3D-Drucker sind in der Lage computergesteuert dreidimensionale Objekte auszudrucken, wie Tassen, Schrauben oder Handyhüllen. Durch Schmelzung und Härtung werden bestimmte flüssige oder pulverisierte Werkstoffe in zuvor festgelegten Formen aufgebaut. Hauptsächlich werden bei dieser Technik Laser, Elektronstahlschmelzen und ähnliche Verfahren verwendet. Die 3D Drucker wurden für die Herstellung von Prototypen hergestellt und zur Erstellung von Modellen.

Zwischen Vision und Wirklichkeit

Viele mögen denken, dass sie es mit der Technik der Marke Raumschiff Enterprise zu tun haben, doch das ist es keineswegs. Bisher galten 3D-Drucker als Hightech für Entwicklungsabteilungen großer Konzerne. Aufgrund sinkender Preise werden jetzt diese Drucker auch für private Personen interessant. Mit herkömmlichen Druckern haben diese Geräte jedoch nur sehr wenig gemein, wie bereits oben erwähnt. Enthusiasten sind sogar der Überzeugung, dass wir in Zukunft kein Teeservice oder Kuchenform mehr selber kaufen müssen, sondern selbst drucken können und nur noch für das entsprechende 3D-Modell bezahlen. Manche Visionen gehen sogar in die medizinische Richtung: Hier soll es möglich werden Organe oder sogar Nahrung herzustellen (Raumschiff Enterprise lässt grüßen).

Wie funktioniert der 3-D-Drucker?

Der Replicator 2 druckt Objekte aus Kunststoff. Das Plastik wird von einem kleinen Motor von einer Rolle in den Druckkopf gezogen und geschmolzen, durch eine Düse wird es als dünner Faden auf eine Plexiglasplatte aufgetragen. Diese wandert während des Druckvorganges nach unten, während der dünne Plastikfaden Schicht für Schicht aufeinander stapelt. Das Objekt wird größer. Das Druckmaterial ist in verschiedenen Farben erhältlich, allerdings schafft der Drucker immer nur eine Farbe zur gleichen Zeit. 3-D-Modelle (in Computerprogrammen) dienen als Quelle für den Ausdruck.

Komplizierte Software

Bevor das heruntergeladene 3D-Modell ausgedruckt werden kann, muss es von den Nutzern mit Hilfe der Software am Computer aufbereitet werden. In der Software können Nutzer bestimmen, wie groß das Objekt nachher sein soll und auch die Druckqualität kann genau eingestellt werden. Je höher die Qualität nachher beim Ausdruck werden soll, desto länger dauert auch der Druck am Ende.

Positiv: Das Objekt ist dann auch später viel stabiler. Bedienungsanleitung und Software sind zur Zeit nur auf Englisch erhältlich und die Hilfestellungen sind eher mangelhaft.

Die Makerbot-Software ermöglicht aber noch weitere Einstellungen: Die maximale Schmelztemperatur oder die Absenkgeschwindigkeit der Bodenplatte kann modifziert werden. Welche Auswirkungen diese Einstellungen auf den Druck nachher haben, wird dem Nutzer nicht mitgeteilt. Bereits vorhandene Modelle können mit der Software weiter entwickelt werden – so kann man ganz neue Modelle schaffen.

Druck dauert Stunden

Hat der Nutzer das Modell fertig konfiguriert, berechnet die Software die Druckvorlage, was im Einzelfall mehrere Stunden dauern kann. Die fertige Vorlage gelangt entweder per SD-Karte oder per USB-Kabel vom Computer an den Drucker. Die Verwendung des USB-Kabel ist aber nicht empfehlenswert, da hier der Rechner während der Übertragung via Kabel die ganze Zeit angeschaltet sein muss, damit der Drucker auch erkannt wird. Bei mittlerer Qualität kann so ein Druck bis zu 12 Stunden gehen. Problem: Schaltet sich der Computer in den Standby Modus oder startet er neu kann man mit dem Druck nochmal von vorne anfangen.

Geduld haben beim Einrichten

Bevor gedruckt werden kann, müssen Kunden die Grundplatte von Hand ausrichten, allerdings muss diese wirklich exakt ausgerichtet sein, da ansonsten die Qualität des Druckergebnisses darunter zu leiden hätte. Beispiel: Ist die Platte vom Druckkopf zu weit enfernt, entstehen Löcher zwischen den einzelnen Plastikschichten und von dem Modell (eine Tasse) bleibt nur noch Schrott über. Der Nutzer muss jede einzelne Schraube korrekt ausrichten, d.h. auf ein zehntel Millimeter genau und das ist manuell gar nicht so einfach. Ob die Ausrichtung erfolgreich war, erfährt der Anwender erst wenn der Druckprozess begonnen hat. Bis der Druck nachher genau den Erwartungen entspricht, wird die Zeit entscheiden und man ist auf jeden Fall schneller frustiert. Nutzer finden mit zunehmender Erfahrung aber die richtige Einstellung und der Druck gelingt.

Weitere Probleme

Die Plastikversorgung funktionierte bei einigen Tests nicht immer, der Drucker zog gelegentlich das Plastik nicht in den Druckkopf nach und arbeite einfach ohne Material weiter. Wer nach Stunden sich endlich auf das Ergebnis freut, kann aber auch eine böse Überraschung erleben, wenn von der Tasse nur der Boden gedruckt wurde. Dann kann man wieder von vorne anfangen, was einfach lästig und mühselig ist.

Beim Ablösen ist Vorsicht geboten

Beim Ablösen des fertig gedruckten Objekts von der Platte ist Kraft und Fingerspitzengefühl gefragt. Da die Ausdrucke recht fest auf der Oberfläche haften kann es bei einer dünnen Bodenschicht passieren, dass die unterste Schicht einfach hängen bleibt und das Druckmodell beschädigt ist. Wer die fertige Tasse mit heißem Tee füllt sollte sehr vorsichtig sein: Eine Teetasse in gedruckter mittlerer Qualität wird schnell weich und undicht und man schüttet sich das heiße Gebräu auf die Hand.

3D-Drucker von Bacanneer – einfacher in der Handhabung

Der Bucanneer ist jedoch wesentlich einfacher in der Handhabung und bereits unter 400 Euro statt 2000 Euro zu haben. Allerdings kreiert dieser Drucker nicht so große Modelle wie der Replicator.

Fazit: Es wird noch weitere 20 Jahre dauern, bis sich die Technik wirklich gefestigt hat, so dass man für den 3D-Drucker kaum Zeit und Nerven mitbringen muss.

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In diesem Video der ARD sieht man, wie eine Geige mit Hilfe eines 3D-Druckers produziert wird.