3D-Druckprozess Schritt für Schritt

Was ist mit dem 3D-Druckverfahren? Viel mehr, als Sie vielleicht denken! Hier erhalten Sie einen Blick hinter die Kulissen und erfahren, was alles zur Herstellung eines 3D-Druckobjekts gehört. Wenn Sie den 3D-Druck für Ihr Unternehmen oder Ihre Produktentwicklung in Erwägung ziehen, ist dies eine Pflichtlektüre.

Was ist ein 3D-Druckverfahren?

Der 3D-Druck wird als eine Art der Produktherstellung definiert, bei der ein dreidimensionales Objekt anhand eines computergestützten Entwurfs erstellt wird. (CAD)-Modell. Das Objekt wird Schicht für Schicht aus geschnittenen Querschnitten des CAD-Modells aufgebaut. Der 3D-Druck ist auch als additive Fertigung oder direkte digitale Fertigung bekannt und wird in der Regel verwendet für schneller Prototypenbau.

Der Begriff 3D-Druckprozess bezeichnet hier alle Schritte, die zur Herstellung eines dreidimensionalen 3D-Drucks führen, vom ersten Entwurf bis zum fertigen Produkt. Es ist wichtig, alle Schritte zu verstehen, damit Sie sicher sein können, dass Ihr Projekt erfolgreich ist.

Der 3D-Prozess umfasst auch alle Schritte, die vor und nach dem Druck stattfinden. Dazu gehören der Entwurf des Objekts in einer 3D-Software, die Vorbereitung der Datei für den Druck und die Nachbearbeitung des gedruckten Objekts. Im Folgenden wird der 3D-Druckprozess erklärt.

3D-Druck-Prozess-Schritte

Die Schritte beim 3D-Druck beziehen sich auf die verschiedenen Arten der Technologie oder 3D-Drucktechniken. Jeder Schritt steht für eine andere Aufgabe, die abgeschlossen werden muss, bevor man zum nächsten übergeht. Hier ist nun der 3D-Druckprozess im Detail.

3D-Modellierung

Zu den ersten Schritten des 3D-Druckverfahrens gehört die Erstellung eines 3D-Modells des Objekts, das Sie drucken möchten. Dies kann in einer beliebigen Anzahl von 3D-Modellierungsprogrammen oder 3D-Drucksoftware erfolgen. Das Modell muss mit Blick auf den 3D-Druck entworfen werden, wobei Faktoren wie Wandstärke und Überhänge berücksichtigt werden müssen.

Verschiedene Softwareprogramme bieten unterschiedliche Werkzeuge und Funktionen für die Gestaltung von 3D-Modellen. Einige Programme sind besser für Anfänger geeignet, während andere leistungsfähiger und komplexer sind. Es ist wichtig, die richtige Software für Ihre Bedürfnisse zu wählen.

Je nach Größe und Bedarf kann ein Unternehmen auch einen Dritten damit beauftragen, die 3D-Modelle für den 3D-Druck zu entwerfen. Sobald das Modell fertig ist, muss es in einem Format gespeichert werden, das vom 3D-Drucker gelesen werden kann.

Model Slicing

Nach dem Entwurfsverfahren für den 3D-Druck wird das 3D-Modell in dünne Schichten "zerschnitten". Dies geschieht mit einer Slicing-Software, die aus dem 3D-Modell einen geschnittenen Querschnitt des Objekts erstellt. Die Slicing-Software erstellt auch Anweisungen für den 3D-Drucker, wie das Objekt Schicht für Schicht aufgebaut werden soll.

Es gibt verschiedene Arten des Schneidens Algorithmenund jede hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Welche Art von Slicing-Algorithmus Sie verwenden, hängt von dem zu druckenden Objekt, dem verwendeten Drucker und Ihren persönlichen Vorlieben ab.

3D-Drucker einrichten

Der nächste Schritt im 3D-Druck-Herstellungsprozess ist das Einrichten des 3D-Druckers. Dabei wird das Filament eingelegt und sichergestellt, dass die Bauplattform eben ist. Die spezifischen Einstellungen für den Drucker müssen konfiguriert werden, z. B. die Schichthöhe und der Prozentsatz der Füllung.

Genau wie bei der Software werden für die verschiedenen 3D-Drucktechniken unterschiedliche Filamenttypen benötigt. Die gängigsten Filamente sind ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) und PLA (Polymilchsäure).

Bevor der Druckvorgang beginnen kann, müssen die spezifischen Einstellungen für den Drucker konfiguriert werden. Diese Einstellungen sind spezifisch für den verwendeten Druckertyp sowie für das Filament und die Bauplattform.

3D-Druck

Sobald der Drucker eingerichtet und die Datei vorbereitet ist, kann mit dem eigentlichen Druck begonnen werden. Dies ist in der Regel der längste Schritt im gesamten 3D-Druckverfahren und dauert je nach Größe und Komplexität des zu druckenden Objekts zwischen einigen Stunden und mehreren Tagen.

