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Wenn man sich gerade einen nagelneuen 3D-Drucker bestellt hat und dieser endlich angekommen ist, stellt sich eine wichtige Frage. Was soll ich überhaupt drucken? Das Erstellen eigener 3D-Modelle erscheint zunächst zu kompliziert. Deshalb gibt es im Internet Hilfe. Eine ganze Reihe von Anbietern eröffnet ein großes Modellangebot. Dabei den Überblick zu behalten, fällt oft schwer. Einige bieten die Vorlagen kostenfrei an, andere fordern hingegen eine Bezahlung ein. Um die bestmögliche Wahl möglich zu machen, werden nun die besten fünf Anbieter von 3D-Modellen vorgestellt.

1. Thingiverse

Das Designangebot von Thingiverse zeichnet sich durch mehrere Faktoren aus. Die 2008 gegründete Website, bietet eine enorme Bandbreite an Modellen an. Die Orientierung auf der Seite fällt jedoch nicht besonders schwer. Denn die Suchfunktion ermöglicht ein unverzügliches Finden der präferierten Modelle. Die Open-Source Plattform bietet dabei allerlei Designformen an. Die verschiedenen Modelle können von Nutzern hochgeladen werden, sodass der Zugriff durch jede andere Person möglich wird. Bisher wurden beinahe 1.000.000 3D-Modelle zur Verfügung gestellt. Dabei entstehen keinerlei Kosten. Die Nutzung der Modelle von Thingiverse ist vollkommen kostenfrei. Bei der Orientierung und Suche besteht außerdem die Möglichkeit, auf die Android- oder iOS-App zurückzugreifen. Alle genannten Elemente sorgen im Zusammenspiel dafür, dass der amerikanische Anbieter als besonders nutzerfreundlicher Anbieter von 3D-Drucker-Vorlagen betrachtet werden kann.

2. YouMagine

Bei diesem niederländischen Anbieter sind ähnliche Vorgehensweisen erkennbar. Die Vielfalt an Modellen liegt mit knapp 15.000 jedoch noch deutlich niedriger als bei Thingiverse. Allerdings bietet sich YouMagine als willkommene Alternative an. Denn auch hier besteht die Möglichkeit, selbstentwickelte Designs mit anderen Nutzern zu teilen. Des Weiteren können fremde Modelle online betrachtet und an individuelle Präferenzen angepasst werden. Bei diesen Vorgängen ist keinerlei Zahlung von Gebühren notwendig. Es gilt jedoch anzumerken, dass YouMagine bisher nicht die Möglichkeit bietet, über Apps auf die Website zuzugreifen. Sie ist lediglich unter Nutzung eines einschlägigen Browsers erreichbar.

3. Pinshape

Der kanadische Anbieter Pinshape verfolgt ein anderes Geschäftsmodell als die beiden bisher genannten Websites. Er bietet zwar auch die Möglichkeit an, 3D-Modelle kostenfrei zu veröffentlichen. Dies ist jedoch nicht die einzige Vermarktungsweise. Denn jedem Designer steht die Entscheidung frei, ob er nicht etwa einen gewissen Preis für sein Modell verlangt. So sind nicht alle knapp 25.000 Designs auf Pinshape kostenlos verfügbar. Die Nutzerfreundlichkeit für Einsteiger ist deshalb nicht unbedingt in dem Maße gegeben, wie es bei Thingiverse oder YouMagine der Fall ist. Des Weiteren gibt es auch bei diesem Anbieter keine Möglichkeit, die Seite über Apps aufzurufen.

4. Threeding

Dieser kleine bulgarische Anbieter ermöglicht es, 3D-Modelle auch über Apps herunterzuladen. Mit knapp 1.000 verschiedenen Designs ist die Auswahl aber eher gering. Auch hier bietet sich die Möglichkeit zur monetarisierten Veröffentlichung von eigenen Designs. Eine kostenfreie Verfügung ist nicht immer gegeben.

5.Cults

Der französische Anbieter macht sowohl kostenlose, als auch kostenpflichtige 3D-Modelle, öffentlich zugänglich. Insgesamt kamen bis heute etwa 12.000 verschiedene Designs zustande. Der Zugriff auf diese kann jedoch ausschließlich über den Browser erfolgen, nicht etwa über spezielle Apps.

