3D-Drucker - ein neuer Trend mit ungeahntem Potential

3D Drucker sind seit einigen Jahren ein neuer technologischer, innovativer Trend, der unsere Welt und unseren Alltag revolutionieren könnte. Doch was ist eigentlich genau gemeint, wenn von 3D Drucken gesprochen wird? Wie funktioniert diese Technik? Gibt es unterschiedliche Technologien? Kann man 3D-Drucker kaufen? Auch für den privaten Gebrauch? Wir haben hingeschaut und uns diese neue Technik mal genauer angesehen.

3D Drucktechnologie und ihre Definition

Spricht man von 3D Druck, dann spricht man erstmal von einer ganzen Menge unterschiedlicher Technologien, mit denen automatisch, maschinell erzeugte Gegenstände aus pulverförmigen oder flüssigem Material geschaffen werden. Hinzu kommt, dass die ‚Druckvorlage‘, was für ein Gegenstand geschaffen werden soll, als digitale Datei vorliegt.

Womit drucken 3D Drucker?

Drucker lassen sich nach der Art der Materialien, mit denen sie einen gewünschten Gegenstand erzeugen und drucken klassifizieren. Die meisten 3D Drucker verwenden Kunststoffe, wie Plastik oder Kunstharze, wie Klebstoff. Manche 3D Drucker können aber auch mit Keramik, Metall und neuerdings selbst mit Schokolade, Lebensmitteln und Ton drucken.

Natürlich bedarf es immer eines formbaren Grundzustands, also Aggregatzustand des jeweiligen Materials, um einen neuen Gegenstand zu drucken und zu kreieren. Um Keramik oder Metall ‚flüssig‘ zu bekommen, bedarf es natürlich ganz anderer Hitze- und Wärmeaufwendungen, als wenn es um das Schmelzen zum Drucken von Schokolade geht. Das Material stellt die Anforderungen an einen 3D Drucker.

Für den privaten Gebrauch wird vornehmlich mit Kunststoffen und Hartpalstiken gedruckt. Dabei gibt es zwei Sorten, die von besonderem Interesse sind. PLA und ABS. PLA basiert auf Stärke und eignet sich für die Herstellung kleiner, feiner Gegenstände. Es härtet schnell aus, was die gedruckten Objekte weniger hitzeresistent erscheinen lässt. ABS wird auf Ölbasis hergestellt. Aus diesem Material gedruckte Objekte sind flexibler und bruchresistenter. Nachteilig ist leider, dass das Material im flüssigen Zustand unangenehm riecht.

Wie funktioniert der 3D Drucker?

Aktuell sind zwei zentrale 3D Technologien von Bedeutung: FDM und Sintern. Das weniger bekannte Lithographie Verfahren kommt hingegen ausschließlich bei der Herstellung von Micro Chips zum Einsatz.

Das FDM-Verfahren ist das Gängigere der beiden. Der englische Shortcut kann mit ‚Modellierung durch Ablagerung von Geschmolzenem‘ übersetzt werden … und genau das ist das Prinzip, nach dem ein jeder 3D Drucker funktioniert. Beim FDM Verfahren wird der jeweilige Materialrohstoff erhitzt und in einen flüssigen Zustand versetzt, so dass er mittels einer Heißklebepistole an den jeweils für ihn vorgesehenen Platz gespritzt wird, um Schicht für Schicht das gewünschte Objekt entstehen zu lassen. Es wird dabei sehr sorgfältig ‚gedruckt‘ und flüssiger Rohstoff gespritzt, daher nimmt sich ein 3D Drucker auch Zeit.

Beim Sintering-Verfahren wird mit pulverförmigen Rohmaterial gearbeitet, das es aber ebenfalls zu erhitzen gilt. Auch hier wird Schicht für Schicht und ‚Tropfen‘ für ‚Tropfen‘ der gewünschte Gegenstand gedruckt. Je nachdem mit welchem Grundwerkstoff gearbeitet wird, gibt es unterschiedliche Sinterverfahren. Denn Brenn- und Aushärtungspunkt von Materialien wie Kunstharz und Metall sind grundverschieden.

Was passiert wie, in welcher Reihenfolge beim 3D Druck?

Erst muss man sich entscheiden, was für ein Gegenstand gedruckt werden soll. Er muss beschrieben werden und zwar detailliert: Höhe, Breite, Tiefe sind dabei nur die wirklich gröbsten Eckdaten, um die es dabei geht. In der Regel werden Objekte zuvor gescannt und als virtuelle Datei hinterlegt, wie man dann auswählen und drucken lassen kann.

Ist die Vorlage ausgewählt, gilt es diese in ein STL-Dateiformat umzuwandeln. Jetzt kommt die Berechnung ins Spiel. Dabei geht darum über den Slicer zu ermitteln, welche Bahn der Druckkopf zum Drucken des gewählten Objekts ‚ablaufen muss‘. Das gleiche Prinzip, als wenn ein Drucker die Datei ’scannt‘ um zu wissen welche Zeilen er zu drucken hat. Wichtig für den Druck sind auch Informationen über die ‚Dichte‘ des Drucks, wie solide der Gegenstand also zu drucken ist. Massiv vs. hohl ist hier die Frage. Hat der Slicer seine Arbeit beendet, wurde die Druckdatei in einen G-Code umgewandelt, mit dem der Drucker seine Arbeit und seinen 3D Druck beginnen kann.

3D-Drucker Kosten?

