3D-DRUCK - HÄUFIG GESTELLTE FRAGEN
1. Wozu dient der 3D-Druck?
Fast alles kann in 3D gedruckt werden: Metalle, Kunststoffe, Ersatzteile, Gussformen, Brücken, innere Organe, Lebensmittel, Musikinstrumente... Die größte Einschränkung bei der Nutzung des 3D-Drucks ist unsere eigene Vorstellungskraft.
Der 3D-Druck wird z. B. bei der Herstellung von industriellen Endprodukten eingesetzt, da er viele spezifische Merkmale ermöglicht und in kleinen und mittleren Stückzahlen kostengünstig ist.
Der 3D-Druck ist eine beliebte Methode für das Prototyping und die schnelle Produktentwicklung, da er schnell und kostengünstig ist. Weitere gängige Anwendungen sind 3D-gedruckte Werkzeuge und Ersatzteile.
In der Medizin können 3D-Modelle beispielsweise Chirurgen bei der Planung von Operationen helfen. Der 3D-Druck wird auch zur Herstellung von Implantaten, Hilfsmitteln und Geräten verwendet.
Auch Privatpersonen können den 3D-Druck für eine Reihe von Zwecken nutzen. Viele Gegenstände und Komponenten im Zusammenhang mit Hobbys können in 3D gedruckt werden, von Spielzeugfiguren bis hin zu Auto- und Drohnenteilen. Für den Ersatzteilbedarf im Haushalt gibt es auch fertige 3D-Druckmodelle im Internet.
2. Was sind die Vorteile des 3D-Drucks?
Der 3D-Druck ermöglicht die Herstellung von Bauteilen, die mit anderen Methoden nur sehr schwer oder gar nicht hergestellt werden können, wie z. B. hochkomplexe, mit Gewinden versehene oder verschachtelte Strukturen. Der 3D-Druck ist die kostengünstigste Methode für kleine und mittlere Serien, wenn das herzustellende Teil eine gewisse Komplexität aufweist, die eine maschinelle Bearbeitung teuer macht.
Bei vielen Produkten ist der 3D-Druck außerdem schneller, billiger und umweltfreundlicher als herkömmliche Verfahren. Da es sich beim 3D-Druck um ein additives Fertigungsverfahren handelt, fällt nur wenig Materialabfall an. Dies trägt auch dazu bei, den Materialverlust zu verringern.
3. Welche Materialien können in 3D gedruckt werden?
Der 3D-Druck ermöglicht die Verwendung einer breiten Palette von Materialien. Die gängigsten Materialien für industrielle Anwendungen sind Metalle und Kunststoffe/Polymere. Auch Keramik, Beton und sogar Glas können in 3D gedruckt werden.
Zu den gängigsten 3D-gedruckten Metallen gehören Aluminium, säurebeständiger Stahl und Titan. Zu den gängigen Kunststoffen gehören verschiedene polyamidbasierte Materialien, die auch glasverstärkt sein können, sowie flexible TPU-Kunststoffe.
4. Sind 3D-gedruckte Produkte haltbar?
Die Haltbarkeit von 3D-Drucken hängt in erster Linie von der Technologie und dem verwendeten Material ab. Im Allgemeinen ist die Haltbarkeit jedoch nie eine Einschränkung für den Einsatz des 3D-Drucks in der Praxis. Die gebräuchlichsten pulvermetallurgischen Verfahren beispielsweise führen zu Endergebnissen, die praktisch genauso haltbar sind wie herkömmliche Herstellungsverfahren.
Fachleute für den 3D-Druck sind in der Lage, die Haltbarkeit der gedruckten Teile bereits in der Entwurfsphase sicherzustellen und das richtige Material und die richtige Technologie für jede Anwendung zu empfehlen. Bei richtiger Herstellung sind 3D-Drucke äußerst haltbar und langlebig.
5. Wie wird die Qualität sichergestellt?
Eine sehr wichtige Frage. Die mechanischen Eigenschaften des Materials werden im 3D-Druckverfahren erzeugt. Die Qualitätskontrolle des Herstellungsprozesses ist also der Ausgangspunkt. Es ist wichtig, auf die richtigen Temperaturen und vor allem auf die richtige Luftfeuchtigkeit in den verschiedenen Phasen der Produktion zu achten. Wenn die Bedingungen unter Kontrolle sind, wird der Prozess die gewünschten Materialeigenschaften und die Maßgenauigkeit erzeugen. Die Materialeigenschaften müssen auch durch Zugversuche und Dichtigkeitsanalysen gemessen werden.
6. Was kostet der 3D-Druck?
Da der 3D-Druck auf einem digitalen 3D-Modell basiert und somit ein werkzeugloses Fertigungsverfahren ist, ist er in der Regel deutlich kostengünstiger als herkömmliche Fertigungsmethoden. Am kosteneffizientesten ist er bei der Herstellung von Prototypen sowie bei kleinen und mittleren Serien.
