Im 3D-Druck können Werkstoffe miteinander verbunden und somit Grenzen überwunden werden, welche in traditionellen konventionellen Verfahren gegeben sind. Noch vor wenigen Jahren dienten 3D-Drucker lediglich zur Herstellung von Prototypen und Modellen sowie später zur Herstellung von komplexen Gegenständen welche in geringer Stückzahl benötigt wurden. Durch Verbesserung der Technik wird die additive bzw. generative Fertigung mittlerweile jedoch auch für Serienherstellungen angewandt. Denn die 3D-Herstellung hat gegenüber dem Spritzgussverfahren den Vorteil, dass die Entwicklung, Produktion und Herstellung der Gussformen entfällt. Werden in der konventionellen Produktion mehrere Maschinen und Vorgänge benötigt, so sorgt das additive Verfahren dafür, dass sämtliche Arbeitsschritte innerhalb einer Maschine umgesetzt werden.
Lasersintern – Das generative Schichtbauverfahren
Bei der Lasersinternen Technik (kurz: LS) wird das gewünschte Endprodukt (Wanddicken ab 0,45mm möglich) Schicht für Schicht aufgebaut. Vor Beginn des Druckens müssen die Geometriedaten des Produktes vorliegen.
Von Materialgeeza – Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, Link
Im Kunststoff 3D-Druck wird über eine Rakel, eine Kombination mehrerer Rakeln oder eine Rolle eine dünne Schicht Pulver über der Bauebene aufgetragen. Dieses Pulver wird bis kurz unter Schmelzpunkt erwärmt und mit einem Laser (CO2-Laser, ein Nd:YAG-Laser oder ein Faserlaser) an der gewünschten Stelle aufgeschmolzen. Die Bauplattform wird nun um die Schichtdicke (Je nach Auflösung und Anlage zwischen 0,05 mm und 0,15 mm) abgesenkt und die nächste Schicht aufgezogen. Anschließend wiederholt sich der Prozess.
Das Lasersintern-Verfahren ermöglicht die Herstellung ohne Stütz-Geometrien oder -Materialien. Funktionsmodelle lassen sich aus einer großen Kunststoff-Materialvielfalt herstellen. Dieses Material ist lange haltbar und lebensmittelecht. Komplexe Formgebungen und Konstruktionen können hergestellt werden. Supportstrukturen müssen nicht entfernt werden. Diese Bauteile lassen sich leicht lackieren und färben.
Für leicht raue Oberflächen ist dieses Verfahren jedoch aufgrund der verwendeten Pulverkorngröße nicht geeignet.
Die Zukunft des 3D-DRUCKs
Schon heute kommen wir in Berührung mit Produkten welche (zumindest teilweise) mit Hilfe der additiven Herstellung gefertigt wurden. Zusätzliche Materialien, Weiterentwicklungen der Geräte und neue Verfahren werden künftig für eine noch schnellere Produktion und bislang nicht vorstellbare Konstruktionen sorgen. Die Weiterentwicklung der Lasertechnik wird für schnellere Produktionsabläufe und somit zu höhere Produktionsmengen führen.
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