Die Technik, direkt aus 3D-Daten schichtweise Körper herzustellen, ist  verblüffend schnell und genau. Bereits jetzt ist der 3D-Druck für jeden greifbar, 3D-Drucker werden im Handel zu erschwinglichen Preisen angeboten und wer sich einen Drucker selber bauen will, findet im Internet diverse Bauanleitungen. Nirgendwo sonst liegen jedoch Begeisterung und Enttäuschung so eng beieinander wie beim 3D-Druck. Unser Anliegen ist es, mit 10 Regeln einen kleinen Leitfaden für den Weg zu einem guten Modell zu schaffen.

1 Ohne 3D-Daten geht nichts

Für den 3D-Druck benötigt man 3D-Daten um STL-Format. Wie kommt man zu 3D-Daten? Zunächst besteht die Möglichkeit, das 3D-Modell selbst zu konstruieren und als STL-Datensatz auszugeben. (Große 3D-CAD-Programme haben bieten oft eine kleinere freie Version an).Bei komplexen Freiformflächen empfiehlt es sich, den Körper zu modellieren und einzuscannen, Ergebnis ist eine Punktewolke, die sich in STL-Daten umzuwandeln lässt. Wer sich weder mit Konstruktion oder Scannen beschäftigen möchte, hat die Möglichkeit, sich im Internet nach entsprechenden Datenmodellen umzusehen.

2 3D-Druck ist nicht gleich 3D-Druck

3D-Druck hat sich in den letzten 3 Jahren als Überbegriff für Schichtbau-Verfahren etabliert. Bisher wurden 7 unterschiedliche 3D-Druck-Verfahren entwickelt (siehe Tabelle) und in einer Vielzahl maschinentechnische Lösungen umgesetzt. Grundsätzlich unterscheiden sich die Verfahren in den zu bearbeitenden Materialien und in der Art und Weise, wie eine neue Schicht aufgebracht und wie sie mit der darunter liegenden Schicht verbunden wird. Aber jedes Verfahren hat seinen Preis! Die kostengünstigen Fabber setzen das FDM-Verfahren um. Aber auch von den anderen Verfahren gibt es mehr und mehr kostengünstige Maschine

3 Der Zweck heiligt das Modellmaterial

Der Zweck für den ein Modell hergestellt wird, entscheidet über das einzusetzende Material.

Anschauungsmodelle können aus leicht zerbrechlichen Gips sein, belastbare Modellesind aus Kunststoffen wie PA 12 oder Metall.

Fabber für den Privatgebrauch arbeiten mit den thermoplastischen Kunststoffen ABS oder PLA.

4 Grenzenlos, sofern es der Bauraum zulässt

Theoretisch können so viele Modelle bzw. ein so großes Modell gedruckt werden, wie auf die Bauplattform (bei Stereoltihgografie, Fabber, Printing-Verfahren) bzw. in den Bauraum der Maschine (SLS, Strahlsintern, Strahlschweißen) passen, ohne sich zu berühren. Mitunter ist es vorteilhaft, Modelle aus Einzelteilen zusammenzufügen.

5 Zeit ist Geld, Volumen auch

Die Bauzeit bestimmt sich aus den Volumina der Modelle und der Anzahl der Schichten. Sie ist von Verfahren zu Verfahren unterschiedlich. Material und Bauzeit sind neben den Maschinenkosten die wichtigsten Kostenfaktoren. Werden bei großen Kunststoffteilen mehrere gleiche Modelle gebraucht, ist es günstiger diese Mittels Vakuumguss zu kopieren.

6 Oberflächlichkeit gibt selten gute Oberflächen

Die Güte der Oberflächen hängt wesentlich davon ab, wie das Modell zur Baurichtung positioniert ist. Gute Qualitäten erhält man an den Modellteilen, die entweder senkrecht oder parallel zur Bauplattform aufgebaut werden. Die Stufung, die durch den Übergang von Schicht zu Schicht entsteht ist bei geringen Winkel am deutlichsten ausgeprägt. Manchmal hilft ein Kompromiss.

7 Festigkeit ist kein Hexerei

Die Festigkeit innerhalb einer Schicht ist größer als die im Übergang von Schicht zu Schicht. Die Hauptkraftaufnahmerichtung sollte immer parallel zur Bauplattform liegen.

8 Toleranz mit der Genauigkeit

Aufgrund der Schichtbauweise ist die Genauigkeit parallel zur Bauplattform wesentlich größer als in Aufbaurichtung des Modells. Die Genauigkeit in Aufbaurichtung lässt sich durch Verringerung der Schichtstärke verbessern, die Genauigkeit des Modells in der jeweiligen Schicht hängt von jeweiligen Werkzeug (z.B. Dicke des Kunststoff-Fadens und der Positioniergenauigkeit beim Fabber, Laserstrahl bei der Stereolithografie) ab.

9 Support ist wichtig

Kaum ein Modell lässt sich ohne Stützstrukturen bauen. Stützstrukturen verbinden das Modell mit der Bauplattform, machen Überhänge am Modell möglich. Überhänge sind die Teile eines Modells, die in der ersten Schicht noch nicht mit der Bauplattform oder dem Rest des Modells verbunden sind (z.B. der nach unten zeigende Rand einer Vase). Bei Überhängen ohne Stützen zögert die Schwerkraft nicht, alles einfach fallen zu lassen.

Stützstrukturen können aus dem gleichen Material wie das Modell sein, müssen sich aber definiert entfernen lassen. Als Stützmaterial wird bei Fabber für die Industrie gern auf wasserlösliche Thermoplaste zurückgegriffen. In den meisten Fällen können Stützstrukturen mit der Software, die zu den 3D-Druckern geliefert wird, generiert werden.

10 Der erste Eindruck entscheidet

3d-gedruckte Modelle müssen zum größten Teil nachgearbeitet werden. Überschüssiges Material ist ebenso zu entfernen wie mögliche Stützstrukturen. Bei Notwendigkeit sind Modellflächen zu glätten oder eine gewünschte Struktur oder Farbe aufzubringen.