Den größten Einfluss auf den Preis von 3D-Drucken hat das Volumen des zu druckenden Materials - die Komplexität der Drucke ist frei wählbar. Kunden können den Preis beeinflussen, indem sie die Designregeln und die Logik hinter dem Herstellungsprozess kennen. Die Dienstleister erläutern diese gerne näher - Sie können sich zum Beispiel an uns wenden.
7. Was sind die gängigsten 3D-Drucktechniken?
Achtung: Dies erfordert eine lange Antwort!
Die gängigste Technologie für industrielle Zwecke ist die Pulverbetttechnologie, die sowohl bei Metallen als auch bei Kunststoffen eingesetzt wird und bei der ein Laser zum Schmelzen des Querschnitts/der Schicht verwendet wird. Zu diesen Technologien gehören SLS (Selective Laser Sintering) für den Kunststoffdruck und SLM (Selective Laser Melting) für den Metalldruck. Letzteres wird auch als LPBF (Laser Powder Bed Fusion) bezeichnet. Eine weitere beliebte Technologie im Kunststoffdruck ist MJF (Multi Jet Fusion) von HP, ebenfalls ein Pulverschmelzverfahren, bei dem jedoch die Wärmeenergie von UV-Licht zum Verschmelzen des Querschnitts genutzt wird.
Die oben genannten Techniken sind vor allem wegen ihrer Genauigkeit (einige Zehntel Millimeter), ihrer Materialeigenschaften und ihrer Eignung für die Nachbehandlung in industriellen Anwendungen die beliebtesten. Die Endprodukte sind nahezu identisch mit denen, die mit herkömmlichen Verfahren hergestellt werden - insbesondere bei Metallen sind sie praktisch identisch.
Weitere Technologien, die in der professionellen Anwendung auf dem Vormarsch sind, sind die SLA (Stereolithographie) und ihr Derivat DLP (Digital Light Processing). Der gemeinsame Nenner ist ein UV-härtbares Flüssigharz. Das Material wird mit UV-Lichtwellenlängen ausgehärtet, was sehr feine Details und eine gute Oberflächenqualität der Drucke ermöglicht. Die Haltbarkeit der Endprodukte ist noch nicht mit der von Pulverbeschichtungen vergleichbar, aber die Materialien entwickeln sich ständig weiter, und vor allem die Hitzebeständigkeit ist heute mit bis zu 300 °C sehr gut.
Unter den Heimdruckern ist das traditionelle FDM-Verfahren (Fused Deposition Modelling), bei dem das Material auf einen Draht aufgewickelt wird, nach wie vor die gängigste Technik. Das Material wird durch den Druckkopf Schicht für Schicht auf das Substrat gedruckt. Es gibt auch viele industrielle Anwendungen dieser Technologie, bei denen die Produkte größer sind und die Druckkammern beheizt werden können. Dies ermöglicht den Druck von hitzebeständigeren und anspruchsvolleren Materialien.
Im Vollfarbdruck ist die PolyJet-Technologie die am weitesten verbreitete Technologie, die in Druckern wie Stratasys und Mimaki eingesetzt wird. Bei PolyJet werden die Teile ähnlich wie bei einem herkömmlichen Tintenstrahldrucker Tropfen für Tropfen durch den Druckkopf gedruckt. Die Drucke werden durch UV-Licht gehärtet, und die Technologie ermöglicht eine äußerst präzise Kontrolle über die Position der einzelnen eingespritzten Materialien - z. B. durchsichtiges, farbiges oder Trägermaterial. Das Drucken mit dieser Technik ist langsam, aber sehr genau. Die Haltbarkeit der Produkte ist nicht so gut wie bei Pulverbeschichtungstechniken, aber der Druck führt zu sauberen und optisch ansprechenden Ergebnissen.
Jede 3D-Drucktechnik hat ihre eigenen Vorteile und Grenzen, daher ist es ratsam, einen Fachmann für Ihre Druckanforderungen zu konsultieren. Übersetzt mit www.DeepL.com/Translator (kostenlose Version)
8. Kann alles in 3D gedruckt werden?
Fast! Die wichtigsten Einschränkungen ergeben sich aus der Größe des Drucks und der Wahl der Materialien. Jede 3D-Drucktechnologie hat ihre eigenen Vor- und Nachteile, die sich z. B. auf machbare und empfohlene Wandstärken, Kanalgrößen und Nachbearbeitung auswirken können. Allerdings gibt es weitaus weniger Einschränkungen als bei herkömmlichen Verfahren. Die richtige Wahl der Materialien und Technologien trägt wesentlich zur Herstellung von Bauteilen bei, die für den jeweiligen Verwendungszweck geeignet sind.