Fruchtgummi von Katjes aus dem 3D-Drucker

Das Unternehmen Katjes hat den Trend der 3D-Drucker für sich entdeckt. Die neue Kreation begeistert alle Kunden. Die neue Wundermaschine mit dem Namen „Magic Candy Factory“ kann individuelle Fruchtgummis produzieren. Das Prinzip der Maschine ist dasselbe wie bei normalen 3D-Druckern, jedoch wird hier, anstelle von Kunststoff oder Metall, Fruchtgummi eingesetzt. Damit lassen sich die kreativsten Leckereien kreieren. Man kann den kleinen Maschinen sogar während des Drucks ins Innere sehen und seinen Süßigkeiten beim Entstehen zugucken. Man hat die Auswahl aus 100 vorgegeben Formen, oder man erstellt selbst kreative Designs sowie essbare Grußkarten. Zusätzlich kann man aus acht verschiedenen Farben und Geschmacksvariationen auswählen. Auch eine Verzierung, die prickelt, glitzert oder sauer schmeckt, kann hinzugefügt werden. Die Geräte wurden in Kooperation mit Printrbot, einem amerikanischem 3D-Drucker-Hersteller, entwickelt.

Somit versucht Katjes sich von den verrückten Ideen der anderen Süßwarenhersteller abzuheben, denn kaum einer hat bisher eine vergleichbare Maschine. Auch soll die Idee als eine Art Touristenattraktion und Anziehungspunkt dienen, um den Kunden neben den üblichen Angeboten etwas Besonderes zu bieten. Innerhalb von 5 Minuten sind die eigenen Kreationen schon bereit zum Verzehr. Damit trifft das Unternehmen Katjes genau den richtigen Zeitpunkt für solch eine Wundermaschine, denn immer mehr Menschen essen Fruchtgummis. Das weiß auch der Geschäftsführende Gesellschafter von Katjes, Bastian Fassin: „Das Potenzial ist riesig“. Auch Experten sind der Meinung, dass die Mini-Fabrik zur richtigen Zeit am richtigen Ort ist und hier gleich zwei Trends auf dem Süßigkeitenmarkt vereint. Man hat zum einen den Drang nach Individualisierung und zum anderen den größer werdenden Trend der Fruchtgummis erfüllt.

Reaktionen von Kunden

Viele Menschen sind erstaunt davon, wie schnell und einfach das Ganze abläuft. Jedoch steckt hinter der Maschine, mehr Arbeit als man meinen könnte. Natürlich ist vor allem bei Kindern die Freude groß, da sie hier endlich mal mit Essen im wahrsten Sinne des Wortes spielen dürfen. Und auch die Erwachsenen freuen sich über eine essbare Grußkarte oder ähnliches. Eines ist sicher, die Faszination für die Maschine wird bei fast allen Kunden geweckt. Denn wer kann schon behaupten, dass er Essen drucken kann. Mittlerweile kann man die selbstkreierten Fruchtgummis nicht nur in den Shops herstellen und kaufen, sondern auch online bestellen. Besonders gut angekommen, sind die Wundermaschinen in Europa, da vor allem hier Süßwaren solcher Art geliebt werden.

Funktion der Wundermaschine

Die ganze Herstellung basiert auf dem FDM-Druckverfahren, bei dem das Material geschmolzen wird und dann Schicht für Schicht ausgedruckt wird. Genau das passiert mit der individuellen Spezialmischung in der Maschine. Dort wird sie zuerst erhitzt und dann durch eine lebensmittelechte Düse in der gewünschten Form ausgedruckt.

Innovation bei Adidas

Immer mehr wird der 3D-Drucker eingesetzt und die Möglichkeiten ausgetestet. Auch das Unternehmen Adidas hat das Potential hinter den neuen Technologien entdeckt und versucht diese nun in ihrem eigenen Sortiment mit einzubauen. Zur Produktion der Schuhe wurde eine Mischung aus einem normalen 3D-Drucker und einem 3D-Webstuhl erfunden, damit werden nun Sohle und Ferse angefertigt. Man will damit, die problematischen Klebestellen oder Nähte beseitigen. Der untere Teil des Schuhs wird langsam aufgebaut und wahrscheinlich durch UV-Licht ausgehärtet. Mit der Maschine können sofort Federelemente sowie rückenschonende Aussparungen integriert und der Komfort der Markenschuhe erhöht werden.

