Wie funktioniert ein 3D-Drucker?

Du bist technisch versiert und begeistert von der neuen 3D-Drucktechnologie? Oder fragen Sie sich nur, wie 3D-Drucker funktionieren? Bleib dran und mach dir keine Sorgen! Wir haben umfassende Untersuchungen zur Funktionsweise von 3D-Druckern durchgeführt, damit Sie sich ein Bild vom 3D-Druckprozess und den Herstellungsmethoden von 3D-Objekten machen können.

3D-Drucker verwenden modernste Technologien zum Entwerfen und Herstellen von 3D-Objekten. Der 3D-Drucker funktioniert wie ein Tintenstrahldrucker und wird von einem Computer aus bedient. Wenn Sie wissen möchten, wie ein 3D-Drucker funktioniert, lassen Sie uns in diese ausführliche Anleitung eintauchen.

Die Desktop-3D-Drucker verwenden computergestütztes Design (CAD) auf 3D-Druckmaterialien. Dennoch funktioniert der 3D-Drucker, indem er geschmolzenen Kunststoff durch seine winzige Düse extrudiert.

Bei der 3D-Drucktechnologie werden eine Vielzahl von Materialien wie Verbundwerkstoffe, Kunststoffe und Biomaterialien geschichtet, um Objekte mit 3D-Druckern herzustellen. Die Schichttechnologie des 3D-Druckers wird als Modellierungs-FDM bezeichnet. Die Schichttechnologie wird auch als additive Fertigung bezeichnet.

Kann ein 3D-Drucker alles drucken?

Der 3D-Drucker leistet mit selektivem Lasersintern, einer additiven Fertigungstechnik, hervorragende Arbeit.

Nun, der 3D-Drucker kann fast alles drucken. Das Drucken hängt jedoch von bestimmten Beschränkungen ab, die weiter unten erläutert werden.

• Sind 3D-Drucker in ihren Druckmöglichkeiten eingeschränkt?

Die 3D-Drucker haben eine Maker-Movement-Fähigkeit und können fast jedes Objekt drucken. Mit der 3D-Pulverbettfusion, einer additiven Fertigungstechnologie und einem 3D-Drucker können Sie jeden Artikel drucken. Sie können ein 3D-Teil Schicht für Schicht mit feinem Pulver oder dem Metallpulver-Druckmedium drucken.

Die 3D-Drucker sind jedoch nur auf das beschränkt, was sie durch ihr Bauvolumen drucken können. Das bedeutet also, je größer der Drucker, desto größer die Formen und Volumen der 3D-gedruckten Objekte.

• Das 3D-Slicer-Programm

Die 3D-Slicer-Software ist ein 3D-Drucker-Softwareprogramm, mit dem Sie die Informationen eines 3D-Druckmodells in eine digitale Datei im 3D-Desktopdrucker eingeben können. Dies bestimmt, inwieweit 3D-Drucker drucken können.

Somit gibt es einen Hinweis auf die Grenzen dessen, was die 3D-Drucker erreichen können. Je fortschrittlicher das 3D-Slice-Programm, desto besser die im 3D-Druck hergestellten Modelle. Es bestimmt auch die Variabilität, da Sie mit dieser Software mehr Optionen zum Drucken haben.

• Was kann ein 3D-Drucker drucken?

Wenn Sie sich einen Querschnitt der 3D-gedruckten Objekte ansehen, die in einem 3D-Druckprojekt gedruckt wurden, werden Sie die Einzigartigkeit der 3D-Drucktechnologie zu schätzen wissen. Der 3D-Druck ist begehrt, da die 3D-Drucker fast alle Materialien, Formen und Objekte drucken, die Sie sich vorstellen können.

Angetrieben von der Pulverbetttechnologie, einem Querschnitt von 3D-Druckern und Stereolithographie (SLA), erstellt die 3D-Drucktechnologie Modelle, Prototypen, Muster und viele andere Objekte, die Sie sich wünschen können.

• Beispiel von Objekten, die ein 3D-Drucker drucken kann

Interessanterweise kann ein Haus mithilfe der 3D-Drucktechnologie gedruckt werden. Der Prozess verwendet den SLA-Typ des 3D-Drucks.

