3D-Drucker werden mittlerweile auch für den Heimgebrauch immer erschwinglicher und damit beliebter. Nach und nach werden erhitzte Kunststoffschichten auf die Druckplatte aufgetragen, wo sie erkalten und schließlich das gewünschte Modell ergeben. Auf diese Weise lassen sich nützliche oder individuelle Gegenstände für den Privathaushalt nach eigenen Vorstellungen gestalten.
Vorgehen: Vom Entwurf zum fertigen 3D-Modell
Beim 3D-Druck wird das Druckmaterial – meist Kunststoff – Schicht für Schicht aufeinander aufgetragen. Dies wird so oft wiederholt, bis das Modell fertig ist. Zunächst ist jedoch eine dreidimensionale Vorlage notwendig, die mit einem CAD-Programm erstellt und anschließend an den Drucker übertragen wird. Dieser fertigt dann eigenständig das Modell an.
Fused Deposition Modeling (FDM): Schicht für Schicht
Bei den heute erhältlichen 3D-Druckern für den privaten Gebrauch kommt bei fast allen das sogenannte Schmelzschichtungs- oder auch Fused Deposition Modeling-Verfahren zur Anwendung. Das bedeutet, dass das Druckmedium mittels einer Extruderdüse erhitzt und aufgetragen wird. Die fertigen Modelle können je nach Druckerleistung zirka 20 bis 50 Zentimeter lang sein. Damit sich das fertige Produkt beim Abkühlen nicht verformt, schützt es eine Plexiglasscheibe vor Luftzug. Bei komplexeren Druckobjekten mit Überhang muss oft eine Stützkonstruktion mitgedruckt werden, die sich nach dem Abkühlen wieder entfernen lässt.
Da beim Schmelzschichtungs-Verfahren Schicht für Schicht übereinander aufgetragen wird, fällt die Oberflächenstruktur der Druckobjekte relativ grob aus. Mit dem Stereolithografie-Verfahren sind präzisere Formen möglich. Bisher verfügen jedoch nur hochpreisige Profimodelle über diese Technik, mit der auch Drucke im Nanometerbereich möglich sind.
Anwendungsmöglichkeiten: Werkzeug bis Schmuck
Mit einem 3D-Drucker ergeben sich unzählige Anwendungsmöglichkeiten für Privatnutzer. Von nützlichen Haushaltsgegenständen wie Werkzeug, Ersatzteile, Dekorationsartikel über Schmuck und individuelle Spielfiguren und Geschenke lässt sich vieles dreidimensional drucken. Wer sich dabei von Anderen inspirieren lassen oder fremde Entwürfe nachbauen will, kann das in einer der vielen Open-Source-Communities zum Thema 3D-Printing tun.
Professionelle 3D-Drucker sind aus einigen Bereichen der modernen Arbeitswelt kaum noch wegzudenken. Ob in der Architektur und Kunst, im Maschinenbau, Ingenieurswesen oder natürlich in der Medizin – 3D-Drucke erleichtern die Herstellung komplexer Modelle. So können Implantate, Prothesen, Prototypen und seit kurzem sogar Gewebezellen vergleichsweise günstig hergestellt werden.
Materialien: Kunststoffe mit geringer Schmelztemperatur
Manche Kunststoffe sind für den 3D-Druck besser geeignet als andere. Es gibt allerdings auch professionelle Geräte, die Metall, Keramik oder andere Materialien verarbeiten. 3D-Drucker für den Privatgebrauch arbeiten meist mit einem einzigen Werkstoff, da sonst unterschiedliche Schmelzpunkte zu erreichen wären.
Bei privaten Anwendungen kommen meist Kunststoffe zum Einsatz, da sie sehr preiswert sind. PLA-Filamente eignen sich aufgrund ihrer geringen Schmelztemperatur besonders gut. Zudem neigen sie nicht so stark zum Verziehen. Eine höhere Festigkeit, Hitzebeständigkeit und Langlebigkeit lässt sich mit ABS-Filamenten erreichen. Allerdings lassen sie sich auch schwerer verarbeiten als PLA-Filamente; nicht selten muss dann ein Schmelzpunkt von über 220 °C erreicht werden. In der Industrie kommen hingegen vor allem Metalle zum Einsatz.