Man vermutet auch, dass unterschiedliche Werkstoffe zu dem Erfolg der Schuhe beitragen. Jedoch will der Sportartikelhersteller nicht viel über seine Entwicklung preisgeben, aus Angst, dass diese schnell kopiert und somit nichtmehr einzigartig wäre. Was man allerdings noch weiß ist, dass der Oberschuh nicht aus dem 3D-Drucker stammt und immer noch gewoben wird. Die ersten Kunden laufen bereits mit den speziellen Laufschuhen von Adidas. Der Plan des Unternehmens ist es, die Technologie noch weiter zu entwickeln, um Laufschuhe auf den Verbraucher individuell anzupassen. Dabei sollen Fußform sowie Laufstil des Nutzers verarbeitet werden. Noch hemmen allerdings die hohen Kosten, den flächendeckenden und dauerhaften Einsatz des Verfahrens.

3D Runners, Zante Generate – die neuesten Trends …

Auch wenn die erste Serie der „3D Runner“ 333 Dollar pro Paar kostete, wurde die limitierte Serie zahlreich verkauft. Die Kunden konnten die Schuhe in diversen Adidas-Shops in New York, London und Tokio erwerben. Adidas-Mitarbeiter verrieten, dass dieser Schuh erst der Anfang sei und Adidas auf dem Weg sei individuell angepasste Schuhe nach dem Fußabdruck der Kunden zu erstellen. Der Kunde soll dann beim Kauf eines solchen individuellen Schuhes im Adidas-Shop auf einem Laufband laufen, was aufgezeichnet und ausgewertet wird. Danach werden die Daten sowohl in Druck- als auch in Webbefehle für die Produktion umgesetzt. Der Kunde kann wie schon bisher die Optik seiner Schuhe beeinflussen. Mit Hilfe der neuen Technik wird die Produktion in Billiglohnländern zurückgehen, da diese dann im Laden vor Ort stattfinden kann oder in einer nahegelegenen Fabrik.

… Weitere werden folgen.

Man würde dafür, dann auch kaum bis gar kein Personal mehr benötigen. Und wie bei anderen Trends ist Adidas nicht der einzige Hersteller solcher Produkte, der versucht durch futuristische Technologien für die Produktion zukünftiger Trendsetter zu verwenden. Beispielsweise ist Nike dabei, die neue Technologie in seinen Produkten zu verarbeiten. Aber auch New Balance hat ähnlich wie Adidas bereits im letzten Jahr Schuhe mit der neuen Technologie verkauft. Bei New Balance wird die Zwischensohle der Schuhe im Gegensatz zu den Schuhen von adidas von 3D Systems aus SLS-Pulver hergestellt. Somit kann man das Material gezielt an den vorgesehenen Stellen verteilen. Die sogenannten „Zante Generate“ Schuhe wurden für knapp 400 Dollar pro Paar im letzten Jahr verkauft.

Sind alle Farben mit allen Verfahren kompatibel?

Nicht alle 3D-Druckvorgänge sind für den Farbdruck gleichgut geeignet. Daher sollte man sich vorher angucken, welches Produkt man herstellen möchte und ob man bei diesem auch in Farbe drucken möchte. Bei dem FDM-Verfahren ist es beispielsweise sehr schwierig, die Integration der Farben erfolgreich umzusetzen. Am einfachsten ist es bei diesem Verfahren, die verwendeten Filamente noch während des Druckvorganges auszutauschen oder gar mehrere Extruder zu verwenden. Somit kann man diverse Farben in den Druck miteinbauen. Da der Umbau des Druckers bei dem FDM-Verfahren problematisch und aufwendig ist, sieht man die mit dem Verfahren hergestellten Objekte oftmals nur als einfarbige Gegenstände.

Anders sieht es da schon aus mit so genanntem Powder Binding, also dem Pulverdruckverfahren, aus. Hier kann man Farben sehr gut und auch sehr simpel integrieren. Von 3D Systems gibt es schon extra Farbdrucker, wie beispielsweise die Markenserie „Color Jet Printing“. Diese Drucker gehen nach dem 3DP-Verfahren vor, bei dem einfach Klebstoff und Pulver nacheinander geschichtet werden und somit ein zusammenhängendes Objekt bilden. Der einzige Zusatz bei den Farbdruckern ist nun, dass es noch spezielle Tintenstrahldruckknöpfe gibt. Diese färben, je nach Codierung durch den Computer, das Pulver ein, bevor es weiterverarbeitet wird.

