Making im Unterricht

Druckerarten

Es gibt verschiedene 3D-Drucktechnologien. Für die Schule relevant ist nahezu ausschliesslich das Extrusionsverfahren (FDM), bei welchem Kunstoff Schicht für Schicht aufgetragen wird. Die drei am verbreitesten Verfahren werden im Folgenden kurz vorgestellt. Nicht weiter eingegangen wird auf Spezialdruckverfahren, wie Food Printer für z.B. Schokoladen oder Porzellandrucker.  

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Fused Deposition Modeling (FDM)

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FDM ist das am weitesten verbreitete 3D-Druckverfahren, oft verwendet für Prototypen, funktionale Teile und in Hobby-Druckern. Dieses Verfahren funktioniert durch das schichtweise Aufschmelzen und Auftragen von thermoplastischem Material durch eine beheizte Düse. 

Erschwinglichkeit: FDM-Drucker sind in der Anschaffung und im Betrieb oft preiswert. 

Materialvielfalt: Es gibt eine große Auswahl an Filamenten, von Standardplastiken wie PLA und PETG bis hin zu speziellen Materialien mit z.B. Holz- oder Metallpartikeln. 

Anwendbarkeit: FDM-Drucker sind relativ einfach zu bedienen und zu warten. 

Oberflächenqualität: Die Schichtbauweise kann zu sichtbaren Linien und einer raueren Oberfläche führen. 

Genauigkeit und Auflösung: FDM ist oft weniger genau als andere Verfahren und hat Schwierigkeiten mit sehr feinen Details. 

Stereolithografie (SLA) 

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SLA verwendet UV-empfindliches Harz, das durch einen UV-Laser oder ein Licht in der gewünschten Form ausgehärtet wird. Der Prozess ermöglicht die Herstellung von Teilen mit hoher Detailgenauigkeit und glatten Oberflächen. 

Hohe Auflösung und Detailgenauigkeit: SLA ist bekannt für seine Fähigkeit, feine Details und komplexe Geometrien zu drucken. 

Oberflächenqualität: Teile haben eine glatte Oberfläche, die oft ohne Nachbearbeitung verwendet werden kann. 

Materialoptionen: Es gibt verschiedene Harze mit unterschiedlichen Eigenschaften, z.B. für mehr Flexibilität oder höhere Festigkeit. 

Kosten: SLA-Drucker und Materialien können teurer sein als FDM. 

Pflege und Handhabung: Harze können giftig sein, und die Maschinen erfordern eine sorgfältige Reinigung und Wartung. 

Haltbarkeit: Harzgedruckte Teile können im Laufe der Zeit ihre Festigkeit verlieren, insbesondere bei UV-Exposition. 

Selektives Lasersintern (SLS) 

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SLS nutzt einen Laser, um kleine Partikel eines Polymerpulvers (z.B. Nylon) in einer dünnen Schicht zu verschmelzen und so das gewünschte Objekt zu bilden. Das umliegende Pulver dient als Stützstruktur, was den Druck komplexer Geometrien erleichtert. 

Keine Stützstrukturen: SLS benötigt keine zusätzlichen Stützstrukturen, da das nicht verschmolzene Pulver das Objekt während des Drucks stützt. 

Haltbarkeit und Funktionalität: SLS-Teile sind in der Regel robust und können für funktionale Bauteile verwendet werden. 

Komplexität: SLS ermöglicht den Druck sehr komplexer Strukturen, die mit anderen Verfahren nicht realisierbar wären. 

Kosten: SLS-Technologie ist in der Anschaffung teuer und wird hauptsächlich in industriellen Anwendungen eingesetzt. 

Oberflächenbeschaffenheit: Die Oberfläche von SLS-Teilen kann körnig sein und erfordert oft Nachbearbeitung. 

Farb- und Materialbeschränkungen: Es gibt weniger Farben. Teile können allerdings nachträglich gefärbt werden.