3D-Drucken: Wie die generative Fertigungstechnik funktioniert

135 Pages·2014·2.151 MB·German

by  Petra Fastermann (auth.)

TECHNIK IM FOKUS
DATEN FAKTEN HINTERGRÜNDE
Petra Fastermann
3D-Drucken
Wie die generative
Fertigungstechnik funktioniert
Technik im Fokus
TechnikimFokus
Photovoltaik–WieSonnezuStromwird
Wesselak,Viktor;Voswinckel,Sebastian,ISBN978-3-642-24296-0
Komplexität–WarumdieBahnniepünktlichist
Dittes,Frank-Michael,ISBN978-3-642-23976-2
Kernenergie–EineTechnikfürdieZukunft?
Neles,JuliaMareike;Pistner,Christoph(Hrsg.),ISBN978-3-642-24328-8
Energie–DieZukunftwirderneuerbar
Schabbach,Thomas;Wesselak,Viktor,ISBN978-3-642-24346-2
Werkstoffe–Unsichtbar,aberunverzichtbar
Weitze,Marc-Denis;Berger,Christina,ISBN978-3-642-29540-9
WerkstoffGlas–AlterWerkstoffmitgroßerZukunft
Schaeffer,Helmut;Langfeld,Roland,ISBN978-3-642-37230-8
3D-Drucken–WiediegenerativeFertigungstechnikfunktioniert
Fastermann,Petra,ISBN978-3-642-40963-9
WeitereBändezurReihefindenSieunter
http://www.springer.com/series/8887
Petra Fastermann
3D-Drucken
Wie die generative Fertigungstechnik
funktioniert
PetraFastermann
FasterpolyGmbH
Krefeld,Deutschland
ISSN2194-0770
ISBN978-3-642-40963-9 ISBN978-3-642-40964-6(eBook)
DOI10.1007/978-3-642-40964-6
DieDeutscheNationalbibliothekverzeichnetdiesePublikationinderDeutschenNa-
tionalbibliografie;detailliertebibliografischeDatensindimInternetüberhttp://dnb.d-
nb.deabrufbar.
SpringerVieweg
©Springer-VerlagBerlinHeidelberg2014
Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Ver-
wertung,dienichtausdrücklichvomUrheberrechtsgesetzzugelassenist,bedarfder
vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen,
Bearbeitungen,Übersetzungen,MikroverfilmungenunddieEinspeicherungundVer-
arbeitunginelektronischenSystemen.
DieWiedergabevonGebrauchsnamen,Handelsnamen,Warenbezeichnungenusw.in
diesemWerkberechtigtauchohnebesondereKennzeichnungnichtzuderAnnahme,
dasssolcheNamenimSinnederWarenzeichen-undMarkenschutz-Gesetzgebungals
freizubetrachtenwärenunddahervonjedermannbenutztwerdendürften.
Einbandabbildung:InfObjekte,JohannesTsopanides
FotonachweisUmschlag:SHAPESiNPLAY,Berlin
GedrucktaufsäurefreiemundchlorfreigebleichtemPapier.
SpringerViewegisteineMarkevonSpringerDE.SpringerDEistTeilderFachver-
lagsgruppeSpringerScience+BusinessMedia
www.springer-vieweg.de
Vorwort
Dieses Buch soll jedem, der schon einmal von 3D-Druck gehört hat,
kurz und knapp eine Einführung in diese auch Privatpersonen immer
zugänglichere Zukunftstechnologie geben. Es hat vor allem das Ziel,
dieLeserinnenundLeserdazuanzuregen,sichweitermit3D-Druckzu
beschäftigen.Vorkenntnissewerdenzum Verständnisnichtbenötigt.Es
reicht aus, wenn Sie sich für das Thema interessieren. Das Buch bietet
umfassende Erklärungender Technologie. Gleichzeitig soll es Denkan-
stößeundIdeenvermitteln.
DieLektüreversetztSieindenStand,dieGrundlagenderTechnikzu
verstehen und – im Idealfall – 3D-Druck selbst praktisch anzuwenden.
AlsPrivatpersonsollenSiesichdazuermutigtfühlen,meinenVorschlä-
gen zu folgen und selbst eine kostenlose Software auszuprobierenoder
möglicherweise sogar in einem FabLab einen 3D-Drucker zu nutzen.
SchließlichgibtesauchnochRatschlägedazu,wieSieambestenvorge-
hen,wennSieeinen3D-Druckererwerbenmöchten.
Wasbedeutet3D-DruckfürdenEinzelnen?Welchegesellschaftlichen
undwirtschaftlichenVeränderungen–zumBeispielinderMedizintech-
nikoderderIndustrie–wirdesdurchdieseZukunftstechnologiegeben?
Diese Fragen möchte ich mit dem Buch beantworten. Zusätzlich soll
es ein kompaktes Grundlagenwerk sein, das auch Tipps und Hinweise
aufweiterführendeWerkeundMöglichkeitengibt,dieSiesichüberdas
Ihnen mit dem Buch vermittelte Basiswissen hinaus selbst erschließen
können.
Dieses kleine Werk ist eine komprimierte Zusammenfassung eines
sehr komplexen Themas: Anders als bei vielen nur auf Technik kon-
zentrierten Büchern werden darin auch die gesellschaftlichen Einflüsse
V
VI Vorwort
des 3D-Drucks sowie Trends und Zukunftsperspektiven behandelt. Ich
versuche,miteinem aktuellenBezugeinen Gesamtzusammenhangher-
zustellen.
Mein besonderer Dank gilt Edward von Flottwell, der mich mit sei-
nemRatundseinerkonstruktivenKritikbeidiesemBuchunterstützthat.
Vielen Dank an den Springer-Verlag, insbesondere an Frau Hester-
mann-BeyerleundFrauKollmar-Thoni,fürdieaußerordentlichguteZu-
sammenarbeit.
Krefeld-Uerdingen,imHerbst2013 PetraFastermann
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung:3D-DruckalsneueindustrielleRevolution? . 1
1.1 EinerevolutionäreTechnologie–odernicht? . . . . . . 1
1.2 Wasverbessertwerdensollte . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2.1 3D-DruckerfürPrivathaushalte
