Anwendungsforschung im Bereich 3D-Druck

Anwendungsforschung 3D-Druck

Ursprünglich nur für industrielle Anwendungen zur Herstellung von Prototypen, Werkstücken oder Formen gedacht, hält eine noch junge Technik, der 3D-Druck, Einzug in die Welt der Konsumenten. Ganz einfach soll es sein, dreidimensionale Objekte zu fertigen. Die Möglichkeiten für den Verbraucher scheinen schier unendlich: Werkstücke oder Modelle für den Bastler, Figuren und kleine Kunstwerke oder mechanische Ersatzteile jeglicher Art zum Einbau in Geräte.

Mittlerweile sind einige 3D-Drucker verschiedener Anbieter auf dem Markt erhältlich. Doch nur wenige Verbraucher nutzen zurzeit die innovativen Möglichkeiten des 3D-Drucks. Wenn es etwas neu ist, gibt es viele Fragen. Können die Hersteller ihr Versprechen einlösen?

Lohnt sich die Anschaffung eines 3D-Druckers? Was kann ich als Verbraucher damit anfangen, also welchen Nutzen hat diese Technik für den Verbraucher? Wie weit ist die 3D-Drucktechnologie schon ausgereift? Wie hoch sind die Kosten?

Anwendungsforschung 3D-Druck
Auf viele  dieser Fragen möchte das TEC-Institut für technische Innovationen Antworten liefern. Dafür testet das Forschungsinstitut im Auftrag von Unternehmen 3D-Drucker verschiedener Anbieter nach allen Kriterien, die für eine Auswahl des richtigen 3D-Druckers wichtig sind. Das TEC-Institut untersucht das Ergebnis, also die Qualität der produzierten 3D-Objekte, die Verwendung verschiedener 3D-Druck-Materialien und die Einfachheit der Anwendung für den Endverbraucher. Weiter ist für den Endverbraucher interessant, wie leistungsfähig der 3D-Drucker ist (Druckgenauigkeit und Druckdauer), ob der Druckvorgang störungs- und fehlerfrei verläuft, ob gesundheitliche Gefahren bestehen (z. B. durch Lautstärke oder Emissionen) oder wie lang die Lebensdauer sowohl des Geräts wie auch und der gedruckten 3D-Objekte ist.
Und zu guter Letzt zählen für den Konsumenten natürlich die Kosten: Welcher der getesteten 3D-Drucker bietet das beste Preis-Leistungs-Verhältnis und wie ist die Einstiegsgröße für die Anschaffung eines eigenen 3D-Druck-Systems.

Wissenswertes über den 3D-Druck

Anwendungsforschung 3D-Druck

Im Focus der Untersuchung durch das TEC-Institut steht das komplette 3D-Druck-System, das aus dem 3D-Drucker, dem Material (Filamenten), den 3D-Druck-Daten und einer 3D-Software besteht. 3D-Drucker können mit einem schmelzbaren Basismaterial dreidimensionale Objekte modellieren, d.h. schichtweise aufbauen.

Als Verfahren mit den geringsten Einstiegs- und Folgekosten gilt das sogenannte FFF-Verfahren, das für Fused Filament Fabrication steht und auch unter der Bezeichnung FDM (Fused Deposition Modelling) bekannt ist. Das 3D-Druck-Verfahren FFF ist im Gegensatz zu professionellen Systemen wie dem Sintern oder der Stereo-Lithographie sehr kostengünstig und für den privaten Einsatz geeignet.

Als Basis für das zu druckende Objekt dienen die Maße eines 3D-Modells in Form elektronischer Daten. Die 3D-Druck-Dateien können z. B. von speziellen Anbietern heruntergeladen und mittels einer Software bearbeitet werden. Das Basismaterial (Filament) wird von dem 3D-Drucker geschmolzen und im flüssigen Zustand aufgetragen (additives Drucken). Nach dem Trocknen kann das dreidimensionale Objekt je nach Bedarf weiterverarbeitet werden, z. B. durch Schleifen oder farbige Lackierungen.
Zwei Hauptmaterialien stehen für den 3D-Druck zur Verfügung: Filamente auf Basis organischer Grundstoffe oder Kunststoffe. PLA-Filamente bestehen aus natürlichen Stoffen wie Zuckerrohr oder Maisstärke. ABS-Filamente werden auf Mineralölbasis hergestellt. 3D-Objekte aus ABS gelten als besonders fest und können nach dem Drucken gut nachbearbeitet werden.

Nutzen und Vorteile des 3D-Drucks für den Endverbraucher:

  • Ökonomisch: Gegenstände und Ersatzteile für Haushalts- oder Freizeitgegenstände
  • Freizeit / Hobby: Kreativität und Basteln, Modellbau, Spiele
  • Individualität: eigene Produkte/Produktwelten schaffenExperimentieren und Forschen: Technik-Begeisterte, FabLabs, freie Werkstätten, Schulen