Der 3D-Druck
Der 3D-Druck ist eine Möglichkeit, dreidimensionale (3D-) Volumenobjekte zu erstellen. Der 3D-Druck erfolgt, indem das Objekt Schicht für Schicht aufgebaut wird. Gewöhnlich verwenden 3D-Drucker Plastik, weil es einfacher zu verwenden und billiger ist. Einige 3D-Drucker können mit anderen Materialien wie Metallen und Keramiken 3D-Drucken, aber sie kosten für die meisten Menschen zu viel Geld.
3D-Drucker sind nützlich, weil sie sehr schnell neue Objekte erstellen können und gut darin sind, diese sehr detailliert darzustellen. Das bedeutet, dass ein Ingenieur viele neue Designs testen kann und nicht darauf warten muss, dass jemand anderes sie herstellt. Sie sind auch nützlich, um Kunststoffteile zu befestigen und um Spielzeug, Figuren und Modelle herzustellen. Es gibt viele Leute, die 3D-Objekte zu Hause ausdrucken.
Seit 2003 wurden viel mehr Materialdrucker verkauft als zuvor. Auch die Kosten für 3D-Drucker sind gesunken.
Ein 3D-Drucker
Geschichte
1974 schrieb David E. H. Jones zum ersten Mal über die Idee des 3D-Drucks in der Zeitschrift New Scientist
1984 meldeten Alain Le Méhauté und andere ein Patent für die Stereolithographie (einen lasergestützten 3D-Drucker) an.
1989: S. Scott Crump entwickelte das FDM. Es ist die Technologie, die heute von den meisten 3D-Druckern verwendet wird.
1992 Die erste FDM-Maschine wurde 1992 von der Firma von S. Scott Crump, Stratasys, verkauft.
2005 RepRap wurde das erste Open-Source-Druckerprojekt
2008 Shapeways wurde der erste Dienst, der ein Objekt in 3D drucken und an Kunden versenden konnte.
2017 Das erste gedruckte 3D-Haus, in dem Menschen leben können, wurde in Russland gebaut
Wie sie funktionieren
Modellierung
Der erste Schritt beim 3D-Druck von etwas ist es, es auf einem Computer herzustellen. Die Leute tun dies mit CAD-Software (Computer Aided Design) oder einem 3D-Scanner. Um Modelle im CAD zu entwerfen, beginnt man mit Grundformen und baut von diesem Punkt aus. 3D-Scanner sind Maschinen, die viele Messungen des Objekts vornehmen und automatisch ein Modell auf dem Computer erstellen. Sie können sehr schnell sein, sind aber auch teurer.
CAD-Modelle werden normalerweise auf Computern als STL-Dateien gespeichert. Sie werden als viele Dreiecke gespeichert, was Platz auf dem Computer spart.
Es gibt viele verschiedene Arten, wie 3D-Drucker funktionieren. Es gibt auch viele verschiedene Materialien, die verwendet werden können. Jedes Verfahren und jedes Material hat seine Vor- und Nachteile.
Die wichtigsten Dinge, an die man bei der Wahl einer Maschine denken muss, sind normalerweise Geschwindigkeit, Kosten und Farbe. Drucker, die direkt mit Metallen arbeiten, sind im Allgemeinen teuer. Mit weniger teuren Druckern kann jedoch eine Form hergestellt werden, die dann zur Herstellung von Metallteilen verwendet wird.
Typische Schichten sind etwa 100 μm dick, was etwa einem Zehntel der Dicke eines menschlichen Haares entspricht. Das Drucken kann weniger als eine Stunde bis zu mehreren Tagen dauern, je nachdem, wie kompliziert und groß es ist.
Fertigstellung
Nachdem die Maschine den Druck beendet hat, wird das Modell manchmal fertig gestellt. Das bedeutet, dass kleine Korrekturen vorgenommen werden müssen, damit es besser aussieht. Zum Fertigstellen gehört das Entfernen von Material, das der Drucker zur Unterstützung des Modells platziert hat. Dies kann manchmal sehr viel Zeit in Anspruch nehmen. Es gibt Möglichkeiten, es schneller zu machen, aber oft ist es am einfachsten, Plastik von Hand zu entfernen.
Ein Computermodell eines Objekts vor dem Drucken
Medien abspielen Ein 3D-Drucker, der einen Propeller druckt. Das Video ist 4-mal schneller als das reale Leben.
Ein fertiger 3D-Druck einer Kanone
Verwendet
DIY
Viele Menschen versuchen, billige 3D-Drucker zu entwickeln, die man zu Hause benutzen kann. Bibliotheken haben auch damit begonnen, kleinere 3D-Drucker zu kaufen, damit sich die Leute über sie informieren können, ohne einen kaufen zu müssen. Viele Arbeiten wurden von Heimwerkergemeinschaften sowie von Schulen und Hackergemeinschaften durchgeführt. Bis 2017 begannen mehr Menschen, den 3D-Druck zu Hause für kleine Gegenstände wie Zahnräder und kleine Dekorationen zu nutzen.