solltenanwenderfreundlichersein . . . . . . . . . 2
1.2.2 FürdieIndustriemussdas3D-Drucken
schnellerwerden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3 ÜberwältigendeEntwicklungen. . . . . . . . . . . . . . . 4
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2 JederkannErfinderundEntwicklerwerden . . . . . . . . 7
2.1 SelbstHerstellerwerden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3 Wasist3D-Druck? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.1 3D-Druck–wasmanalsAnwenderwissenmuss . . . . 12
3.2 EineDateiaufDruckbarkeitprüfen . . . . . . . . . . . . 15
3.3 Der3D-Druckvorgang,erklärtamBeispiel
desPolyJet-Verfahrens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.3.1 Das3D-Drucken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.3.2 Stütz-oderSupport-Materialwirderforderlich . 19
4 RapidPrototypingoder3D-Druck? . . . . . . . . . . . . . . 23
4.1 EsgibtUnterschiede . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
VII
VIII Inhaltsverzeichnis
5 Welche3D-Druck-Technologiengibtes
undwelcheTechnologieeignetsichwofür?. . . . . . . . . . 25
5.1 DieTechnologiendes3D-DrucksimÜberblick . . . . . 25
5.1.1 3D-DruckenmitPulver(3DP) . . . . . . . . . . . 26
5.1.2 SelektivesLasersintern(SLS) . . . . . . . . . . . 28
5.1.3 SelectiveHeatSintering(SHS). . . . . . . . . . . 29
5.1.4 SelektivesLaserschmelzen
(SLM,SelectiveLaserMelting) . . . . . . . . . . 30
5.1.5 Elektronenstrahlschmelzen
(EBM–ElectronBeamMelting) . . . . . . . . . 31
5.1.6 FusedDepositionModeling
(FDM,Schmelzschichtung)/
FusedFilamentFabrication(FFF) . . . . . . . . . 31
5.1.7 StickDepositionMolding(SDM) . . . . . . . . . 33
5.1.8 Multi-JetModeling(MJM) . . . . . . . . . . . . . 34
5.1.9 Stereolithografie(STLoderauchSLA) . . . . . 35
5.1.10 Scan-LED-Verfahren(SLT)
alsWeiterentwicklungderklassischen
Stereolithografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
5.1.11 FilmTransferImaging(FTI) . . . . . . . . . . . . 37
5.1.12 DigitalLightProcessing(DLP) . . . . . . . . . . 37
5.1.13 PolyJet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
5.1.14 LaminatedObjectModeling(LOM)
oderFolienlaminier-3D-Druck . . . . . . . . . . . 39
5.1.15 SelectiveDepositionLamination(SDL) . . . . . 40
5.1.16 ContourCrafting(CC) . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6 3D-CAD-ZeichensoftwareundUmgang
mit3D-Druck-Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
6.1 Blender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
6.2 OpenSCAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
6.3 SketchUp2013vonTrimble(früherGoogleSketchUp) 46
6.4 Autodesk123D(Apps) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Inhaltsverzeichnis IX
6.5 ViaCAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
6.6 WeitereSoftwares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
6.7 Softwaresvon3D-Druck-Dienstleistern . . . . . . . . . 48
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
7 Tauschplattformen:fertigeModellebekommen
oderseineeigenenfeilbieten–einpaarTippsdazu . . . . 51
7.1 TauschplattformenimInternet . . . . . . . . . . . . . . . 51
7.2 InseinemeigenenShopetwasanbieten . . . . . . . . . . 52
7.3 Oderdie3D-gedrucktenObjekte
aufeinerTauschplattformvertreiben. . . . . . . . . . . . 52
7.4 DerErfolgsollnichtausbleiben . . . . . . . . . . . . . . 54
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
8 FabLabs–wiesichinoffenenWerkstätten
weitereMöglichkeitenerschließen . . . . . . . . . . . . . . . 57
8.1 DemokratisierungderProduktion . . . . . . . . . . . . . 57
8.2 WeltweitentstehenimmermehrFabLabs. . . . . . . . . 59
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
9 Messenzu3D-DruckundMakerFaires. . . . . . . . . . . . 61
9.1 EuroMoldinFrankfurtamMain . . . . . . . . . . . . . . 61
9.2 Rapid.TechinErfurt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
9.3 FabCon3.D–ebenfallsinErfurt . . . . . . . . . . . . . . 62
9.4 MakerFaireHannoverundMakeMunich . . . . . . . . . 62
9.5 3DPrintShow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
9.6 3DPrintingEvent–MesseEindhoven/Niederlande . . 64
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
10 3D-Druck-Dienstleisterodereigener3D-Drucker–
wassprichtwofür? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
10.1 Einklares„Ja“zumeigenen3D-Drucker? . . . . . . . . 65
10.2 Oderdochnur„Vielleicht“? . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
10.3 EinigeguteGründedafür,einen3D-Druck-Dienstleister
zubeauftragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
10.4 WennSieeinen3D-Druckerkaufenmöchten:
NehmenSiesichgenugZeitdafür! . . . . . . . . . . . . 67