Die Drucker können Körperteile eines Fahrzeugs oder Schiffs, ein Telefonschließfach, einen Tesla Cybertruck und einen Tierfutterspender drucken. Die additive Fertigung bietet eine breite Palette von 3D-Druckoptionen, die über diese Auswahlliste hinausgehen

Wie funktioniert 3D-Druck eigentlich? [Schritt für Schritt]

So funktionieren 3D-Drucker:

Schritt Eins:Erstellung

Die Erstellung einer dreidimensionalen digitalen Datei mit Blaupausenstrichen von Objekten, die Sie möglicherweise drucken möchten, ist der erste Schritt. Sie müssen moderne Technologie auf dem neuesten Stand der Technik verwenden, um Bilder von Artikeln zu erstellen, die Sie wünschen.

• Gestaltung

Das Entwerfen ist ein wichtiger Schritt bei der Erstellung eines Objekts. Daher können Sie mithilfe von Computer-Aided Design (CAD) Entwürfe erstellen, die für Rapid Prototyping im 3D-Format verwendet werden. Viele Fachleute aus verschiedenen Branchen in der Wirtschaft bauen Plattformen, die CAD für 3D-Druck mit außergewöhnlichem Laserschneiden verwenden.

Abgesehen von CAD sind zahlreiche andere Softwareprogramme verfügbar, die Dateien für 3D-Druckverfahren erstellen können – einige dieser 3D-Designsoftware umfassen AutoCAD, Blender, Solid Works, Sketchy up und Photoshop.

• Scannen

3D-Scannen bietet eine Alternative zu CAD. Die dreidimensionale Datei zum Scannen könnte ein gedrucktes Objekt sein, das aus Tausenden von Bildern aus mehreren digitalen Dateien im Internet gescannt werden kann.

Diese Art von 3D-Druckdesign, 3D-Scannen, ist eine Technologie, die digitale Nachbildungen liefert, nachdem Sie reale Objekte analysiert haben.

3D-Scannen wird in der Regel von Branchenexperten beim Reverse Engineering eingesetzt. Daher bietet es einzigartige Qualitäten, da Sie das Bild des gewünschten Objekts nach dem Scannen ändern oder modifizieren können. Das 3D-Scannen ermöglicht die Herstellung verschiedener Designs von Dingen durch das 3D-Druckprojekt.

• Herunterladen

Das Herunterladen von Bildern von Objekten, die Sie für den 3D-Druck planen, ist ein Aspekt der Erstellung, den Sie nicht ignorieren sollten. Wenn Sie nicht daran interessiert sind, Ihre eigenen Bilder zu entwerfen, seien Sie versichert, dass Sie Bilder von Objekten herunterladen können, um die besten 3D-Objektdesigns zu erhalten, wodurch Sie wertvolle Zeit sparen.

Es ist bekannt, dass mehrere Websites Bilder von Objekten bereitstellen, und Sie können bezahlen, um sie herunterzuladen. Solche Websites sind; Shapeways, CrabCad, My Mini Factory und You Megane.

Schritt Zwei:STL-Dateiformat

Jedes 3D-Druckdateiformat muss entworfen werden. STL ist das gängigste Dateiformat, das in einem 3D-Druckprojekt funktioniert. STL steht für Stereolithographie. Die Namen haben einen historischen Blickwinkel, da sie aus dem allerersten 3D-Druckverfahren stammen.

Es markiert den zweiten Schritt im 3D-Druckprozess, sobald Sie das CAD-Design abgeschlossen haben. Nachdem Sie ein kompatibles Design im STL-Format ausgewählt haben, wird das Bild des Objekts an den Drucker gesendet.

Denken Sie daran, dass das 3D-Druckformat angeblich mit Blick auf den 3D-Druckprozess entworfen werden muss, damit es in der Druckphase funktionieren kann.

Schritt Drei:Slicen

Beim Slicing wird das 3D-Druckmodell in Hunderte oder Tausende von horizontalen Schichten zerhackt oder geteilt, die der Maschine Anweisungen geben, was prozedural zu tun ist. Mit anderen Worten, beim Slicing werden 3D-Dateien in Anweisungen übersetzt, die der Drucker befolgt.

Sie müssen den 3D-Drucker entsprechend anpassen und die richtigen Einstellungen vornehmen, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

• G-Code

Nachdem der Slicing-Vorgang abgeschlossen ist, wird ein neues Dateiformat generiert, das als G-Code bezeichnet wird. Es ist die Sprache der Maschine und die einzige Möglichkeit, mit dem 3D-Drucker zu kommunizieren.

3D-Drucker erstellen ein Objekt unter Verwendung von G-Code-Sprachtechnologien, indem sie heiße Kunststofffilamente an der Düsenspitze mit geeigneten Einstellungen extrudieren.

