Was ist ein industrieller 3D-Drucker?
Ein 3D-Drucker ist ein Drucker, der eine mit 3D-CAD entworfene Form tatsächlich herstellen kann.
Er erzeugt ein dreidimensionales Modell, indem er zweidimensionale Schichten von Scheiben der entworfenen Form übereinander legt. Ursprünglich wurden diese Geräte für Kunststoffe entwickelt, aber in letzter Zeit gibt es neben den 3D-Druckern für Kunststoffe auch immer mehr 3D-Drucker für Metall.
Es gibt verschiedene Arten von Druckern, z. B. das optische Gießverfahren, bei dem flüssiges Harz (UV-härtendes Harz) durch Bestrahlung mit UV-Licht gehärtet wird und das FDM-Verfahren, bei dem durch Hitze geschmolzenes Harz gestapelt wird.
Anwendungen von industriellen 3D-Druckern
Industrielle 3D-Drucker werden häufig für das Prototyping von Kunststoffprodukten eingesetzt. Bei der Massenproduktion von Kunststoffteilen, z. B. beim Spritzgießen, sind die Kosten für die Herstellung der Formen enorm. Daher werden 3D-Drucker eingesetzt, um zu prüfen, ob die Form in Ordnung ist, bevor die Gussformen tatsächlich hergestellt werden.
Darüber hinaus können Hohlkörper, die sich nur schwer maschinell herstellen lassen, mit dem Laminierverfahren hergestellt werden. Aus diesem Grund werden sie auch als Vorlagen für einfache Vorrichtungen und Formen verwendet. Darüber hinaus werden 3D-Drucker in letzter Zeit, da die Stapelabstände immer feiner werden und die Formgenauigkeit zunimmt, zunehmend zur Herstellung von Teilen für Endprodukte eingesetzt.
Funktionsweise von industriellen 3D-Druckern
Die Palette der Materialien, für die industrielle 3D-Drucker eingesetzt werden können, wird immer größer und umfasst Materialien mit unterschiedlichen Materialeigenschaften wie PP und Gummi sowie ABS und Acryl.
Da Stützmaterialien benötigt werden, um das Teil für die Laminierung durch den 3D-Drucker an Ort und Stelle zu halten, muss das Teil so geformt sein, dass die Platzierung des Stützmaterials möglich ist. Normalerweise muss das Trägermaterial nach dem Druck entfernt werden, aber in letzter Zeit wurden wasserlösliche Trägermaterialien eingeführt, die nicht nur die Flexibilität der Form erhöhen, sondern auch die Verarbeitbarkeit verbessern.
Zu den Problemen von 3D-Druckern gehören hingegen die Schwierigkeit, je nach Stapelungswinkel eine ebene Oberfläche zu erzeugen, und die lange Bearbeitungszeit (ein Tag, selbst für kleine Teile).
Allerdings sinken die Preise für 3D-Drucker derzeit, wodurch die Hürde für die Anschaffung gesenkt wurde. Da die gut zu verarbeitenden Formen und die Genauigkeit je nach Modellierverfahren unterschiedlich sind, muss das für die Anwendung am besten geeignete Modellierverfahren ausgewählt werden. Zu beachten ist auch, dass die Modellierung eine Nachbearbeitung erfordern kann (z. B. ist bei der Modellierung mit UV-Licht eine UV-Bestrahlung in der Nachbearbeitungsphase erforderlich, um eine vollständige Aushärtung zu gewährleisten).