Der 3D-Druck ist ein Herstellungsverfahren, bei dem aus einem digitalen Modell Schichten gebildet werden, um ein dreidimensionales Volumenobjekt zu erzeugen.
Michael Feygen wird die Entwicklung des ersten 3D-Druckers im Jahr 1985 zugeschrieben. 3D-Druck ist unter vielen Namen bekannt; je nach Kontext kann der Begriff auch als Rapid Prototyping, Stereolighographie, Architekturmodellierung oder additive Fertigung bezeichnet werden. Verschiedene 3D-Drucker verwenden unterschiedliche Materialien, um Schichten zu bilden. Einige verwenden flüssiges Polymer oder Gel, andere verwenden Harz, das tendenziell teurer ist.
3D-Druck, auch bekannt als additive Fertigung, ist ein Verfahren zur Herstellung dreidimensionaler fester Objekte aus einer digitalen Datei. Dabei werden Materialschichten, in der Regel aus Kunststoffen oder Metallen, aufgebaut, um ein physisches Objekt zu erzeugen.
Diese Technologie hat die Fertigung und Produktentwicklung revolutioniert, da sie die Herstellung komplexer Formen und Designs ermöglicht, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nur schwer oder gar nicht zu realisieren waren. Auch für Privatpersonen und kleine Unternehmen ist es nun einfacher und erschwinglicher geworden, individuelle Produkte und Prototypen zu erstellen.
Um ein 3D-Objekt zu drucken, verwendet der Hersteller ein CAD-Programm (Computer Aided Design). Damit wird ein digitales Modell erstellen, das in sehr dünne Querschnitte, sogenannte Layer, geschnitten wird. Während des Druckvorgangs beginnt der 3D-Drucker am unteren Rand des Designs und baut aufeinander folgende Materialschichten auf, bis das Objekt fertig ist.
Beim 3D-Druck kommen verschiedene Technologien zum Einsatz, darunter FDM (Fused Deposition Modeling), SLS (Selective Laser Sintering) und SLA (Stereolithografie). Beim FDM wird ein dünner Strom geschmolzenen Materials, in der Regel Kunststoff, durch eine Düse extrudiert, um die Schichten des Objekts aufzubauen. SLS verwendet einen Laser, um pulverförmige Materialien wie Metall oder Kunststoff zu einem festen Objekt zu sintern oder zu erhitzen und zu verschmelzen. Beim SLA-Verfahren wird ein flüssiges Harz mit einem Laser verfestigt, so dass Schicht für Schicht ein festes Objekt entsteht.
Der 3D-Druck hat eine breite Palette von Anwendungen und wird in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, darunter:
Fertigung: Die Technologie ermöglicht die Herstellung von maßgeschneiderten Teilen und Werkzeugen, wodurch der Bedarf an großen Lagerbeständen verringert wird. Außerdem kann sie die Vorlaufzeit für die Herstellung neuer Produkte verkürzen, da sie eine Produktion auf Abruf ermöglicht.
Architektur: Mit Hilfe des 3D-Drucks können Prototypen und Modelle von Gebäuden und Strukturen erstellt werden, die mit herkömmlichen Methoden nur schwer oder gar nicht zu realisieren wären.
Konsumgüter: Mit Hilfe des 3D-Drucks wurde eine Vielzahl von Konsumgütern hergestellt, darunter Schmuck, Handyhüllen und Wohnaccessoires. Auch individuelle Produkte wie Schuhe und Brillen werden damit hergestellt.
Gesundheitswesen: Der 3D-Druck wird zur Herstellung kundenspezifischer medizinischer Geräte wie Prothesen, Implantate und chirurgische Instrumente sowie zur Herstellung kleiner Chargen von Medikamenten verwendet. Auch Modelle von Organen für die chirurgische Planung werden damit hergestellt.
Bildung: Die Erstellung von kostengünstigen Modellen und Prototypen macht den 3D-Druck zu einem nützlichen Werkzeug für Lehrkräfte in Bereichen wie Technik und Design.
In der Vergangenheit waren die Kosten für den 3D-Druck teuer und die Technologie wurde nur von großen Unternehmen verwendet. Die Entwicklung von Desktop-3D-Druckern hat die Technologie für kleine und mittlere Unternehmen und Privatanwender erschwinglich gemacht.
Stand: 27.02.2024