|
Tatsächlich sind diese Dispositive keine unerschwinglichen Geräte mehr, und können sich als sehr nützlich erweisen, wenn es darum geht, ein drei-dimensionales Objekt zu gestalten, oder auch die eigenen Kinder eventuell für einen Beruf der Zukunft zu begeistern. Welche Eigenschaften eines 3D-Druckers sollte man aber unbedingt präsent haben, wenn man denn einen solchen kaufen möchte?
Der 3D-Drucker erstellt, oder besser gesagt druckt, Einzelobjekte, geometrisch komplexe Unikate in sehr effizienter Art und Weise. Verschiedene Materialien aus Plastik und Legierungen aus Metall sind die meist benutzten Werkstoffe beim 3D-Druck. Aber natürlich lassen sich auch jedwede andere Materialien bis hin zum lebenden Gewebe nutzen. Mit den Jahren konnten sich die technologischen Prozesse des industriellen 3D-Drucks basierend auf der Drucktechnik, ein physisches Modell Schicht für Schicht herzustellen, ständig verbessern.
Der 3D-Druck ermöglicht den Designern der Auto- und Weltraum-Industrie verschiedene Objekte immer effizienter zu drucken. Leichter vor allem müssen sie sein, denn so sind sie besonders geschätzt, da sie den Treibstoffverbrauch wesentlich verringern und somit ebenso die Emissionen. Ein gutes Beispiel ist die bionische Teilung des Airbusses, die das Gewicht seines Modells A320 wesentlich verringern konnte. Auch den Ärzten kommt diese Technologie zu Gute, wenn es sich beispielsweise um individuell angepasste Implantate handelt.
Auch die Zahnärzte und ihre Patienten schätzen bereits den 3D-Druck von Zahnprothesen.
Überraschende Ergebnisse im 3D-Druck werden auch beim Druck von Werkzeugen, Messgeräten oder anderem mechanischen Zubehör erzielt.
Ein besonderes Beispiel, sich diese Technologie zu Nutze zu machen, ist sicherlich das Unternehmen Made in Space, das sich entschieden hat, keine kostspieligen Raketenstarts mehr auf der Erde durchzuführen, sondern bereits im Weltall Einzelteile in 3D drucken zu lassen und diese dann vor Ort zusammenzusetzen. Die NASA hat ihnen in der Zwischenzeit einen Vertrag von 73 Millionen US-Dollar für dieses Projekt zugewiesen. Wenn dieses Projekt mit Erfolg funktionieren sollte, würde das eine Revolution im Erforschen des Weltalls bedeuten, ein entscheidender Schritt. Made in Space plant für das Jahr 2022 die Raumstation Archinaut One. Es handelt sich dabei um eine kleine Raumstation, die in Theorie so ausgestattet sei, dass sie im Weltraum Einzelteile eines Raumschiffes fabrizieren und zusammensetzen könne. Ganz konkret ist dieses Projekt in der unteren Erdumlaufbahn, auch LEO genannt, geplant.
|
|
Wie dieses Konzept entstanden ist
Der Ausgangspunkt des 3D-Drucks findet sich in den 80er Jahren, als Dr. Hideo Kodama des Landesinstituts für Industrieforschung von Nagoya, Japan, eine Technik einsetzte, um Prototypen auf schnellem Wege herzustellen, die diese Schicht um Schicht aufbaute. 1981 beantragte er das Patent für ein Gerät, das Prototypen in kurzer Zeit erstellen konnte. Dieses Gerät ermöglichte den Prozess des 3D-Drucks über die Anwendung von Harzhärtung durch Laserbestrahlung.
1984 erhielten die französischen Wissenschaftler Jean-Claude André, Olivier de Witte und Alain le Méhauté ein Patent, das sie leider einige Jahre später aufgrund der Nicht-Finanzierbarkeit aufgeben mussten. Der Begründer des Giganten 3D Systems, Chuck Hull, erhielt schließlich das erste Handelspatent im Jahre 1986 für die Technik der Stereolithographie (SLA). Die Technik SLS, funktioniert ähnlich, in dem sie ebenfalls mit Hilfe von Laser-Bestrahlung Plastikpartikel fusioniert.
Zur gleichen Zeit entwickelte Scott Crump, Begründer der Unternehmensgruppe Stratasys, die ersten 3D-Drucker, die über die Extrusion von Kunststofffäden funktionierten. Diese Technik wurde unter dem Namen FDM (Fused Deposition Modeling) patentiert und ist heute der wohl bekannteste und populärste Druckprozess, bei relativ niedrigen Herstellungskosten einfach zu handhaben.
Fenster
Weiterentwicklung der 3D-Materialien
Die Entwicklung der 3D-Druckmaterialien war sehr turbulent, da sie sich an immer wieder neu auf den Markt kommende Technologien und Werksmaterialien anpassen musste. Begonnen hat man mit Plastikstoffen, ist über Metalle bis heute zu sogar essbaren Materialien gekommen. Jedes einzelne Material wurde in verschiedenen Werksprozessen eingesetzt und ergab daraufhin natürlich die unterschiedlichsten Formate. So spielt zum Beispiel Harz eine wichtige Rolle in den Technologien DLP y SLA, Fäden aus den verschiedensten Materialien sind im Format FDM wichtig oder Partikel metallischen Ursprungs funktionieren beim DMLS. Tagtäglich werden neue Materialien entdeckt, neue Prozesse und Werksabläufe erstellt, die für die ständigen Verbesserung der Modelle bedeutend sind: Resistenz und eine bessere Druckqualität sind hier ausschlaggebend. Heute ist der Markt der 3D-Druckmaterialien sehr vielfältig und wächst ständig. Viele neue Unternehmen setzen auf diesen Markt. Für das kommende Jahr 2021 wird erwartet, dass sich die Umsätze dafür auf etwa 1,4 Milliarden US-Dollar belaufen könnten.
|