Medizinische
Der 3D-Druck wird verwendet, um medizinisches Material kostengünstig herzustellen. Man glaubt, dass die beiden größten Verwendungszwecke die Herstellung von Hörgeräten und Zahnprothesen sein werden.
Im März 2014 verwendeten Chirurgen in Swansea 3D-Druckteile, um das Gesicht eines Motorradfahrers wieder aufzubauen, der bei einem Verkehrsunfall schwer verletzt worden war. []
Fertigung
Im Jahr 2014 wurde von einem schwedischen Unternehmen ein Superauto hergestellt, bei dem viele 3D-Druckkomponenten verwendet werden. Urbee war das erste Auto der Welt, dessen Karosserie und Fenster in 3D gedruckt wurden.
Im Jahr 2015 flog ein Eurofighter Typhoon-Kampfjet der Royal Air Force mit 3D-gedruckten Teilen. Die Luftwaffe der Vereinigten Staaten hat begonnen, mit 3D-Druckern zu arbeiten, und auch die israelische Luftwaffe hat einen 3D-Drucker zum Drucken von Ersatzteilen angeschafft.
Lebensmittel
Lebensmittel können in 3D gedruckt werden. Es können viele verschiedene Lebensmittel bedruckt werden, wie Schokolade und Süßigkeiten, aber auch flache Lebensmittel wie Cracker, Nudeln und Pizza. Die NASA druckt Lebensmittel, um weniger Abfall zu erzeugen und um Lebensmittel herzustellen, die die richtigen Nährstoffe für Astronauten enthalten. Im Jahr 2018 druckte Giuseppe Scionti ein Nahrungsmittel, das dem Fleisch ähnlich war.
Gewehre
Im Jahr 2012 hat Defense Distributed Dateien ins Internet hochgeladen, um eine 3D-Druckerwaffe zu erhalten, "die von jedem, der einen 3D-Drucker besitzt, heruntergeladen und reproduziert werden kann". Nachdem Defense Distributed ihre Pläne veröffentlicht hatte, waren die Leute besorgt, dass sie Probleme mit der Waffenkontrolle verursachen könnten[] Ein Jahr später, im Mai 2013, bat das US-Außenministerium Defense Distributed, die Pläne zu streichen, was sie auch taten.
Bildung
Der 3D-Druck hat zu mehr Innovation und Problemlösung in Klassenzimmern geführt. Designstudenten können damit Prototypen in Fächern wie technischem 3D-Druck ausdrucken; Demonstrationen dieses Verfahrens wurden bereits in einigen Institutionen auf der ganzen Welt durchgeführt.
Historisches
In den letzten Jahren wurde der 3D-Druck verwendet, um sicherzustellen, dass wichtige Dinge aus der Geschichte sicher sind. Viele Museen haben 3D-Drucker gekauft und stellen Stücke her, um ihre Relikte zu reparieren. Das Metropolitan Museum of Art und das British Museum haben damit begonnen, ihre 3D-Drucker zur Herstellung von Replikaten für den Verkauf im Geschenkeladen zu verwenden. Das Nationalmuseum für Militärgeschichte und das Historische Museum von Varna verkaufen digitale Versionen ihrer Gegenstände online, die jeder zu Hause in 3D ausdrucken kann.
3D gedruckte Bandscheibe
Eine 3D-Druckmaschine
Ein 3D gedruckter Zuckerwürfel
3D-gedruckter ägyptischer Pharao auf Threeding zum Verkauf
Fragen und Antworten
F: Was ist 3D-Druck?
A: 3D-Druck ist eine Methode zur Herstellung dreidimensionaler (3D) fester Objekte, bei der das Objekt Schicht für Schicht aufgebaut wird.
F: Welche Materialien werden normalerweise für den 3D-Druck verwendet?
A: Für den 3D-Druck wird in der Regel Kunststoff verwendet, weil er einfacher zu handhaben und billiger ist. Einige 3D-Drucker können auch mit anderen Materialien wie Metallen und Keramik drucken, aber sie sind für die meisten Menschen zu teuer.
F: Was macht 3D-Drucker so nützlich?
A: 3D-Drucker sind nützlich, weil sie neue Objekte sehr schnell und sehr detailliert herstellen können. Das bedeutet, dass ein Ingenieur viele neue Designs testen kann und nicht darauf warten muss, dass jemand anderes sie herstellt. Sie sind auch nützlich, um Teile aus Kunststoff zu reparieren und um Spielzeug, Figuren und Modelle herzustellen.
F: Wer benutzt 3D-Drucker?
A: Es gibt viele Menschen, die zu Hause 3D-Objekte drucken. Seit 2003 sind viel mehr Materialdrucker verkauft worden als zuvor. Außerdem sind die Kosten für 3D-Drucker gesunken, was sie für mehr Menschen zugänglich macht.
F: Wie lange gibt es die Technologie schon?
A: Die Technologie gibt es schon seit 2003, als viel mehr Materialdrucker verkauft wurden als zuvor.
F: Wie viel kosten die meisten 3d-Drucker?
A: Die meisten 3D-Drucker kosten heute weniger als im Jahr 2003, da die Preise dank des technologischen Fortschritts im Laufe der Zeit erheblich gesunken sind.
