Sie haben den Begriff 3D-Druck oft gehört, kaum verstanden und noch nie gesehen? Dann geht es Ihnen wie vielen anderen auch. Deshalb widmen wir uns diesmal dem 3D-Drucker und erklären, was er kann und wofür er eingesetzt wird. Die besten Anwendungsbereiche werden wir natürlich auch nennen.

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Die Zeit des Lockdowns ist momentan wieder vorbei. Zumindest in vielen Regionen Europas. Das bedeutet: Computer ausschalten, Handy ausschalten und wieder mehr hinausgehen in die Natur und sich an den schönen Dingen des Lebens erfreuen. Gut, wir geben zu, der Zeitvertreib im Online Casino, der mittels Casino Bonus ohne Einzahlung wirklich zum Schnäppchen geworden ist, war schon spannend und unterhaltsam. Doch jetzt ist wirklich mal Pause angesagt, deshalb dürfen auch viele wieder vom Home Office an den Arbeitsplatz zurückkehren. Und damit auch dorthin, wo man den 3D-Drucker am häufigsten im Einsatz sieht, denn die wenigsten von uns haben ein solches Gerät zuhause stehen. Nicht zuletzt wegen der recht hohen Kosten, Platzmangel oder auch dem Mangel an Arbeit für diesen Drucker, deshalb beginnen wir mal damit zu erklären, was das ist und wie der funktioniert.

So funktioniert ein 3D-Drucker

Jeder von uns kennt Laserdrucker oder Tintenstrahldrucker. Fast jeder hat sowas im heimischen Büro stehen. Diese bringen Schrift und Bild auf Papier. Und das sowohl schwarz-weiß als auch in knallig bunten Farben. Was aber ist ein 3D-Drucker? Ganz einfach. Er fertigt in dünnen Schichten dreidimensionale Gebilde an, die man vorher am Computer generiert hat. Bei Wikipedia findet sich eine nette Beschreibung und ein paar andere Bezeichnungen für das Verfahren, das hier zur Anwendung kommt. So spricht man hier von „additivem Druck“, „generativer Fertigung“ oder „Rapid-Technologien“, die allesamt das gleiche Fertigungsverfahren beschreiben. Alle besagen dasselbe: Es wird ein Objekt aus einem Material Schicht für Schicht hergestellt, bis am Ende jener Gegenstand dasteht, den man vorher am PC mit einer 3D-CAD-Software konstruiert hat.

Das Material, das hier verwendet wird, kann entweder ein Kunstharz, ein Kunststoff, ein Keramikstoff oder ein speziell aufbereitetes Metall sein. Neuerdings kommen auch Graphitmaterialien (Carbon) für die Fertigung von Kohlenstoff-Teilen zum Einsatz. Eine detailliert Auflistung von 3D-Drucker-Materialien gibt es hier. Der Computer überträgt die Informationen über das geplante Stück an den Drucker und dieser „gießt“, beginnend von unten nach oben Schichten, die schnell aushärten. Die Präzision ist dabei ziemlich beeindruckend. Selbst kleine Portrait-Männchen sind machbar. Deren Gesichter erkennt man deutlich wieder. Das zeigt, dass dies keineswegs nur Spielerei für die Reichen ist, um irgendwelche unscharfe Gegenstände zu generieren. Nein. Die Einsatzbereiche sind wirklich erstaunlich wie wir nun zeigen werden.

Anwendungsbereich 1: Prototypenbau

Prototyp im 3D-Drucker
Mit dem 3D-Drucker lassen sich vor allem für kleine und mittelständische Unternehmen Prototypen vergleichsweise kostengünstig selbst herstellen (Symbolbild).

Wer früher eine Idee für ein nützliches Tool hatte, musste versuchen, dieses mit gewöhnlichen Materialien selbst zu bauen. Man verwendete Gipsabdrücke, Ton, Holzstücke aus der Drehbank usw. Abhängig von der Größe des Prototypen kann man heute zum 3D-Drucker greifen. Man erstellt ein Abbild des Ganzen am Computer, druckt den Gegenstand direkt aus und hat ihn binnen kurzer Zeit in Händen. Mit dieser Vorlage wird nun weitergearbeitet, bis am Ende das gewünschte Endprodukt vorliegt. Das Ganze ist eine extrem kostensparende Maßnahme, um einen Prototypen von irgendwas ins Leben zu rufen. Zudem kommt das Produkt, das dabei entstehen soll, als es mit herkömmlicher Vorgangsweise der Fall wäre.

Anwendungsbereich 2: Werkzeug- oder Formenbau

Zugegeben – es klingt seltsam. Aber tatsächlich kann man Werkzeuge und Formen für die Produktion von irgendwelchen Hilfsgegenständen mittels 3D-Drucker fertigen. Das Ganze geht nicht nur schnell, sondern ist auch günstiger, als es mit herkömmlichen Methoden und Materialien ist.

