Wie funktioniert ein 3D-Drucker? Die praktische Anwendung von 3D-Druckern!

Neu in der Welt des 3D-Drucks? Dann wird Ihnen die Fahrt ganz schön viel Spaß machen.

Seit seiner Einführung in den 1980er Jahren hat der 3D-Druck sowohl in der rasanten Entwicklung der Technologie als auch in der breiteren Anwendung in allen Branchen einen langen Weg zurückgelegt. Es wurde ursprünglich als additive Fertigung entwickelt, um Prototypen zu unterstützen. Heute wird der 3D-Druck von Werkzeughilfen bis hin zu funktionalen Prototypen in der Industrie und sogar im Alltag als Endteile eingesetzt.

Popularitätsschub

Die Basis sind immer die Kosten. Technologien, die kostengünstig und zugänglich sind, finden viele neue Anwendungen und erreichen eine breitere Reichweite. Im Laufe der Jahre hat diese sehr teure Technologie viele Verbesserungen erfahren, die die Kosten für Modelle und Materialien, die in 3D-Druckern verwendet werden, effektiv gesenkt haben.

Variationen im funktionalen Aspekt haben es zu einer einfachen Technologie gemacht, die in vielen Bereichen eingesetzt werden kann, sei es eine bionische Prothese, ein Teil für Ihr Auto oder ein Kinderspielzeug. Es ist jetzt zu einem praktischen Werkzeug geworden, mit dem Sie mit einem 3D-Drucker bewaffnet Koch, Erfinder oder Bildhauer werden können.

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Wie funktioniert es?

Der 3D-Druckprozess ähnelt dem Papierdruck, wenn man ihn als Anhäufung verschiedener Materialschichten betrachtet, die nacheinander aufgetragen werden, um ein solides dreidimensionales Objekt zu schaffen. Es entwickelt ein 3D-Modell Schicht für Schicht, arbeitet von unten und arbeitet sich nach oben vor. Durch wiederholtes Drucken über denselben Bereich baut der Drucker über Stunden ein Modell auf, indem er eine 3D-CAD-Zeichnung in viele zweidimensionale Querschnittsschichten umwandelt. So sitzen viele separate 2D-Drucke übereinander, ohne das Medium Papier, und anstelle von Tinte als Material wird Kunststoff verwendet.

Im Wesentlichen drückt ein 3D-Drucker geschmolzenen Kunststoff durch eine winzige Düse, eine Düse, die präzise durch Computersteuerung auf der Grundlage eines 3D-Designs geführt wird. Es druckt eine Schicht, wartet, bis sie trocken ist, und druckt dann die nächste Schicht darauf und innerhalb weniger Stunden erhalten Sie ein 3D-Modell!

Materialien

3D-Drucker verwenden Thermoplaste, insbesondere die ABS-Variante. Denken Sie an Lego! Nun, dies ist ein zäher Verbundkunststoff, Acrylnitril, kombiniert mit synthetischem Kautschuk, Butadien-Styrol. Da der Schmelzpunkt über 100 °C (220 °F) liegt und es bei Raumtemperatur fest ist, ist es ein perfektes Material für den 3D-Druck. Außerdem pigmentiert ABS wirklich leicht.

Die Theorie ist daher, dass jedes geschmolzene Material, das bei förderlichen Temperaturen schnell aushärtet und aushärtet, verwendet werden kann. Zu den Patenten für Materialien gehören Keramik, Ton, Palladium, Papier, Gummi, Silber, Titan und Wachs, was insgesamt 45 ergibt.

Im Jahr 2011 erschuf geschmolzene Schokolade in einem 3D-Drucker, der Schokoladenwünsche zum Leben erweckte, Wellen.

Verwendete Technologien

Es gibt sieben verschiedene Kategorien von 3D-Druckverfahren, die von den ISO/ASTM 52900-Standards anerkannt wurden. Der 2015 entwickelte Standard legt die Terminologie und die Standardisierung der Druckerklassifizierung fest. Diese sieben 3D-Druckverfahren haben elf verschiedene Arten von 3D-Drucktechnologien entwickelt, die derzeit verwendet werden. Dies sind Binder Jetting, DLP, DMLS, DOD, EBM, FDM, Material Jetting, MSLA, SLA, SLM und SLS.

