT-Ausbildung durch 3D-Druckwerkzeuge revolutioniert, die kostengünstige und schnelle Prototypen herstellen. Ebenso gewinnen Studierende der Archäologie, des Design, der Geographie und der Medizin dadurch eine bessere Perspektive.

2. Medizinisch

Prothetische Gliedmaßen und sogar Gewebe, orthopädische Metallimplantate mit speziellen porösen Eigenschaften, die den Patienten die Integration erleichtern, und Bioprinting künstlicher Organe sind allesamt Beiträge der 3D-Drucktechnologie. Pharmazeutische Tests an 3D-gedruckten Geweben sind nicht nur kosteneffektiv und zeitsparend, sondern auch ein ethischer Schritt bei medizinischen Testverfahren. Tatsächlich produziert die Binder-Jetting-Technologie poröse Pillen für Anwendungen mit höherer Dosierung.

3. Herstellung von Teilen

Die Automobilindustrie und andere Branchen haben enorm von den 3D-Druckwerkzeugen zur Ersatzteilherstellung profitiert. Stellen Sie sich ein Teil vor, das nicht mehr produziert wird. Der Ersatz kann relativ einfach entworfen und gedruckt werden. Jetzt können Unternehmen umfassendere Anpassungsdienste anbieten und tun dies auch. Sie können Objekte mithilfe einer einfachen webbasierten Anpassungssoftware individuell gestalten und eine Bestellung für den resultierenden Artikel aufgeben. Denken Sie an einzigartige Handyhüllen, Leuchten usw.

4. Bau

Druckbare 3D-Häuser sind vorgefertigte Prototypen, die an verschiedenen Standorten installiert werden können. Neue Kooperationen und Fortschritte in der Druckertechnologie senken die Kosten schrittweise. Der Übergang von Beton zu innovativen Betonmischungen trägt zur Entwicklung besserer und erschwinglicherer Produkte bei. Es gibt viele verschiedene Arten von 3D-Druckern für den Bau, von Polarmaschinen über Portaldrucker bis hin zu mobilen Robotern. 3D-gedruckte Häuser können eine Lösung für die Wohnungskrise sein, insbesondere in ländlichen Gebieten, die von schlechtem Wetter betroffen sind.

5. Kunst und Design

Künstler auf der ganzen Welt haben sich vom 3D-Druck inspirieren lassen und die Technologie genutzt, um individuelle und einzigartige Produkte herzustellen. Von Innenarchitektur und Heimdekoration bis hin zu Schmuck und Skulpturen ist das Experimentieren mit Designs zu einem kostengünstigen Prozess geworden. Viele Künstler rendern 3D-Versionen auf Medien, die nicht visuell sind, wie Stimmen oder Lieder, oder die für Blinde nicht greifbar sind, wie Gemälde usw.

6. Persönliche Verwendung

Im Alltag werden immer mehr Dinge 3D-gedruckt. Viele Haushaltsgegenstände und Werkzeuge unterschiedlicher Größe, Form oder Farbe können zu Hause hergestellt werden. Mit einem 3D-Drucker können Sie Ersatzteile zu Hause drucken, anstatt sie zu bestellen. Wie wäre es mit einem Ständer, Regal oder einer Halterung, die genau in die Ecke Ihres Zimmers passt? Denken Sie an Ergänzungen zu Ihren Cosplay-Outfits, Modeaccessoires oder Designspielzeugen und stellen Sie sich neue Spiele vor!

7. Essen

Der 3D-Lebensmitteldruck beschränkt sich darauf, einzelne essbare Pasten in Präzisionsformen zu zeichnen, die durch ein 3D-Modell und Anweisungen der Schneidesoftware bestimmt werden. Filamentmaterialien, die auch als Lebensmittelkartuschen bezeichnet werden, reichen von Lebensmittelpasten wie Bohnenpasten, Keksteig, Marmeladen, Kartoffelpüree bis hin zu Cassis, Schokolade, Fondant, Marzipan und Nudeln. Sie sind mit Rezepten und Vorlagen vorinstalliert. In größeren industriellen Anwendungen können Lebensmittel sogar in ihrer Textur, ihrem Geschmack oder ihrem Nährwert angepasst werden, was sie für Bereiche wie die Weltraumforschung und das Gesundheitswesen nützlich macht.

Durch die Verfügbarkeit von 3D-Druckern ist eine neue Ausdrucksform entstanden. Es ist an der Zeit, dass Sie Ihren eigenen 3D-Drucker nutzen, um Designs zu erstellen, die Ihren Designfähigkeiten eine besondere Note verleihen und den praktischen Nutzen steigern.

Warum sollten Sie sich eins zulegen?

Die Benutzerfreundlichkeit von 3D-Druckern lässt die Frage, warum man einen 3D-Drucker zu Hause verwenden sollte, langsam verschwinden. Wenn Sie ein Bastler sind, ist es an der Zeit, Ihre Kenntnisse im Bereich CAD-Software zu erweitern. Besser noch: Die Online-Verfügbarkeit einer großen Auswahl an druckbaren Designs kann Ihnen die Idee geben, von zu Hause aus ein kleines Unternehmen zu eröffnen. Denken Sie an personalisierte Geschenkoptionen!

Das einfache Drucken von Ersatzteilen und Ersatzartikeln reduziert die Abhängigkeit von teuren Versandlieferungen und Wartezeiten. Sie erhalten schnelleren Zugriff auf Artikel und können sogar Ihre eigenen Designänderungen und -modifikationen hinzufügen. Es ist auch ein großartiges Lern- und Trainingsgerät für Kinder jeder Altersgruppe.

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Lassen Sie sich inspirieren

All die Dinge, die Sie jeden Tag zu Hause oder im Büro erledigen, könnten mit einem 3D-Drucker einfacher werden. Angenommen, Sie suchen zu Hause nach einer einfachen Wandhalterung in der Nähe Ihres Schreibtisches, um die Kopfhörer aufzuhängen. Sie müssen nicht in einem Online-Einkaufsportal stöbern, sondern laden Sie einfach vorgefertigte Designs aus dem Internet herunter und drucken Sie sie aus! Von vielen Haushaltsgegenständen gibt es online eine druckbare Version davon.

„Die praktischen Einsatzmöglichkeiten und professionellen Anwendungen des 3D-Drucks sind sehr inspirierend. Es ist nicht nur für technikaffine Unternehmer gedacht. Es gibt viele praktische Einsatzmöglichkeiten, die Ihr Zuhause und Ihr Leben darin verbessern können. Sie können die Verwendungsmöglichkeiten für Ihren eigenen 3D-Drucker zu Hause herausfinden.“ – wie Shoei Yamana, der Präsident von Konica Minolta, in einem seiner jüngsten Interviews erwähnte.

Da Sie nun über den Kauf eines 3D-Druckers nachdenken, kann der 3D-Druck durch Online-Kurse ein Lernschritt sein. Es stehen auch Online-Videos zur Verfügung, sodass Sie auch aus diesen Videos lernen können.