Die Drucker folgen den CAD-entworfenen Linien, die den Weg darstellen, dem die Drucker beim Binder-Jetting oder Schichten von Kunststofffilamenten folgen sollten, um das Modelldesign oder das gewünschte Objekt durch die Sprache zu erstellen.

• Dienstleister

Sie können die Einstellungen an Ihren Drucker anpassen, um den richtigen Sprachcode zu erhalten und den Vorgang zu vereinfachen. Beachten Sie, dass Sie keine Programmierkenntnisse benötigen, um Ihre 3D-Druckereinstellungen anzupassen. Sollten Sie jedoch jemanden benötigen, der dies für Sie erledigt, können professionelle Dienstleister hinzugezogen werden.

Sie müssen sich keine Gedanken über das Slicing bei den Dienstanbietern machen, da diese sich darum kümmern.

Schritt Vier:Drucken des Modells oder Objekts

Die Drucker bestehen aus zahlreichen komplizierten beweglichen Teilen. Daher müssen Sie sie sorgfältig behandeln, um sicherzustellen, dass sie lange halten. Die meisten dieser Drucker müssen nicht überwacht werden, wenn die Materialextrusion im Gange ist.

Die Drucker folgen automatisch dem eingebauten G-Code und fahren mit dem Drucken fort. Vorausgesetzt, das Rohmaterial ist nicht aufgebraucht und es ist kein Softwarefehler aufgetreten, der das Drucksystem zum Stillstand bringen kann.

Welches Material verwendet ein 3D-Drucker?

Sie können zahlreiche Materialien in Herstellungsprozessen von 3D-Modellen verwenden. Zu den am häufigsten verwendeten 3D-Druckmaterialien gehören die Kunststofffilamente ABS und PLA. ABS- und PLA-Filamente sind nur ein Teil einer langen Liste von unterstützenden Materialien für 3D-Fertigungsprozesse.

Hier sind einige der 3D-Fertigungsrohstoffe, die üblicherweise im Druckprozess verwendet werden.

• ABS-Kunststofffilamente

ABS ist ein thermoplastisches Material auf Ölbasis. Die meisten 3D-gedruckten Modelle aus diesem Material weisen eine höhere Festigkeit, Flexibilität und Haltbarkeit auf als die anderen 3D-Fertigungskunststoffmaterialien wie PLA.

Das ABS bleibt das beliebteste Kunststofffilament für die Spritzgussmodellierung. Ihm werden die Variabilität von Copolymeren und die einfache Verarbeitung zugeschrieben, was es zum beliebtesten 3D-Kunststofffilament unter den technischen Polymeren macht.

Benutzer von 3D-Druckern müssen beim Drucken mit ABS-Kunststofffilamenten Sicherheitsvorkehrungen treffen, da es eines der am wenigsten sicheren Kunststofffilamente ist, die weit verbreitet sind.

• PLA-Kunststofffilamente

PLA gehört zur Elite und zu den beliebtesten Kunststofffilamenten für die 3D-Fertigung. Im Gegensatz zum ABS-Filament ist das PLA-Kunststofffilament ein Kunststofffilament auf pflanzlicher Basis oder eine Polymilchsäure. Maisstärke ist ein wichtiger Rohstoff für die Herstellung von PLA-Kunststofffilamenten.

Das Material ist im Vergleich zum ölbasierten ABS-Kunststofffilament billiger und bleibt recht einfach zu verwenden. PLA ist der am häufigsten verwendete natürliche Rohstoff im 3D-Druck und das sicherste thermoplastische Material bei der Herstellung von 3D-Modellen.

PLA-Kunststoffmaterial wird bevorzugt zur Herstellung von Verpackungen für die Lebensmittelindustrie als Ersatz für ölbasierte Kunststofffilamente wie ABS verwendet.

• Harz

Der 3D-Druck- und Herstellungsprozess verwendet viel Harz. Harz ist das Material, das verwendet wird, um den Prozess des Abkühlens von Kunststofffilamentmaterialien zu unterstützen, die in der additiven Fertigung verwendet werden. Harz wird häufig in Technologien wie SLA, DPL, Multijet und CLIP eingesetzt.

Harz gibt es in verschiedenen Arten; Die am häufigsten verwendeten Wachse für den 3D-Druck sind gießbares Harz, flexibles Harz und zähes Harz.

Aufgrund seiner geringen Schrumpffähigkeit wird es in vielen 3D-Druckanwendungen eingesetzt. Harz hat eine hohe chemische Beständigkeit, was es zu einem starren und empfindlichen 3D-Druckmaterial macht.