Anwendungsbereich 3: Produktionsteile und Kleinserien fertigen

Kleinserien für irgendwelche Gegenstände sind meist für Fließbandarbeit ungeeignet. Wer konstruiert denn eine Maschine oder einen Arbeitsablauf für eine Kleinserie von irgendwas? Das lohnt sich nicht. Der 3D-Drucker hilft hier. Er übernimmt die Fertigung von einer gewissen Zahl von Gegenständen, die Sie brauchen. Handelt es sich um etwas, was Kunden individuell fertigen lassen können, gewinnen Sie enorm an Flexibilität. Der 3D-Drucker schafft ganz neue Möglichkeiten, was das angeht.

Anwendungsbereich 4: Bildung und Wissenschaft

3D-Drucker-Bausatz
Der Zusammenbau von einem 3D-Drucker-Bausatz und das anschließende Drucken von Objekten bereitet Schülern besonders viel Spaß und erzielt wichtige Lerneffekte für das spätere Berufsleben (Symbolbild).

Wissenschaft ist nicht immer einfach zu verstehen. Man denke nur an riesige Experimente, die man nicht einfach immer so herzeigen kann. Ein Foto ist nicht sonderlich aussagekräftig. Aber eine Miniaturform von dem Ganzen würde ungemein helfen. Genau hier kommt der 3D-Drucker zum Zug. Veranschaulichungsmodelle gehören zur Paradedisziplin eines solchen Geräts. Wer eine innovative Idee hat, kann diese ebenfalls im Kleinformat erstellen und muss nicht versuchen, das alles irgendwie grafisch zu illustrieren. Er muss erst recht nicht gleich zur Tat schreiten und den originalen Versuchsaufbau umsetzen.

Anwendungsbereich 5: Einsatz in der Medizintechnik

Jetzt wird es richtig spannend. Wir nehmen an, es sollen Knochen- oder Dentalersatz hergestellt werden. Das Einfachste ist, das via 3D-Druck zu tun. Denn der additive und schichtweise Aufbau erlaubt die hochpräzise Fertigung von Einzelstücken, wie sie heutzutage in der individualisierten Patientenversorgung erforderlich sind. Fertigen Sie den neuen Stiftzahn mit einem 3D-Drucker. Oder ein künstliches Gelenk, einen künstlichen Knorpel… die Möglichkeiten sind genial. Seit 2013 berichten wir über die Entwicklungen im medizinischen 3D-Druck. Seither sind über 570 Beiträge zusammengekommen, die hier im Archiv nachgelesen werden können.

Anwendungsbereich 6: Modelle für Ausstellungen und Präsentationen

Nicht selten wird man vom Arbeitgeber zu einer Messe entsendet. Das Ziel: Neue Kunden generieren, indem man Innovationen vorstellt. Doch weil das nicht immer so einfach ist, nimmt man am besten Modelle, die man nicht nur ansehen, sondern auch angreifen kann. Der 3D-Drucker macht es möglich.

3D-gedruckte Objekte auf einer Messeausstellung
3D-gedruckte Objekte auf einer Messeausstellung. Sowohl 3D-Druck-Anbieter präsentieren ihre gedruckten Objekte auf Messen und Ausstellungen, als auch herkömmliche Unternehmen, die ihre Prototypen aus dem 3D-Drucker vorstellen, um zum Beispiele auf zukünftige Produkte hinzuweisen oder die umfangreiche Produktflexibilität abzubilden (Symbolbild).

Fazit

Obwohl die Technologie noch relativ jung ist, findet der 3D-Druck alle möglichen Einsatzbereiche und das wird immer mehr. Auch die vielfältigen 3D-Druckverfahren, mit denen diese Geräte funktionieren, werden mehr und besser. Die Materialien, die zum Einsatz kommen, werden mehr und spezieller, teils besser für einzelne Einsatzbereiche. Sie sehen: hier tut sich wahnsinnig viel. Es ist schwer, mit der Technik immer Fuß zu fassen. Eines ist aber sicher. Wer ein kleines Mini-Me, eine Skulptur von sich haben möchte, kann das inzwischen problemlos bestellen. Das ist keine allzu große Herausforderung an die Technik. Das ist eher die Spielerei am Rande. Man versucht aber täglich, neues zu bewerkstelligen. So wurde vor nicht allzu langer Zeit in Deutschland das erste Haus aus dem 3D-Drucker bezogen. Aus vielen Bereich ist die 3D-Druck-Technologie heute kaum noch wegzudenken. Mehr Einsatzbereiche finden Sie auch auf unserer umfangreichen Übersicht der Themenseiten.

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