3D-Druck und Rapid Prototyping

Schier unbegrenzte Möglichkeiten

Schier unbegrenzte Möglichkeiten

Das Rapid Prototyping in Bildern

© Günter Pichl

Druckvorgang: Nach 3 1/2 Stunden und 667 Schichten ist das Werkstück knapp 11 cm gewachsen und somit zur Hälfte fertig

Bei den Anwendungsfällen für 3D-Druck spielen derzeit noch Designmodelle und Prototypen die größte Rolle. Im Gegensatz zu einer Computergrafik kann man den 3D-Ausdruck in die Hand nehmen, testen, wie sich Teile anfühlen oder probieren, wie es sich mit anderen Teilen zusammenfügen lässt.

So können Designer und Ingenieure schnell und preiswert feststellen, ob ein Bauteil den technischen und ästhetischen Ansprüchen genügt, bevor tausende Euro für eine Spritzgussform investiert werden.Entsprechend hat sich, von der breiten Öffentlichkeit unbemerkt, diese als "Rapid Prototyping" bezeichnete Verfahrensweise in den Bereichen Konstruktion, Design und Architektur längst etabliert. Da für die gewünschten Teile in der Regel ohnehin 3D-CAD-Daten vorliegen, genügt meist eine simple Datenkonvertierung in ein für 3D-Drucker verständliches Format.

Steigende Bedeutung gewinnt 3D-Druck in der Medizintechnik. Egal ob Formen für Zahnersatz, komplexe Implantate, wie künstliche Hüftgelenke aus Titan oder silikonartige Gewebe für plastische Chirurgie - überall lassen sich Rapid-Prototyping-Verfahren sehr gut einsetzen. Zunehmend interessant werden 3D-Druckverfahren bei der Herstellung komplexer Gussformen.

Das "gedruckte" Modell wird dabei abgeformt, ausgeschmolzen und der so entstandene Hohlraum mit Metall ausgegossen. Seit einiger Zeit bedient sich der Rennsport der Möglichkeit, komplexe Teile per Rapid Prototyping bzw. Rapid Manufactoring in Kleinstserien herzustellen.

Preisfragen

Das Rapid Prototyping in Bildern

© Günter Pichl

Hier sieht man, wie der Laser das Metallpulver verschweißt. Nach diesem Vorgang wird eine weitere hauchdünne Pulverschicht aufgetragen.

Im Vergleich zu ihren zweidimensionalen Pendants steht die Preisspirale bei 3D-Druckern noch ziemlich am Anfang. Preiswerte Geräte, die beispielweise für Ingenieurbüros, Designer oder Architekten gedacht sind beginnen derzeit bei 6000 Euro, können aber auch gut und gern 15.000 bis 60.000 Euro kosten. Auch in punkto Verbrauchsmaterial ist 3D-Druck nicht unbedingt billig.

Sinnvollerweise gibt man hier die Kosten in Euro pro Kubikzentimeter an. Bei gängigen Verfahren liegen diese zwischen 5 Cent und 50 Cent, spezielle Materialien wie Titan oder Kobaltstahl können jedoch auch um Größenordungen darüber liegen. Große Unterschiede gibt es bei der Druckgeschwindigkeit.

Grundsätzlich gilt: Je genauer das Modell, desto geringer die Schichtdicke, desto länger dauert der Druck und je größer das zu fertigende Werkstück desto mehr Zeit nimmt die Herstellung in Anspruch. Selbst bei kleinen Teilen mit geringer Präzision bemisst sich die Druckgeschwindigkeit in Stunden, um große, komplexe und genaue Werkstücke herzustellen, können aber auch mehrere Tage vergehen.

Bislang müsste Captain Picard also eine ganze Weile auf seine Tasse warten. Die zu erreichende Genauigkeit hängt wesentlich vom Verfahren ab; sie bewegt sich zwischen einigen 1/10 mm bis zu wenigen µm.

Bildergalerie

Das Rapid Prototyping in Bildern
Galerie
Computer:Drucker

Sperrig und teuer ist diese SLS-Anlage. Es gibt jedoch durchaus 3D-Drucker, die auf den Schreibtisch passen.

Mehr zum Thema

3D-Drucker
Plastikteile selbst gemacht

Anstelle eines zweidimensionalen Abbilds ein funktionsfähiges, dreidimensionales Modell zu drucken, ist derzeit nur mit teurem Spezialequipment…
3D-Drucker selbst bauen? Das PC-Magazin-Labor zeigt wie.
Drucken in der dritten Dimension

Statt eines zweidimensionalen Abbilds ein funktionsfähiges, dreidimensionales Modell zu drucken, ist derzeit nur mit teurem Spezialequipment…
Alles über 3D-Drucker
Trend

Was ist ein 3D-Drucker und was kann ich damit alles herstellen? In unserem Artikel erfahren Sie alles Wissenswerte über den neuen Trend 3D-Drucker.
3D-Modelle als Free-Download
3D-Drucker

Um ein Objekt mit einem 3D-Drucker herzustellen, benötigen Sie ein 3D-Modell. Wir stellen Ihnen die besten Vorlagen als Free-Download vor.
Pearl FreeSculpt 3D-Drucker EX1-Basic
3D-Drucker

3D-Drucker-Services liegen voll im Trend. Wer will, kann seine 3D-Objekte aber auch zu Hause drucken.