Es kommt also noch ein Zwischenschritt zur schichtweisen Verarbeitung dazu. Das Färben des Pulvers durch die Tinte muss bei jeder Schicht wiederholt werden. Die hierbei verwendete Tinte besteht aus CMYK-Farben. Damit liefert der Drucker ein farbiges Objekt, welches außergewöhnlich gut aussieht. Viele Farbvariationen sind möglich. Einen Nachteil hat das Verfahren jedoch, denn nach dem Druck müssen die Objekte aufwendig gereinigt werden. Um bei der Reinigung nicht die Färbung zu verlieren, muss eine weitere Schutzschicht aufgetragen werden. Daher sollte man das Verfahren, nur für optische Anwendungen benutzen. Für Designer und Architekten, die einen visuellen Prototyp benötigen, ist das Bindingverfahren mit Farbe empfehlenswert.

Weitere Möglichkeiten

Auch mit dem Polyjetting kann man einen 3D-Farbdruck erstellen. Die Tintenstrahltechnik ist vergleichbar mit der in herkömmlichen Druckern. Für das Verfahren in Zusammenhang mit Farben spricht eine große Auswahl an Farben und auch an Materialien. Jedoch sind die Objekte aufgrund deren UV-Licht-Behandlung besonders anfällig für Licht- und Wärmeabbau. Außerdem sind solche Maschinen relativ teuer und damit eher weniger für einen Farbdruck in 3D geeignet.

Als letztes Verfahren in Kombination gibt es das SDL-Verfahren, bei dem die Basis der Papierschichtungsprozess ist. Man bedruckt also mit unterschiedlichen Farben mehrere Blätter, die man dann aufeinander klebt und plastisch zurechtschneidet. Danach wird ein Lack über das Objekt gegeben, welcher erhärten muss. Vorteile des Verfahrens sind die große Farbauswahl und auch sehr gute Farbqualität. Dadurch, dass Tinte und Papier verwendet werden, handelt es sich um eine relativ kostengünstige Variante.

Umwandlung der Bilddateien in ein geeignetes Druckformat

Zu Beginn muss die Bilddatei in eine Vektorgrafik, also SVG-Datei, umgewandelt werden. Einige Programme bieten dieses sogenannte Vektorisieren an. Die Vektorgrafik muss dann nach eigenem Geschmack und Empfinden angepasst werden. Das kann durch Veränderungen am Helligkeitswert und Schwellwert erreicht werden. Wenn man mit der Vektorgrafik zufrieden ist, muss man diese nur noch als normale SVG-Datei abspeichern. Die Vektorgrafik kann man dann in einem CAD-Programm laden und bearbeiten.

Man lädt die Vektorgrafik in das CAD-Programm, indem man diese in FreeCAD als neues Projekt importiert. Daraufhin muss man, jedes einzelne Teile hervorheben und dessen Länge definieren, um festzulegen, was wie lang und wie sichtbar sein soll. Sehr wichtig ist hierbei, dass man während dem Bearbeiten immer mal wieder das gesamte Projekt rotieren lässt, um seine eigene Arbeit zu kontrollieren. Denn am Ende soll alles mit den eigenen Vorstellungen übereinstimmen. Zum Schluss muss man das gesamte Projekt als STL-Datei abspeichern.

Wenn man die STL-Datei gesichert hat, muss man diese mit einem Slice-Engine sozusagen in die Schichten zerschneiden, welche der Drucker dann als Vorlage übernimmt und ausdruckt. Für den Druck selbst, muss man einen Maschinencode oder auch G-Code erstellen lassen. Dieser wird von jedem 3D-Drucker benötigt. Der G-Code wird an den 3D-Drucker weitergegeben und man erhält mit ein bisschen Geduld das gewünschte Objekt.

Es gibt daneben auch eine einfachere Variante, um eine 3D-Druckdatei anzufertigen. Hierfür kann eine Smoothie-3D-Software genutzt werden, die aus einem 2D-Bild direkt eine STL-Datei erstellt. Die Software wurde extra dafür geschrieben und kann direkt für das schnelle Drucken, insbesondere für Ungeübte, verwendet werden. Die Software wurde auch dafür entwickelt, um 3D-Dateien schnell und einfach mit der Community auszutauschen. Mit der Software muss man nur noch die einzelnen Teile markieren und wie gewünscht anordnen. Man erstellt sofort eine 3-dimensionale Datei STL-Datei. Ab dem Moment, ab dem die STL-Datei besteht, ist wie oben bereits beschrieben vorzugehen.