All die verschiedenen Technologien haben ihre eigenen Designregeln und die besten 3D-Druckmaterialien, die ihnen förderlich sind. Die derzeit aktivsten Technologien sind Fused Filament Fabrication (FFF) oder Fused Deposition Modeling (FDM) und Stereolithographie (SLA).

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Praktische Anwendungen

Bis zum Jahr 2015 liefen viele Patente für die grundlegende 3D-Drucktechnologie aus. In den letzten Jahren gab es eine Explosion neuer Produkte, Technologien, flexibler 3D-Druckverfahren und kostengünstiger Geräte, die die Industrien auf der ganzen Welt verändert haben.

Der 3D-Druck ist in vielen Bereichen zu einem praktischen Werkzeug geworden. Die COVID-19-Pandemie 2020 hat dazu geführt, dass die 3D-Drucktechnologie Geräte schnell entwickelt und herstellt. Anwendungen des 3D-Drucks finden sich in der Planungsphase, der Werkzeugentwicklung und dem Entwerfen von Architektenelementen. Viele Organisationen haben sich dafür entschieden, den gesamten End-to-End-Designprozess durch sie laufen zu lassen.

Einige der praktischen Anwendungen, die derzeit verwendet werden, sind:

1. Bildung

Die Lehrpläne beinhalten 3D-Druckverfahren zum Erstellen von Ideen oder Bildern in der physischen, dreidimensionalen Welt. Entwerfen und Modellieren ohne teure Tools und in einer schnelleren, sichereren Umgebung. Tatsächlich wurde die MINT-Bildung durch 3D-Druckwerkzeuge revolutioniert, mit denen kostengünstige und schnelle Prototypen hergestellt werden können. Ebenso erhalten Studierende der Archäologie, Design, Geographie und Medizin damit eine bessere Perspektive.

2. Medizinisch

Prothetische Gliedmaßen und sogar Gewebe, orthopädische Metallimplantate mit speziellen porösen Eigenschaften, die den Patienten helfen, sich leicht zu integrieren, und der Biodruck künstlicher Organe sind allesamt Beiträge der 3D-Drucktechnologie. Pharmazeutische Tests an 3D-gedruckten Geweben sind nicht nur kostengünstig und zeitsparend, sondern auch ein ethischer Schritt in medizinischen Testverfahren. Tatsächlich produziert die Binder Jetting-Technologie poröse Tabletten für Anwendungen mit höherer Dosierung.

3. Herstellung von Teilen

Die Autoindustrie und andere Branchen haben enorm von den 3D-Druckwerkzeugen zur Herstellung von Ersatzteilen profitiert. Stellen Sie sich ein Teil vor, das nicht mehr hergestellt wird, der Ersatz kann ziemlich einfach entworfen und gedruckt werden. Jetzt können Unternehmen umfassendere Anpassungsdienste anbieten und tun dies auch. Sie können Objekte über eine einfache webbasierte Anpassungssoftware individuell gestalten und eine Bestellung für den resultierenden Artikel aufgeben. Denken Sie an einzigartige Handyhüllen, Leuchten usw.

4. Konstruktion

Druckbare 3D-Häuser sind vorgefertigte Prototypen, die an verschiedenen Standorten installiert werden können. Neue Kooperationen und Fortschritte in der Druckertechnologie senken die Kosten allmählich. Die Umstellung von Beton auf innovative Betonmischungen trägt dazu bei, bessere und erschwinglichere Produkte zu entwickeln. Es gibt viele verschiedene Arten von 3D-Baudruckern, von Polarmaschinen über Portaldrucker bis hin zu mobilen Robotern. 3D-gedruckte Häuser können eine Lösung für die Wohnungsnot sein, insbesondere in ländlichen Gebieten, die von schlechtem Wetter betroffen sind.

