Schicht für Schicht für Schicht
Robin Scheilin, Klasse 9e, Markgräfler Gymnasium (Müllheim)
Fr, 26. April 2024
Schülertexte
3D-Druck kann zur Herstellung individueller Bauteile genutzt werden. Ob Werkzeuge, maßgefertigte Aufbewahrungsbehälter, Deko-Artikel oder mechanische Teile – der Kreativität sind keine Grenzen gesetzt.
Doch wie funktioniert ein 3D-Drucker überhaupt? Beim sogenannten FDM-Druckverfahren wird ein Kunststoff in Form von Fäden – auch Filament genannt – zu einem Druckkopf befördert. Dort wird dieser im Extruder aufgeschmolzen und mit Zahnrädern weiter und durch eine Düse gepresst. Ein Drucker hat meist drei Achsen, auf denen sich der Druckkopf frei bewegen kann. Meist bewegt sich der Druckkopf auf den X- und Y-Achsen, während sich das Druckbett auf der Z-Achse beziehungsweise Höhe bewegt.
Während dieses Prozesses fährt der Druckkopf zu verschiedenen vorbestimmten Positionen. Dort wird dann das Material auf das Druckbett aufgetragen. Ist eine Schicht von etwa 0,2 Millimeter Höhe fertig, kommt die nächste Schicht, die immer auf der jeweils vorherigen Schicht aufbaut. Mit der Zeit entsteht ein dreidimensionaler Körper, der aus vielen einzelnen Schichten besteht.
Aufgrund dessen ist ein solches Herstellungsverfahren sehr zeitaufwändig. Deshalb werden 3D-Drucker hauptsächlich in Branchen oder bei Privatpersonen eingesetzt, in denen eine geringe Stückzahl an Teilen benötigt wird, was mit Spritzguss nicht immer möglich ist.
Im Jahr 2022 gab es auf dem 3D-Druckmarkt mit dem Erscheinen der Firma Bambu-Lab eine kleine Revolution. Seitdem sind sie schneller, zuverlässiger und besser in Hinsicht der Druckergebnisse. Mit guter Kombination aus Hard- und Software bietet Bambu-Lab ein umfangreiches System. Wir sind deshalb an diesem Zeitpunkt angelangt, an dem sich jeder ohne Vorerfahrung einen 3D-Drucker zulegen kann. Die Modellbibliotheken sind riesig, was bedeutet, dass man nur noch sein gewünschtes Modell herunterlädt und auf "Drucken" drückt. Das war’s.
Mittlerweile werden selbst im Hausbau 3D-Drucker eingesetzt. "Betondrucker" werden verwendet, um sogar ein ganzes Haus zu errichten. Dabei ist das Prinzip ähnlich. Es wird ein Modell mit einer herkömmlichen CAD-Software erstellt und anschließend mit "Slicern" fürs Drucken vorbereitet. Also mit dem Programm, in dem dreidimensionale Körper in Maschinencodes umgewandelt werden. Hier werden auch Dinge festgelegt wie Wandstärke, Füllung und so weiter. Mittlerweile kommt die Technologie in Fahrt, da die Forschung weg von Beton will, meldet der Bayrische Rundfunk. Mit 3D-Druck können völlig neue Designideen entstehen. Dabei können sich Architekten richtig austoben. Mit diesem Verfahren lässt sich ein Einfamilienhaus in nur drei Tagen errichten.
Im Jahr 2023 entstand in Heidelberg ein Rechenzentrum nach einer Druckzeit von nur 140 Stunden. Auch preislich ergeben sich mit diesem Verfahren Vorteile. So kostet ein gedrucktes Haus etwa nur 50 Prozent des Preises herkömmlicher Bauweisen. Das liegt vor allem an Ersparnissen bei Material, Arbeitszeit und Aufwand. Um ein ganzes Gebäude zu errichten, werden teilweise nur zwei, drei Personen benötigt. Insgesamt zeigt die rasante Entwicklung des 3D-Drucks im Baugewerbe eine zuverlässige Zukunftsperspektive.
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