Wie viel kostet die Verwendung eines 3D-Druckers?

• 3D-Druckerkosten

Die Kosten für die Verwendung eines 3D-Druckers hängen von mehreren Faktoren ab. Die auffälligsten Faktoren, die sich auf die 3D-Fertigungsprozesse auswirken, sind die Drucktechnologie, die Druckmaterialien, das Design und der letzte Schliff des 3D-gedruckten Objekts oder Modells.

• 3D-Drucktechnologien

3D-Drucker und Drucktechnologien basieren auf unterschiedlichen Technologien. Wenn Sie also einen 3D-Drucker kaufen möchten, müssen Sie die verwendete Technologie berücksichtigen, um die Kosten des Druckers und des additiven Herstellungsprozesses zu bestimmen.

Die Technologieelemente, die Sie möglicherweise vor dem Kauf berücksichtigen müssen, sind die Größe des 3D-Druckers, die Druckgeschwindigkeit, Präzision und Drucktechnologie.

• FDM-Drucktechnologie

Ein einfacher FDM-Drucker, der Ihren Anforderungen entspricht, kann Sie nur 200 US-Dollar kosten. Es kann sicherlich nicht mit den besten 3D-Druckern auf dem Markt verglichen werden, da dieser Technologie die Geschwindigkeit, Genauigkeit oder Präzision der fortschrittlichsten 3D-Drucker fehlt. Nichtsdestotrotz wird es Ihnen den 3D-Modelldruck zu sehr geringen Kosten vorstellen und Ihnen Zugang dazu verschaffen.

• Fortschrittliche Drucktechnologien

Je ausgefeilter ein Drucker in Bezug auf 3D-Drucktechnologien ist, desto mehr kostet er. Ein gutes Beispiel ist der SLS-Drucker, der rund 5000 US-Dollar kostet. Es kann fortschrittliche Herstellungsprozesse ausführen, die einfache 3D-Drucker nicht ausführen können.

Aus diesem Grund kaufen Sie es nur, wenn Sie wirklich fortgeschrittene Druckerarbeiten durchführen.

• Die Kosten von 3D-Druckmaterialien

Wie ein 3D-Drucker funktioniert, hängt stark von der Art des verwendeten 3D-Kunststofffilaments ab. Bei der Auswahl der Art von Kunststofffilament für Ihren 3D-Drucker müssen Sie möglicherweise die Kompatibilität des Filaments mit dem Drucker und die Filamentkosten berücksichtigen.

Die Kosten für Kunststofffilamente wirken sich direkt auf die Gesamtkosten der 3D-Druckarbeit aus. Zum Beispiel kosten die ölbasierten 3D-Druck-Kunststofffilamente wie ABS mehr als die biologisch abbaubaren Kunststofffilamente auf pflanzlicher Basis wie PLA.

Die günstigsten 3D-Druckmaterialien sind für FDM-Technologien. Thermoplastische Materialien werden häufig im 3D-Druck verwendet. Glücklicherweise sind sie ziemlich erschwinglich.

Kosten für High-End-3D-Druckmaterial

Die Kosten für das beim 3D-Druck verwendete Kunststofffilamentmaterial sind hoch, wenn die 3D-gedruckten Modelle High-End-Fused-Deposition-Modellierung benötigen. Diese Arten des 3D-Drucks kosten viel, da ein ausgeklügelter Prozess hochwertige 3D-Druckmaterialien benötigt.

Die Kosten steigen je nachdem, wie technisch und wertvoll das Material im Herstellungsprozess ist.

Ein gutes Beispiel ist ein Harz, das fortschrittliche 3D-Drucker verwenden. Das in der Polyjet-Technologie verwendete Material ist im Vergleich zu seinen Gegenstücken aus SLS-Polymer teuer. Der Kostenunterschied ist auf die Variabilität der Materialien auf dem Markt zurückzuführen.

Materialien, die in SLM- und DMLS-Technologien verwendet werden, kosten mehr als in den letzten Jahren.

Schlussfolgerung

Dieser Artikel befasst sich intensiv mit der Beantwortung der Frage „Wie funktioniert ein 3D-Drucker? „Wir haben Sie durch verschiedene Aspekte des 3D-Druckers geführt, insbesondere die Objekte, die er druckt, das Material, das er verwendet, und wie viel es Sie kosten wird, einen 3D-Drucker zu verwenden.

Mit diesen detaillierten Informationen sind Sie bestens aufgestellt, um von 3D-Druck- und Fertigungsverfahren zu profitieren.