5. Kunst und Design

Künstler auf der ganzen Welt haben sich vom 3D-Druck inspirieren lassen und die Technologie angenommen, um individuelle und einzigartige Produkte herzustellen. Von Innenarchitektur und Wohnkultur bis hin zu Schmuck und Skulpturen ist das Experimentieren mit Designs zu einem kostengünstigen Prozess geworden. Viele Künstler rendern 3D-Versionen auf Medien, die nicht visuell sind, wie Stimmen oder Lieder, oder für Blinde nicht greifbar sind, wie Gemälde usw.

6. Persönliche Verwendung

Im Alltag werden immer mehr Dinge 3D-gedruckt. Viele Haushaltswaren und Werkzeuge in verschiedenen Größen, Formen oder Farben können zu Hause abgegeben werden. Mit einem 3D-Drucker können Sie Ersatzteile zu Hause drucken, anstatt sie zu bestellen. Wie wäre es mit einem Ständer oder Regal oder einer Halterung, die genau in die Ecke Ihres Zimmers passt? Denken Sie an Ergänzungen zu Ihren Cosplay-Outfits, Modeaccessoires oder entwerfen Sie Spielzeug und stellen Sie sich neue Spiele vor!

7. Essen

Der 3D-Lebensmitteldruck beschränkt sich darauf, einzelne essbare Pasten in präzise Formen zu bringen, die durch ein 3D-Modell und Anweisungen der Schneidesoftware bestimmt werden. Filamentmaterialien, die auch als Lebensmittelkartuschen bezeichnet werden, reichen von Lebensmittelpasten wie Bohnenpasten, Keksteig, Marmeladen, Kartoffelpüree bis hin zu Cassis, Schokolade, Fondant, Marzipan und Nudeln. Sie sind mit Rezepten und Vorlagen vorinstalliert. In den größeren industriellen Anwendungen können Lebensmittel sogar in Textur, Geschmack oder Nährwert angepasst werden, was sie für Bereiche wie die Weltraumforschung und das Gesundheitswesen nützlich macht.

Durch die Verfügbarkeit von 3D-Druckern hat sich eine neue Ausdrucksform durchgesetzt. Es ist an der Zeit, dass Sie Ihren eigenen 3D-Drucker verwenden, um Designs zu erstellen, die Ihren Designfähigkeiten ein Flair verleihen und der praktischen Nutzung Auftrieb geben könnten.

Warum sollten Sie sich einen zulegen?

Die Benutzerfreundlichkeit von 3D-Druckern erodiert langsam die Frage „Warum man einen 3D-Drucker zu Hause verwenden sollte“, die viele Menschen haben. Wenn Sie ein Bastler sind, ist es an der Zeit, Ihre Fähigkeiten mit CAD-Softwarekenntnissen aufzuwerten. Besser noch, die Online-Verfügbarkeit einer großen Auswahl an druckbaren Designs kann Ihnen die Ideen geben, ein kleines Unternehmen von zu Hause aus zu eröffnen. Denken Sie an personalisierte Geschenkoptionen!

Der einfache Druck von Ersatzteilen und Austauschartikeln reduziert die Abhängigkeit von teuren Versandlieferungen und Wartezeiten. Sie erhalten schnelleren Zugriff auf Artikel und können sogar Ihre eigenen Designänderungen und -modifikationen hinzufügen. Es ist auch ein großartiges Lern- und Trainingswerkzeug für Kinder, in der Tat jede Altersgruppe.

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Lassen Sie sich inspirieren

All die Dinge, die Sie jeden Tag zu Hause oder im Büro tun, könnten mit einem 3D-Drucker einfacher werden. Nehmen wir zum Beispiel an, Sie suchen eine einfache Wandhalterung in der Nähe Ihres Schreibtischs zu Hause, um die Kopfhörer aufzuhängen. Sie müssen kein Online-Shopping-Portal durchsuchen, laden Sie einfach vorgefertigte Designs aus dem Internet herunter und drucken Sie sie aus! Viele Haushaltsartikel haben eine druckbare Version davon online.

Jetzt, wo Sie über den Kauf eines 3D-Druckers nachdenken, kann der 3D-Druck durch Online-Kurse ein Lernschritt sein. Es sind auch Online-Videos verfügbar, sodass Sie auch aus diesen Videos lernen können.