Aktuell sind beide Druckverfahren noch gleich auf in ihrem Potential und Druckergebnissen. Welche Technologie sich für den privaten Gebrauch und Einsatz durchsetzen wird, darf abgewartet werden. Hinsichtlich der Kosten ergeben sich keine Unterschiede. 3D Drucker sind generell keine günstige Anschaffung. Dafür ist der Trend noch zu neu, Produktion und Herstellung zu aufwendig, komplex und kostenintensiv und auch das Drucken selbst ist noch weit davon entfernt wirklich ‚haushaltsverträglich‘ zu sein. Dennoch steigt das Interesse an 3D Drucker, auch und gerade privat.

Welcher 3D Drucker für zuhause eine gute Wahl?

Die Frage, welcher 3D Drucker sich für den Eigengebrauch am besten eignet, kann nur individuell entschieden werden. Was wir aber können, ist mitzuteilen und aufzuzeigen, worauf es beim Kauf eines 3D Druckers zu achten gilt. Damit fangen wir auch gleich an.

Objektgröße vs. Auflösung

Schon hier entscheidet der Zweck. Was soll gedruckt werden? Wer feine, filigrane Objekte mit feinen Strukturen drucken möchte, der setzt auf einen drucker mit niedriger Schichtdichte. Hier druckt er ‚hochauflösende Objekte‘. Wer hingegen voluminöse, große Objekte drucken möchte, der achtet auf das Druckvolumen, dass das gibt die maximale Objektgröße eines Gegenstandes an, den man drucken möchte.

Bedienung

Ware Freude und Vergnügen kommt eigentlich nur dann auf, wenn man das hochkomplexe teil auch bedienen kann. Die 3D Drucker Modelle machen es selbst technisch affinen Menschen einfach, sie zu bedienen. Komplizierter, komplexer und richtig kniffelig wird es hingegen, wenn man mittels spezieller Software selbst Objekte und Gegenstände zum drucken designt. Viel Spaß dabei!

Ohropax?!

3D Drucker sind l a u t! Das darf man nicht vergessen … und sie drucken lange. Lange und laut. Wer sich selbst einen solchen 3 dimensionalen Drucker anschaffen möchte, sollte über einen entsprechenden Raum zum Unterstellen nachdenken. Möglichst mit guter Geräuschdämmung … sonst wird das Eigenheim zur unerträglichen Druckgeräuschkulisse.

Preisspannen

3D Drucker beginnen bei 300 Euro und gehen bis in die Tausende. Für den privaten Gebrauch sind hingegen Modelle aus dem mittlere bis gehobenen Preissegment empfehlenswert. 3D Drucker aus dem Niedrig-Preissegment sind wirklich für Hobby- und Spielereidruckereien. 3D Drucker, die nicht mit dem klassischen Kunststoff arbeiten sind sogar noch teurer und beginnen ab 200 Euro aufwärts.
Was nicht vergessen werden darf, ist, dass auch das Material zum Drucken einen wesentlichen Kostenfaktor ausmacht … und das keinen zu geringen. Denn wie in den Anfängen der privaten Drucker auch die Tintenpatronen von Canon, Epson und anderen Anbietern ein kleines, relatives Vermögen gekostet haben, so ist es auch mit den Druckerpatronen und Druckrohstoffen für 3D Drucker.

Weitere zu berücksichtigende Eigenschaften

Auch hier ist es wieder die Funktion, die die wichtigen Zusatzkriterien definiert.

  • Wie sieht es mit größe und Gewicht aus?
  • Hat man Platz für ein solches Gerät und in welchem Umfang?
  • Geht es um das Drucken kleiner Gegenstände oder Großer?
  • Wie ist es mit der Geräuschkulisse? Der Wärmeabgabe? Der Geruch?
  • Ist der Drucker häufig in Gebrauch?

Fazit

Ob abgebrochener Schuhabsatz, Miniatursammelfigur oder Hüftgelenk – 3D Drucker können alles. Für den privaten Gebrauch haben sich 3D Drucker Modelle etabliert, die sich finanziell im möglichen befinden und die Technik in der Gesellschaft bekannter und einsatzfähiger machen. das eröffnet ganz neues Potential für Alltag, Leben und Wirtschaft.

Vorlagen für diverse Objekte zum Drucken sind ständig wachsend und auch selbst das Anfertigen und virtuelle Zeichnen und Bauen von Wunschvorlagen bringt einen neuen Erfahrungswert mit in die Technologie.

Es hilft verlorene Ersatzteile zu ersetzen ebenso wie die letzte fehlende Sammelfigur zur kompletten Serie zu bekommen. Auch die Qualität der einzelnen Gegenstände ist bemerkenswert. Selbst feine Farbdrucke sind möglich. Es kommt eben alles auf die Vorlagen-Datei an … und die Funktionskapazitäten des gewählten 3D Drucker Modells. Es macht vor allem Spaß sich mit dieser technischen neuen Errungenschaft auseinanderzusetzen und ihr Potential auszuschöpfen und mitzugestalten.

Die besten 3D-Drucker (2017/2018)

3D-Drucker Testsieger

Hier finden Sie eine Auflistung an Testberichten. Bitte beachten Sie bei Ihrer Recherche, dass ein 3D-Drucker Test nicht mit einem 3D-Drucker Vergleich gleichzusetzen ist. Bei einem Vergleich werden Produktdaten miteinandern verglichen, wohingegen ein Test eine physische Bewertung nach fest definierten Kriterien voraussetzt.

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