Grundvoraussetzungen zum Umsetzen

Man benötigt als allererstes ein Bild. Aus diesem kann man dann mit Hilfe von einem speziellen Programm, beispielsweise Inkscape, eine Vektorgrafik erstellen. Weiterhin benötigt man eine CAD-Software. Man kann aber auch die Smoothie-3D-Software verwenden und somit nur eine Software anstelle von Zweien verwenden. Weiterhin benötigt man eine Vorstellung von dem gewünschten Objekt, also wie dieses aussehen soll. Auch benötigt man einen 3D-Drucker sowie einen Computer. Ebenso sollte man mit den genannten Programmen einigermaßen umgehen können, ansonsten helfen einem diverse Videos im Internet weiter.

Geschichte hinter der Schlagzeile

Der US-amerikanische Paläo-Künstler Gary Staab hat einen Ötzi-Doppelgänger mit Hilfe von einem 3D-Drucker in mühevoller Kleinstarbeit kreiert. Der Künstler hatte zuvor im Sommer 2015 den echten Ötzi begutachtet und anhand dessen seine Kopie erstellt. Der eigentliche Grund für das Erstellen der Kopien war das große Interesse für den Eismenschen Ötzi in Übersee. Jedoch konnte das Original aus „gesundheitlichen Gründen“ nicht reisen. Denn die Mumie muss konserviert werden und dafür müssen bestimmte Bedingungen, wie in einem Gletscher, erfüllt sein. Das bedeutet -6°C sowie 98 % Luftfeuchtigkeit. Um dem Original-Eismann diese Bedingungen in Österreich zu liefern, hat man ein innovatives automatisiertes Kühlsystem entwickelt, bei dem zahlreiche Sonden alle Parameter dauerhaft kontrollieren. Auch wird der Eismann mit Hilfe von Kühlkammer-Wänden, welche durch Fliesen aus Eis verdeckt werden, vor dem Austrocknen bewahrt. Zur Routine gehört es auch die Mumie mit destilliertem Wasser, welche auf der Haut einen Eisfilm hinterlässt, vor dem Austrocknen zu schützen.

Die erste Kopie des Gletscherfundes wurde im Südtiroler Archäologiemuseum in Bozen gezeigt. Insgesamt hat der Künstler nicht nur diese eine Kopie gemacht, sondern insgesamt drei Stück. Die anderen beiden Kopien sind in den Niederlassungen des Cold Spring Harbor DNA Learning Centers in New York. Die Kopie des Archäologiemuseums ist Teil einer Wanderausstellung die dieses Jahr in den USA sowie in Kanada stattfinden soll. Im Gegensatz zu dem Original sind die Kopien gut transportierbar und haben auch sonst keinerlei „Altersschwächen“. Der Künstler, der hinter dem großen Projekt steht, hat bereits in der Vergangenheit, Rekonstruktionen von ausgestorbenen Lebewesen für diverse amerikanische Museen geschaffen.

Ablauf der Verdopplung

Die bereits bestehenden, computertomografischen Aufnahmen der Gletschermumie wurden dem Künstler übergeben. Dieser hat dann mit Hilfe der Aufnahmen und einem großen 3D-Drucker Kopien von Ötzi erstellen können. Hierbei wurde Harz verwendet. Anschließend wurden mit Gips anhand des Druckes die Weichteile sowie die Hautoberfläche des Eismannes imitiert und modelliert. Zum Schluss ergänzte der Künstler die Hüftverletzung am Körper, die vermutlich zu seinem Tode führte.

Im Anschluss daran musste in monatelanger Kleinstarbeit die Mumien-Kopie aus Gips nachmodelliert sowie handbemalt werden. Der fertige Doppelgänger sieht dem Original zum Verwechseln ähnlich. Die Kopien sehen außerdem genauso alt aus wie das Original, sind dabei jedoch wesentlich stabiler und transportfähig. Es gibt sogar ein Video und einen Dokumentarfilm, die die mühsame Arbeit des Künstlers und die einzelnen Schritte der Verarbeitung zeigen. Hierbei sieht man sehr gut, wieviel Arbeit mit solch einem Projekt verbunden ist. Natürlich hat der Künstler Gary Staab nicht nur alleine daran gearbeitet. Ein eingespieltes Team um ihn herum, hat die aufwendige Fertigstellung in relativ kurzer Zeit möglich gemacht.