9. Wie werden Ersatzteile in 3D gedruckt?
3D-gedruckte Ersatzteile basieren immer auf digitalen 3D-Modellen. Sobald das Modell existiert, geht der Druck sehr schnell. Der Kunde kann über ein fertiges 3D-Modell verfügen, oder er kann einen 3D-Druckpartner mit der Konstruktion und Modellierung beauftragen. Manchmal hat ein Kunde nur ein vorhandenes Teil des gewünschten Typs - entweder intakt oder kaputt - als Grundlage für den 3D-Druck. In diesem Fall wird das Teil vermessen, gescannt und in eine digitale 3D-Form zurückmodelliert. Das Ersatzteil kann dann entweder als Eins-zu-Eins-Replikat oder mit zusätzlichen Verbesserungen in 3D gedruckt werden.
Manchmal ist es auch möglich, Materialien auszutauschen. So kann beispielsweise ein altes Eisenteil durch Aluminium ersetzt werden, das eine höhere Qualität aufweist und weniger kostet. Nach dem Druck können die Ersatzteile so verwendet werden, wie sie sind, oder in einigen Fällen werden sie vor der Verwendung nachbehandelt und/oder bearbeitet.
10. Für wen ist der 3D-Druck gedacht?
Der 3D-Druck ist für alle Arten von Unternehmen, Organisationen und Privatpersonen gedacht. Die größte Einschränkung besteht derzeit darin, dass die Methode und ihr potenzieller Einsatz noch nicht allgemein bekannt sind. Was das Volumen betrifft, so sind die Hauptabnehmer des 3D-Drucks große Industrieunternehmen und medizinische Fachleute.
11. Für welche Art von Unternehmen ist der 3D-Druck nützlich?
Der vielleicht größte Vorteil des 3D-Drucks liegt in den Produkten, die Unternehmen herstellen. Der 3D-Druck kann auch dazu beitragen, völlig neue Produkte zu entwickeln, um einen bestimmten Kundenwunsch zu erfüllen. Der 3D-Druck ist auch ein wichtiges Instrument für die Produktentwicklung, da er schnelle Tests ermöglicht und so fertige Produkte schneller auf den Markt gebracht werden können. Der 3D-Druck kann zur Herstellung von Prototypen, Vorserien oder fertigen Produkten verwendet werden. Darüber hinaus kann der 3D-Druck zur Herstellung maßgeschneiderter Werkzeuge für Monteure am Fließband eingesetzt werden. Eine weitere beliebte Anwendung ist die Herstellung von Miniaturmodellen für Schulungs- und Anschauungszwecke.
12. Wie werden 3D-Drucke entworfen?
Um 3D-Drucke zu entwerfen, benötigen Sie lediglich eine CAD-Software, mit der Sie 3D-Modelle zeichnen können, und eine Vorstellung von dem Teil, das in 3D gedruckt werden soll. Wenn Sie mit der CAD-Modellierung nicht vertraut sind und/oder Bedenken hinsichtlich der Funktionalität des Modells haben, können Sie sich an einen professionellen Design-Service wenden. Gute Ergebnisse wurden auch in Fällen erzielt, in denen der Kunde beim ersten Kontakt mit einem Dienstleister nur eine Idee für ein Produkt hat.
13. Wie fängt man mit dem 3D-Druck an?
Der beste Weg, um mit dem 3D-Druck zu beginnen, ist, sich Gedanken über die eigenen Bedürfnisse zu machen, mehr zu erfahren und offen zu bleiben. Als 3D-Druck-Profis versuchen wir auch, die Schwelle für Kunden so niedrig wie möglich zu halten, also zögern Sie nicht, uns für weitere Informationen und Beratung zu kontaktieren.
Hier bei 3DStep helfen wir unseren Kunden bei ihren ersten Schritten durch unsere Innovationsdienste und 3D-LEAP-Veranstaltungen, Schulungen und Expertendienste und vieles mehr. Wir veranstalten auch verschiedene Workshops und Studiengruppen. Folgen Sie uns zum Beispiel auf LinkedIn, um auf dem Laufenden zu bleiben.
14. Erzählen Sie mir etwas über 3D-Druck, das ich noch nicht weiß?
Der 3D-Druck ist ein Bereich, der es einem ermöglicht, verschiedene Lebensbereiche zu erforschen und verschiedene Dinge in einem unglaublich breiten Spektrum zu sehen. Um ein paar Highlights zu nennen😊: Wir hatten unter anderem die Möglichkeit, mittelalterliche Musikinstrumente, Instrumente für orientalische Kampfkünste und Spritzschutz für einen Nissan Datsun in 3D zu drucken.
Einzigartige Druckerzeugnisse wie diese tragen auch zu unserer gesamten 3D-Druck-Wissensdatenbank bei und kommen somit unseren Kunden auf breiter Ebene zugute.
3D printed polymer components.
Industrial components 3D printed for Valmet with aluminium.
Spare part for marine engine. New and original.