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3D-Druck-Technologie
Ein 3D-Drucker ist eine Maschine (in einer Analogie "Drucker" genannt), die dreidimensionale Werkstücke aufbaut. Der Aufbau erfolgt computergesteuert aus einem oder mehreren flüssigen oder festen Werkstoffen nach vorgegebenen Massen und Formen (aus einem CAD-System). Beim Aufbau finden physikalische oder chemische Härtungs- oder Schmelzprozesse statt. Typische Werkstoffe für das 3D-Drucken sind Kunststoffe, Kunstharze, Keramik-Pulver und Metalle.
3D-Drucker generieren additive, also anhäufende, aufbauende Modelle. 3D-Drucker dienten zunächst vor allem der Herstellung von Prototypen und Modellen, dann der Herstellung von Werkstücken, von denen nur geringe Stückzahlen benötigt werden. So verwendet z. B. ein Flugzeughersteller Lasersinterteile aus einem 3D-Drucker.
Einige grundlegende Vorteile gegenüber konkurrierenden Herstellungsverfahren führten und führen zu einer zunehmenden Verbreitung der Technik auch in der Massenproduktion von Teilen. Gegenüber dem Spritzgussverfahren z. B. hat das 3D-Drucken den Vorteil, dass das aufwendige Herstellen von Formen und das Formenwechseln entfällt. Gegenüber allen Material subtraktive Verfahren wie Schneiden, Drehen, Bohren hat das 3D-Drucken den Vorteil, dass der Materialverlust entfällt. Meist ist der Vorgang auch energetisch günstiger, weil das Material nur einmal in der benötigten Größe und Masse aufgebaut wird, was einer schnellen Fertigung entspricht.
Die wichtigsten Techniken des 3D-Druckens sind das selektive Laserschmelzen und das Elektronenstrahlschmelzen für Metalle und das selektive Lasersintern für Polymere, Keramik und Metalle, die Stereolithografie und das Digital Light Processing für flüssige Kunstharze und das Polyjet-Modeling sowie das Fused Deposition Modeling für Kunststoffe und teilweise Kunstharze.
Anwendungsgebiete
In folgenden Bereichen wird 3D-Druck zur Prototypenentwicklung eingesetzt:
- Kunst und Design
- Architektur
- Modellbau
- Maschinenbau
In folgenden Bereichen wird 3D-Druck zur Massenfertigung eingesetzt:
- Luft- und Raumfahrtindustrie
- Medizin- und Zahntechnik
- Verpackungsindustrie
- Bioprinting