Ablauf der diversen Verfahren

Als erstes ist hier das Stereolithographie-Verfahren, kurz SLA-Verfahren, anzusprechen. Dieses beinhaltet bereits im Namen die Stereolithographie, mit deren Hilfe das Verfahren funktioniert. Man hat ein Harzbad aus Epoxidharz, welches punktuell mit gebündeltem UV-Licht bestrahlt wird. Das Harz, welches von UV-Licht bestrahlt wurde, härtet sofort aus und bildet somit nach einer Weile einen zusammenhängenden, festen Gegenstand. Das Objekt wird Schicht für Schicht von dem UV-Licht bestrahlt und härtet somit Schritt für Schritt aus. Am Ende holt man das Objekt aus dem Harzbad heraus und lässt dieses vollkommen aushärten. Wenn das fertige Druckstück jedoch zu groß ist für das Harzbad, dann wird der rausragende Teil erneut mit flüssigem Harz beschichtet und bestrahlt. Das geschieht solange, bis das Objekt fertiggestellt wurde.

Als nächstes ist das Muti-Jet-Modeling (MJM) zu erwähnen. Das Muti-Jet-Modeling wird oftmals als eine Mischung aus FDM und SLA beschrieben. Denn wie bei FDM wird das Material zuerst geschmolzen und dann durch kleine Düsen (oder Nano-Jets) auf die Plattform gegeben und plan gerollt. Hierbei werden bestimmte Stellen, wie beim SLA-Verfahren, von UV-Licht bestrahlt und härten somit aus. Der Druck erfolgt erneut Schicht für Schicht.

Das nächste Verfahren ist das Film Transfer Imaging (FTI), welches dem SLA-Verfahren sehr ähnelt. Hier werden jedoch anstatt UV-Laser Beamer verwendet. Weiterhin gibt es kein Harzbad, denn man verwendet eine Transportfolie, welche einen Film des Materials auf sich trägt. Daher auch der Name „Film Transfer Imaging“. Der Beamer führt zur punktuellen Aushärtung des Materials, welches dann kurzzeitig hochgehoben wird, um neues Material auf der Folie zu verteilen. Das Objekt wird immer wieder abgesenkt und erneut belichtet. Das Objekt wächst somit von unten nach oben.

Das letzte Verfahren in diesem Bereich ist Digital Light Processing (DLP). Es ist eine Mischung aus SLA- und FTI-Technik.

Grundlegend läuft der Druckvorgang wie beim FTI-Verfahren ab, jedoch entstehen die Objekte in einem Bad wie beim SLA-Verfahren.

Anwendungsgebiete der einzelnen Verfahren

Die Anwendungen des SLA-Verfahrens sind erneut hauptsächlich für private Haushalte geeignet, aber auch der Prototypenbau kann mit Hilfe der Technik umgesetzte werden. Sogar der industrielle Prototypenbau ist dabei miteingeschlossen. Auch bei den FTI-, DLP- und MJM-Verfahren ist als Hauptanwendungsgebiet der Prototypenbau angegeben.

Vor- und Nachteile der Verfahren

Ein großer Vorteil der SLA-Techniken ist die verbesserte Präzision sowie die höhere Geschwindigkeit im Vergleich zu den FFF- oder FDM-Verfahren. Jedoch müssen die Objekte oft nachgebessert werden. Zudem ist die Auswahl an möglichen Materialien relativ gering.

Die Vorteile des MJM-Verfahrens bestehen in der sehr hohen Genauigkeit und Präzision sowie der hohen Geschwindigkeit und der geringen Nachbearbeitungszeit, die bei der Fertigung anfallen. Der einzige Nachteil sind die hohen Kosten, die das Verfahren ungeeignet für den privaten Gebrauch machen. Auch dem FTI- und DLP-Verfahren kann man eine hohe Genauigkeit zuschreiben. Jedoch beinhaltet das Film Transfer Imaging einen hohen Materialaufwand. Und das Digital Light Processing hat das Problem des aufwendigen Entfernens der Stützkonstruktionen.

Projekt Drawn

Die Möglichkeit seiner Kreativität freien Lauf zu lassen, ist mit Hilfe der heutigen Technologie nichts Neues. Jedoch ist es neu, dass man diese durch 3D-Drucker ausdrückt. Vor allem für Designer entstehen dadurch neue Optionen. Durch den Einsatz von 3D-Druckern kann man das gesamte Herstellen und Designen von individuellen Möbelstücken revolutionieren.

Ein kleines Team aus nur einem Ingenieur und einem Designer hat sich zur Aufgabe gemacht, individuell designte Möbel anzubieten. Diese Möbel soll man erst selbst gestalten und dann ganz in der Nähe seines Hauses oder seiner Wohnung einfach drucken lassen. Das Projekt trägt den Namen „Drawn“. Die beiden Köpfe hinter dem Projekt sind Sylvain Charpiot und Samuel Javelle. Durch ihr Projekt erhoffen sie sich mehr Aufmerksamkeit für die „DIY“-Technologie. Das Projekt ist mittlerweile schon für seine Originalität und seinen Einfallsreichtum siebenfach ausgezeichnet worden.

