Einführung in den 3d-Druck
Einführung in den 3d-Druck
3d-Druck ist in aller Munde. Aber was ist eigentlich 3d-Druck? Dieser Frage und wie komme ich von der Idee zu meinem ersten selbst gedruckten Teil soll dieser Artikel zeigen.
Was ist 3D-Druck
Unter 3D-Druck werden heute allgemein aditive Fertigungsverfahren verstanden. Dabei wird das Material Schicht für Schicht aufgetragen bis das gewünschte Bauteil vollständig gefertigt ist. Der Materialauftrag erfolgt dabei mittels Automaten und nicht von Hand.
Welche Materialien eignen sich für den 3D-Druck?
Alle Materialien die man verflüssigen kann und sich dann schnell verfestigen lassen sind grundsätzlich für den 3d-Druck geeignet!
- Thermoplastische Kunststoffe
- Kunstharze
- Glas
- Metalle
- Beton
- Ton
- Keramik
- Fett (z. B. Schokolade)
- Verschiedene Lebensmittelteige (z. B. Nudeln)
Wie wird das Material aufgebracht?
Es gibt verschiedene 3D-Druckverfahren. Je nach Material ist der Einsatz unterschiedlicher Verfahrens sinnvoll.
FDM
Fused Deposition Modeling - zu deutsch etwa Schmelzschichtung - ist das am weit aus häufigsten eingesetzte 3d-Druckverfahren. Im Grunde ist es wie eine Spritztülle beim Konditor. Man spritzt das Objekt aus vielen dünnen Würsten. Dadurch dass das Material beim Austritt baus der Tülle - beim 3d-Druck nennt man die Nozzle - geschmolzen ist, wird die
Der Aufbau eines Körpers erfolgt, indem wiederholt zeilenweise eine dünne Wurst auf der Arbeitsebene aufgebracht wird. Sobald eine Ebene vollständig gedruckt ist, wird diese dann um die Schichtdicke der Wurst hochgefahren und die nächste Ebene gedruckt.
SLA
Stereo Lithographie Apperatus = engl Stereo Lithographie Apperat. Ist ein Gerät, dass mit Hilfe von Licht Material aushärtet. Dabei härtet das Material nur an den Stellen aus, bei dem genug Aushärtungsenergie vorhanden ist. Beim klassischen SLA verfahren sind dass zwei (darum stereo) Laser, die sich am Aushärtungspunkt kreuzen.
(Laser-)sintern
Sinterverfahren arbeiten mit Pulvern, diese werden schichtweise über der Arbeitsfläche aufgetragen. Dann wird mittels eines Lasers das Material geschmolzen und so das Object erzeugt.
Das erste eigene 3D-gedruckte Objekt
Wie kommt man zu seinem ersten eigenen 3D-Objekt?
Der Ablauf beim 3D-Druck ist immer gleich:
- Man erstellt oder nutzt ein vorhandenes 3D-Modell und erstellt aus dem Modell eine vom CAD-Programm unabhängige 3d-Datei (
- Man bereitet das Modell so auf, dass ein 3D-Drucker es verarbeiten kann (Slicen)
- Man druckt das Objekt
Erstellung des 3D-Modells
Erstellt werden 3D-Modelle mit CAD-Programmen. Es gibt eine große Auswahl an kommerziellen und Open Source 3d-CAD-Programmen. Grundsätzlich kann man mit den meisten heutigen Programmen arbeiten. Z. B.:
| OpenScad | kostenlos, OSS | Openscad ist ein Programm, bei dem Modelle durch eine Programmiersprache erstellt werden. Es unterscheidet sich daher massiv von anderern CAD-Programmen. Der große Vorteil ist, dass man sehr gut parametrische Modelle erzeugen und nutzen kann. Openscad gibt es auch als Online-Version namens BlocksCad mit einem Graphischen Interface wie es auch in anderen Bildungssystemenen genutzt wird. |
| FreeCad | kostenlos, OSS | FreeCad ist ein vollwertiges 3d-CAD-Programm, dass durch PlugIns erweitert werden kann. Es bietet alles, was man zur Erstellung von 3d-Modellen benötigt und gbraucht sich nicht vor kommerziellen Lösungen zu verstecken. |
| TinkerCad | kostenlos, Online | Ist ein kostenloses Online-CAD-Programm der Firma Autodesk. |
| Fusion 360 | Abbo,Online | Kommerzielles CAD-Programm der Firma AutoCad. |
| CATIA | kommerziell | Kommerzielles CAD-Programm der Firma Dassault Systems. |
| SolidWorks | kommerziell | Kommerzielles CAD-Programm der Firma Dassault Systems. |
Eine Liste von 3d-CAD-Programmen findet sich be Wikipedia.
Im folgenden werde ich der Einfachhalt halber das Vorgehen an Hand von OpenScad beschreiben. Nach der Installation beginnt man in dem man eine neue Datei erstellt. Nun erstellem man einen einfachen Würfel mit 10mm Kantenlänge. Man tippt im Editor-Fenster von open-scad:
Nun speichert man den Würfel unter datei\speichern ab.
jetzt haben Sie ihre erste CAD-Datei erzeugt!
Andere Programme nutzen
Wenn Sie bereits Erfahrung mit einem der Programme haben würde ich raten ein einfaches Objekt (z. B. einen einfachen Würfel) zu erzeugen und dieses als STL-Datei zu exportieren.
2 Objekt als STL exportieren
Damit der nachfolgende Slicer das Modell nutzen kann benötigt er das Modell in einem Format, dass er verarbeiten kann. Als Austauschformat hat sich dabei das STL-Format etabliert.
Auch das ist in Open Scad einfach und besteht aus zwei Schritten:
- rendern
Bis jetzt sehen sie auf dem Bildschirm eine einfache Vorschau. Damit das Objekt exportiert werden kann muß ein genaues Modell erzeugt werden. Dieses Modell zu erzeugen dauert erheblich länger, als das Vorschaumodell (mehrere Sekunden bis Minuten). Das rendern gelingt einfach durch drücken der F6-Taste. PaLim - Eine Kurze Melodie wird abgespielt, wenn das Rendern zu Ende ist. - STL-Datei abspeichern
Drücken Sie F7 und der Dialog zum Speichern wird angezeigt. Wenn sie nichts ändern wird die Datei mit dem gleichen Namen und der Endung .stl erzeugt. Drücken Sie noch Speichern und die Datei ist erstellt.
Slicen
Das Slicen ist der Vorgang bei dem aus der geräteunabhängigen STL-Datei eine Produktionsdatei für einen 3d-Drucker erzeugt wird.
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