FAQ: Drucken in 3D

3D-Drucker tragen in dünnen Schichten Material auf. Jede Schicht ist wie ein waagerechter Schnitt durch das gewünschte Objekt geformt und jede neue Schicht haftet an der darunter liegenden. Auf diese Weise wächst nach und nach ein dreidimensionales Objekt heran. Weil kontinuierlich Material hinzugefügt wird, spricht man auch von additiver Fertigung – in Abgrenzung zu abtragenden Verfahren wie dem Fräsen. Die Dicke der einzelnen Schichten beträgt im 3D-Druck je nach benutzter Maschine zwischen ein paar Mikrometern und einem Millimeter.

Die 3D-Drucker der Einsteigerklasse zwischen rund 500 und 3000 Euro verwenden derzeit durchweg das sogenannte Fused-Depositing-Modeling-Verfahren (FDM), bei dem erhitzter Plastikdraht aus ABS oder PLA durch eine Metalldüse gepresst wird, ähnlich wie bei einer Heißklebepistole. Mit Kunststoffen arbeiten auch viele professionelle 3D-Drucker. Andere Anlagen sintern Objekte aus Metall, zum Beispiel aus Titan und Stahl. Daneben gibt es Spezialmaschinen, die Stücke aus Keramik, Glas oder Gold produzieren – Prototypen haben auch schon Schokolade, Leiterbahnen oder organisches Gewebe gedruckt. Je nach Material arbeiten diese Drucker unterschiedlich: Kunststoff- oder Metallpulver beispielsweise lässt sich mit einem Laser punktgenau verschmelzen. Andere Maschinen härten flüssiges Kunstharz durch UV-Licht in der gewünschten Form aus. Einige 3D-Drucker können auch unterschiedliche Materialien gleichzeitig verarbeiten und zum Beispiel ein Buddelschiff samt Flasche in einem Rutsch herstellen (Video siehe c’t-Link).

Im Prinzip ja, aber Sie brauchen dazu zum einen die CAD-Vorlagendatei und zum anderen Zugang zu einem professionellen 3D-Drucker, der Metall mit ausreichender Stabilität verarbeitet. Mit einer Maschine, die man sich auch privat leisten kann, klappt das nicht [1]. Einen eigenen 3D-Drucker brauchen Sie dafür aber auch gar nicht, denn es gibt genügend Dienstleister, bei denen man 3D-Drucke in hoher Qualität übers Web bestellen kann [2]. Trotz allem lohnt es sich nicht, ein neues Fahrradritzel in 3D drucken zu lassen, denn es wäre um ein Vielfaches teurer als eines aus der Massenproduktion.

Hingegen rechnet sich der 3D-Druck bei Kleinserien und Einzelstücken. Die Technik wird deshalb bereits für Zahnersatz und andere individuell angepasste Prothesen benutzt.

Sind Sie von der Technik so fasziniert, dass Sie einen haben wollen? Dann brauchen Sie einen. Wer nur gelegentlich einen Gegenstand nach eigenem Entwurf oder ein maßgeschneidertes Ersatzteil benötigt, gibt solche Objekte lieber übers Web in Auftrag. Dort stehen mehr Materialien und Oberflächengüten zur Wahl als auf dem eigenen Drucker – unter anderem kann man Objekte mit farbigen Texturen bestellen.

Spezielle 3D-Drucker fertigen Objekte auch in Farbe. Falls es doch ein eigener sein soll: Auch mit den günstigen FDM-Druckern lassen sich praktische Dinge herstellen – wir haben beispielsweise ein Ersatzgelenk für eine Stehlampe gedruckt, das seit einem Jahr seinen Dienst versieht. Die Plastik-Objekte sind jedoch in der Regel einfarbig und man kann die einzelnen Fertigungsschichten mit bloßem Auge erkennen. Das schränkt die möglichen Anwendungen ein. Konkrete Kaufempfehlungen für solche Drucker sind schwierig, da sich die Maschinen aktuell rasant entwickeln. Zudem kann jedes Firmware- und Software-Update das Druckergebnis nachhaltig verändern.

Mit SketchUp von Trimble (früher Google) und Autodesk 123D Design gibt es glücklicherweise kostenlose und einsteigerfreundliche Konstruktionssoftware (siehe c’t-Link). Sie können auch ein professionelles CAD-Programm benutzen, wenn Sie dazu Zugang haben – solche Pakete beherrschen in der Regel den Export ins STL-Format, einen der Standards für einfarbige 3D-Druckvorlagen. Wer eher digital bildhauern als konstruieren will, kann seine Fantasien beispielsweise mit dem Open-Source-3D-Paket Blender modellieren. Auch selbstgemachte 3D-Scans eignen sich als Vorlagen oder zumindest als Ausgangspunkt für Modifikationen [3]. Diverse Online-Datenbanken bieten Tausende von Modellen zum Download, die man den eigenen Wünschen anpassen oder zu neuen Objekten kombinieren kann, beispielsweise mit der Freeware MeshMixer. (pek)