Hintergrund des Projektes

Beide Tüftler haben bereits vor ihrem Aufeinandertreffen eine Leidenschaft zu neuen Technologien und Möbelstücken gehabt. Der Ingenieur Sylvain und der Designer Samuel trafen sich damals das erste Mal im „FabLab“ von Samuel in Lyon, Frankreich. Die Hintergründe der beiden Entwickler ergänzten sich perfekt. Denn Sylvain hatte schon immer ein Interesse für Inneneinrichtung und Samuel ist als Designer und Forscher sehr kreativ. Sie wollten etwas Neues schaffen und der Menschheit zeigen, wie toll und kreativ man mit der neuen 3D-Technologie umgehen kann. Zusammen gründeten sie das Start-Up „Draw“ und versuchen seit Juni 2014 ihr Projekt zu verwirklichen.

IKEA Möbel aus dem 3D-Drucker

Neben dem „klassischen“ 3D-Druck, bei dem Gegenstände gedruckt werden, können Möbel auch gestrickt werden. Diese neue 3D-Strick-Technologie haben sich bereits einige große Unternehmen zu Nutzen gemacht und damit innovative neue Produkte kreiert. Nun hat auch IKEA das Verfahren für sich entdeckt. In der neuen PS 2017 Kollektion des schwedischen Möbelhauses existieren Strickmöbel, welche durch vollautomatisierte Strickmaschinen produziert werden können. Wie bei einem üblichen 3D-Druck wird die Vorlage für das Möbelstück von einem Computer erstellt.

Ab Februar 2017 werden diese außergewöhnlichen Strickmöbel bei IKEA erhältlich sein. Einer der Designer von IKEA sagte: „Wir haben […] es als eine wirklich intelligente Art, Dinge zu produzieren, angesehen. Die Produktion kann vollautomatisiert erfolgen und die Maschine selbst bei jedem Lieferanten aufgebaut werden.“ Durch die neuartige Technologie kann man viele Materialkombinationen verwirklichen. Man kann mit den vollautomatisierten Strickmaschinen digitale Designs und Dateien in nahtlose Formen verwandeln, die sonst außergewöhnlich kompliziert zu stricken sind. Zudem kann man mit dieser Technik nun Fasern mit angepassten Eigenschaften verwenden, um den Komfort sowie die Langlebigkeit der Möbel noch weiter zu verbessern.

Ablauf des Verfahrens

Man kann sich das Verfahren wie eine Heißklebepistole vorstellen. Man gibt hinten das Material, welches man verbrauchen will, in Form eines festen Stoffes bzw. Stäbchens hinein. Dieses wird dann erwärmt bzw. eher geschmolzen und dann in die passende Form gebracht und kann aushärten. Um keine Druckstellen durch die Plattform zu erhalten, wird diese ebenfalls erwärmt. Das Material gelangt durch sogenannte Extruder, welche als Fördergerät bekannt sind.

Je nach verwendetem Material werden die Bewegung und die Dauer des Vorgangs verändert. Denn manche Materialien härten schneller aus als andere und müssen daher schneller verarbeitet werden. Es ist unterschiedlich, ob man zum Herstellen die Düse oder die Plattform darunter bewegt. Bei dem Verfahren ist zu beachten, dass erst die nächste Schicht aufgetragen wird, wenn die untere ausgehärtet ist. Auf diesem Prinzip sind die meisten 3D-Drucker derzeit aufgebaut. Sie verwenden also das FFF- oder FDM-Verfahren und das, wie bei vielen anderen, mit einem Schichtsystem, bei dem Schicht auf Schicht aufgetragen wird. Die beiden Kürzel des Verfahrens sagen eigentlich nur aus, dass etwas geschmolzen und dann verarbeitet wird. Öfter hört man jedoch FDM oder „Fused Deposition Modeling“ als Bezeichnung für das Verfahren.

Die Anwendungsgebiete des Verfahrens

Das Verfahren wird bisher in den meisten 3D-Druckern verwendet und wurde dort stetig weiterentwickelt und verbessert. Zu den Anwendungsgebieten von FFF oder FDM zählen heutzutage hauptsächlich private Haushalte. Auch im Prototypenbau ist das Verfahren sehr beliebt. Weiterhin gibt es bereits einen sogenannten 3D-Stift, welcher nach dem Prinzip aufgebaut ist und mit dem man diverse 3-dimensionale Gegenstände „zeichnen“ kann.

