(BT) Einblick in den 3D-Druck – Das dreidimensionale Drucken

In der Stadtbibliothek in Bayreuth finden immer wieder interessante und lehrreiche Fortbildungsveranstaltungen statt. So auch ein vom FabLab-Bayreuth veranstaltetes Seminar zum Thema plastisches Drucken in 3D. Mittels dieser Technik lassen sich Gegenstände in dreidimensionaler Form drucken.

Ein 3D-Drucker ist eine technische Maschine (auch „Drucker“ genannt), die dreidimensionale Werkstücke schichtweise aufbaut. Der Aufbau erfolgt computergesteuert aus einem oder mehreren flüssigen oder festen Werkstoffen nach vorgegebenen Maßen und Formen. Beim Aufbau finden physikalische oder chemische Härtungs- oder Schmelzprozesse statt. Typische Werkstoffe für das 3D-Drucken sind Kunststoffe, Kunstharze, Keramiken und Metalle.

Der Referent Yomettin Soybaba vom FabLab-Bayreuth e.V. führte die Gruppe von Seminar-Teilnehmer in die Welt des 3D Druckens ein. Dabei gab er einen Überblick zu den verschiedenen Druck- und Lasertechniken mittels derer plastische Objekte entstehen können. Um etwas in 3D zu drucken benötigt man eine digitale Vorlage, die sich über viele Internetplattformen herstellen lässt. Selbst Laien können diese online bei kostenlosen Portalen wie Tinkercad.com einfach erstellen und für den Druck auf eine SD-Karte exportieren oder direkt online bei verschiedenen Anbietern drucken lassen. Es gibt derzeit zwei gängige Ausgangsdatenformate wie .STL oder .OBJ

3D-Drucker gibt es für den privaten Haushalt bereits ab 200 €. Damit ist die Herstellung von kleineren Objekten wie Schmuck, Spielzeuge, etc. möglich. Allerdings erhält man in dieser Preisklasse noch keine überzeugenden glatten Kurven in der Druckqualität. Überzeugende Druckobjekte sind ab einer Kostengröße von 2.000 € jedoch schon zu erwarten. Hier ist ein Unterschied in Leistung und Funktion bereits sehr gut erkennbar. Yomettin Soybaba kennt sich in Sachen 3D Druck bestens aus und ist begeistert vom Ultimaker 2 der von Stiftung Warentest, Computer Bild und anderen Fachzeitschriften in seiner Kategorie Testsieger sei. Um die 2000 Euro kostet dieser 3D Drucker der mit kinderleichter Handhabung der Technik überzeugt. Einmal die druckfähige Datei auf einen SD-Chip gespeichert druckt der 3D Drucker systemunabhängig als Stand-alone Lösung die vorgegebenen Druckobjekte. Schon mit wenigen Druckbefehlen beginnt der Ultimaker 2 einen Druckvorgang.

Der 3D Druck wurde bereits 1983 vom Amerikaner Chuck Hall erfunden. Damals hieß die 3D-Druck-Technologie noch Stereolithografie und wurde dann im Jahre 1986 erstmals zum Patent angemeldet. Meist arbeiten 3D-Druckmaschinen nur mit einem Werkstoff oder einer Werkstoffmischung und einem Druckverfahren. Es gibt aber auch schon technische Lösungen für mehrfarbigen Druck in einem Durchgang, wobei nach wie vor nur sogenannte Volltonfarben und keine Farbverläufe wie aus den klassischen Druckverfahren bekannt gedruckt werden können.

Anhand von Druckvorlagen, die von den Seminarteilnehmern entworfen wurden, gelang dann deren erstes erfolgreich gedrucktes „Werkstück“. Zeit und Kosten stehen bei diesem Druckverfahren in keiner Relation. Das verwendete Material kommt von einer Spule und kleine Druckobjekte, z. B. ein Würfel mit Kantenlänge 2 mal 2 cm wiegen oftmals nur ein paar Gramm. So belaufen sich in diesem Fall die Herstellungskosten auf weniger als 0,50 € während der Druckvorgang, je nach Qualität dann schon mal über 30 Minuten beträgt. Betrachten Sie die Hand, welche im Titelbild zu sehen ist: der Druck für dieses Objekt hat fast genau 17 Stunden benötigt. Die Materialkosten betragen gerade einmal bei 4 bis 5 €.

Mit dieser Drucktechnoligie lassen sich auch sehr filegrane Objekte in 3D drucken. Die erreichbare Auflösung eines Kunstharz-Druckers beträgt beim Ultimaker 2 sowohl auf der X- als auch der Y-Achse 12,5 Mikrometer, auf der Z-, der Höhenachse sogar nur 5 Mikrometer.

Einen schnellen Einblick auf das 3D-Druckerlebnis erhalten Sie in diesem MJ-Video Report.

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