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Technik 3-D-Druckverfahren auf einen Blick

Dreidimensionale Druckverfahren könnten die Herstellungsindustrie revolutionieren. Benutzt werden Laserstrahlen, Metallpulver oder flüssige Kunststoffe – die wichtigsten Verfahren auf einen Blick.

3-D-Drucker
Legende: Solche 3D-Drucker gibt es bereits jetzt für den privaten Gebrauch reuters

Fused Deposition Modelling (FDM)

In der 3-D-Druckmaschine fliesst aus einem beweglichen Druckkopf Kunststoff, der zuvor durch Wärme verflüssigt wurde. Daraus wird das zu druckende Objekt wie ein Relief Schicht für Schicht aufgetragen. Beim Abkühlen erhärtet der Kunststoff so schnell, dass die Form stabil bleibt. Als Basis sind auch andere Materialien wie Wachs oder sogar Schokolade denkbar.

3-D-Druck mit Pulver (3DP)

Bei diesem Verfahren fliesst statt Kunststoff Leim aus dem beweglichen Druckkopf. Die Flüssigkeit wird gezielt auf eine feine Pulverschicht aufgetragen und bildet mit ihr ein festes Material. Darüber kommt eine weitere Pulver-Leim-Schicht – so wächst das Objekt von unten nach oben, bis es in Form des programmierten Objektes fertiggestellt ist. Als Rohstoff kann jegliches pulverförmige Material verwendet werden.

Selective Laser Sintering (SLS)

Ähnlich wie bei der 3DP-Methode entsteht das gewünschte Objekt Schicht für Schicht aus einem pulverförmigen Ausgangsmaterial – in diesem Fall Metallpulver. Statt Leim sorgt aber hier ein Laser dafür, dass das Metallpulver verschmilzt und das Objekt zuletzt «aus einem Guss» besteht. Auf diese Weise lassen sich belastbare und gleichzeitig filigrane Objekte wie Zahnkronen herstellen.

Stereolithografie

Das Ausgangsmaterial dieser Methode ist flüssiger Epoxidharz. In einer Druckmaschine steht ein Behälter, der mit dem Harz gefüllt ist. Ein Laserstrahl trifft auf dessen Oberfläche und erhärtet eine etwa 0,1 Millimeter dünne Schicht. So entsteht der Grundriss des gewünschten Objektes, der auf einer gelochten Metallplatte aufliegt. Diese Platte senkt sich im nächsten Schritt ein wenig ab, so dass das Laserlicht die nächste «Scheibe» des Objekts an der Oberfläche formen kann. So wächst im Harzbad der gewünschte Gegenstand von unten nach oben heran, während das Material darum herum flüssig bleibt.

Hier experimentieren Forscher der Hochschule Aalen mit der Stereolithographie, Link öffnet in einem neuen Fenster