Vor- und Nachteile

Ein großer Vorteil von FFF oder FDM ist, dass diese Techniken farblich beeinflusst werden können und man farbige bzw. bunte Objekte herstellen kann. Die Qualität der Produkte ist jedoch abhängig von den Materialien und den angepassten Einstellungen sowie von der Präzision der Bewegung und dem Extruder des Druckers. Zudem beschränkt sich das Verfahren hauptsächlich auf das Verarbeiten von Kunststoffen, welche leicht zu schmelzen sind. Das gesamte Verfahren ist relativ günstig und simpel.

Leider hat es einige Schwächen, denn mehrmalige Neukalibrierungen sind kaum auszuschließen. Oft müssen die Produkte aus solchen Geräten nachbearbeitet und mit Stützstrukturen ausgestattet werden. Ein weiterer Makel der Produkte sind die klar erkennbaren Schichten, welche das Produkt optisch abwerten. Die meisten Produkte wirken sehr stabil, jedoch sind sie oftmals nicht oder kaum belastbar.

Ablauf des Zusammenbauens

Zuerst braucht man eine Software, mit der man die 3-dimensionalen Objekte als Datei speichern und drucken kann. Dazu passend, benötigt man dann auch einen Prozessor und Motor für den Drucker. Als nächstes muss man die passenden Teile kaufen und zusammenbauen. Das funktioniert relativ gut mit den Bauplänen, die einem beispielsweise durch RepRap online zur Verfügung gestellt werden. Teilweise findet man sehr viele Teile, die bereits zusammengebaut sind, wodurch man insgesamt nicht mehr als 2 Stunden braucht, um die Drucker aufzubauen. Besondere Beachtung muss man der Verkabelung geben. Man benötigt etwa 42,4 m Kupferkabel, die in dem Drucker verbaut werden müssen. Für einige Modelle von RepRap gibt es sogar schon einige Anleitungen als Video, um die Verkabelung noch einfach zu gestalten. Und zu guter Letzt muss die Software installiert werden. Und dann kann es auch schon losgehen.

RepRap hilft gerne und viel

Die Organisation RepRap bietet Tüftlern und 3D-Druckinteressierten nicht nur wie andere Unternehmen das Zubehör für einzelne Bauteile oder Elemente eines 3D-Druckers an – nein, auf ihrer Website findet man sogar vier Druckermodelle einschließlich der gesamten Baupläne, die man somit ganz einfach selbst nachbauen kann. Zusätzlich hat RepRap die passende Software in ihrem Sortiment und kann einen zudem damit mit allem versorgen, was man für einen self-made 3D-Drucker benötigt.

Bausätze für 3D-Drucker

Wenn man einen 3D-Drucke bauen will, muss man sich also nicht komplett alle Ideen aus dem Finger saugen. Denn es gibt von diversen Herstellern eine Art Bausatz für einen eigenen 3D-Drucker. Die Bauanleitungen und -materialien sind in verschiedenen Preisklassen erhältlich und unterscheiden sich daher auch in ihrer Qualität. Natürlich wurden solche Bausätze von diversen Unternehmen getestet. Von Local Motors wurde beispielsweise ein Bausatz getestet, welcher relativ gut abschnitt und als empfehlenswert beschrieben wurde. Man sollte beim Kauf immer darauf achten, dass sowohl ein Extruder als auch eine STL-Schnittstelle bei den Bausätzen vorhanden sind, da diese sehr wichtigen Bestandteile des 3D-Druckers sind.

Software als wichtiger Bestandteil

Für einen selbstgebauten Drucker muss man dabei nicht immer viel ausgeben. Auch mit billigeren Teilen kann man sich einen guten 3D-Drucker bauen. Aus einigen Erfahrungsberichten geht hervor, dass man nicht unbedingt eine teure Software braucht. Beispielsweise ist die Freeware-Variante von Sketchup eine gute Option. Jedoch sollte man zuerst sich eine geeignete CAD-Software zulegen und dazu das passende Drucker-Modell aussuchen. Natürlich kann man das auch andersherum gestalten und erst den Drucker bauen. Jedoch funktioniert dieser ausschließlich mit einer geeigneten Software. Nur die spezielle Software kann Dateien erzeugen, welche von dem Drucker gelesen und gedruckt werden können.