Während des Drucks extrudiert der 3D-Drucker geschmolzenes Filament oder anderes Material Schicht für Schicht, um das Objekt aufzubauen. Wie dies im Einzelnen abläuft, hängt von der Art des verwendeten 3D-Druckmaterials ab.

Bei FDM-Druckern wird beispielsweise geschmolzenes Kunststoff-Filament durch eine Düse extrudiert. Das Filament wird schichtweise aufgetragen, sodass das Objekt von unten nach oben aufgebaut wird.

SLA-Drucker arbeiten durch Aushärten von Photopolymerharz mit einem Ultraviolett-Laser (UV). Das UV-Licht zeichnet die gewünschte Form jeder Schicht, die aushärtet und verfestigt das Harz.

3D-Druck Nachbearbeitung

Nachdem das Objekt gedruckt ist, muss es nachbearbeitet werden. Die Nachbearbeitung beim 3D-Druck kann das Entfernen von Trägermaterial, das Abschleifen rauer Kanten und das Lackieren oder Finishen der Oberfläche umfassen. Die Art der Nachbearbeitung hängt von der Art der verwendeten 3D-Drucktechnologie und dem zu druckenden Material ab.

Wird das Objekt z. B. aus ABS-Kunststoff gedruckt, muss es möglicherweise in einer geschlossenen Kammer mit Acetondampf um die Oberfläche zu glätten. Wenn das Objekt mit SLA-Harz gedruckt wird, muss es möglicherweise in Isopropylalkohol gewaschen werden, um nicht ausgehärtete Rückstände zu entfernen.

3D-gedruckte Objekte können auch mit Farbe, Lack oder anderen Materialien veredelt werden, um ihnen ein besseres Aussehen zu verleihen. Sobald die notwendige Nachbearbeitung abgeschlossen ist, ist das Objekt bereit, verwendet oder ausgestellt zu werden.

Wie lange dauert ein 3D-Druckvorgang?

3D-Drucke können je nach Größe und Komplexität des zu druckenden Objekts zwischen einigen Stunden und mehreren Tagen dauern.

Die spezifische Zeit hängt von der Art der verwendeten 3D-Drucktechniken sowie von den für den Drucker konfigurierten Einstellungen ab. FDM-Drucker zum Beispiel drucken in der Regel langsamer als SLA-Drucker.

Auch die Größe des zu druckenden Objekts wirkt sich auf die Druckzeit aus. Kleinere Objekte können schneller gedruckt werden als größere Objekte.

Es ist auch wichtig, die Komplexität des zu druckenden Objekts zu berücksichtigen. Bei Objekten mit komplizierten Designs oder vielen kleinen Details dauert der Druck länger als bei einfacheren Objekten, selbst wenn das schnellste 3D-Druckverfahren verwendet wird.

Schließlich können auch die für den Drucker konfigurierten Einstellungen die Druckzeit beeinflussen. Wenn Sie beispielsweise die Schichthöhe erhöhen, verkürzt sich die Druckzeit, aber die Qualität des Drucks wird schlechter.

3D-Druckverfahren im Rapid Prototyping

Da sich viele Unternehmen heute für kürzere Vorlaufzeiten entscheiden, ist es eine gängige Praxis für Hersteller, das 3D-Druckverfahren für das Rapid Prototyping einzusetzen. Schnelles Prototyping ist der Prozess der Erstellung eines Prototyps eines Produkts oder Objekts in sehr kurzer Zeit.

Dies geschieht in der Regel mithilfe der 3D-Drucktechnologie, mit der Unternehmen schnell und einfach Prototypen erstellen können, ohne dass teure Werkzeuge oder lange Vorlaufzeiten erforderlich sind.

Rapid Prototyping ist ein wichtiger Bestandteil des Produktentwicklungsprozesses, da es Unternehmen ermöglicht, Designideen schnell und kostengünstig zu testen und zu verbessern.

Der Einsatz des 3D-Druckverfahrens für Prototypen ist auch ein wertvolles Marketinginstrument, das es Unternehmen ermöglicht, Prototypen von Produkten zu erstellen und sie in die Hände potenzieller Kunden zu geben, um deren Feedback einzuholen.

Schlussfolgerung

Das 3D-Druckverfahren ist im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsmethoden relativ schnell und einfach. Außerdem ist es eine sehr vielseitige Technologie, die Unternehmen für die Herstellung von Prototypen, Marketingmaterialien und sogar Endprodukten nutzen können. Ganz gleich, ob Sie ein einzigartiges Objekt herstellen oder große Mengen desselben Objekts produzieren möchten, der 3D-Druck kann eine hilfreiche Technologie sein, um Ihre Ziele zu erreichen.