Inhalt
- Eine aufregende und vielversprechende Technologie
- Eine Einführung in den 3D-Druck
- Wie funktionieren 3D-Drucker?
- Drucker für Verbraucher
- Filamente, die natürliche Materialien imitieren
- Modelle erstellen oder herunterladen
- Erstellen einer iPhone-Hülle mit einem 3D-Drucker
- Print-On-Demand-Websites
- Eine Website zum Drucken von Objekten
- Kauf eines 3D-Druckers - Eine Umfrage
- Zeichnen mit einem 3D-Stift
- 3Doodler Pen Versionen Eins und Zwei
- Kunststoff in der Umwelt
- ABS oder PLA Kunststoff
- Gedruckte Zombies und falsche Zähne
- Die Zukunft des 3D-Drucks
- Einige Voraussetzungen für den Erfolg
Linda Crampton unterrichtete viele Jahre lang Schüler in Naturwissenschaften und Informationstechnologie. Sie lernt gerne über neue Technologien.
Eine aufregende und vielversprechende Technologie
Der 3D-Druck ist eine aufregende Technologie, deren Beliebtheit und Erschwinglichkeit rapide zunimmt. Vor einigen Jahren kosteten 3D-Drucker viele tausend Dollar. Während Geräte mit erweiterten Funktionen immer noch teuer sind, sind verbraucherorientierte Drucker für viele Menschen jetzt erschwinglich. Diese Geräte können eine Vielzahl nützlicher, künstlerischer und unterhaltsamer Objekte erstellen.
Der aufregendste Aspekt eines 3D-Heimdruckers ist, dass er so vielseitig ist. Einige Beispiele aus der großen Auswahl an Artikeln, die gedruckt werden können, sind Schmuck, Ornamente, Werkzeuge, Tassen, Vasen, Ausstechformen, Serviettenringe und sogar Kleidungsstücke. Künstler können Skulpturen schaffen und Eltern - oder Kinder - können Spielzeug schaffen. Spezielle 3D-Drucker können essbare Elemente erstellen und sind sowohl in Consumer-Versionen als auch in professionellen Versionen erhältlich.
Ein Modell des zu druckenden Objekts muss in einem 3D-Kunstprogramm erstellt werden. Informationen vom Modell werden dann an den Drucker gesendet. Menschen können ihre eigenen einzigartigen Objektdesigns erstellen oder Designs von Websites herunterladen. Einige Firmen drucken die Objekte für Menschen. Einige dieser Unternehmen lassen die Leute auch ihren eigenen Online-Shop erstellen, um von ihnen entworfene Objekte zu verkaufen.
Stifte, mit denen 3D-Objekte erstellt werden, können erworben werden und kosten erheblich weniger als ein Drucker. Die Leute finden kreative Verwendungsmöglichkeiten für die Stifte. Sie sind ein interessantes Gerät zur Erstellung dreidimensionaler Kunst und Skulptur, obwohl die resultierenden Objekte nicht wie die eines Druckers aussehen.
Eine Einführung in den 3D-Druck
Der 3D-Druck wird in der Medizin und in der Fertigung immer nützlicher und wichtiger. Dieser Artikel befasst sich mit Fakten über die Technologie, die für Verbraucher relevant sind.
Wie funktionieren 3D-Drucker?
Der erste Schritt bei der Erstellung eines 3D-gedruckten Objekts besteht darin, das Objekt zu entwerfen. Dies erfolgt in einem 3D-Kunst-, CAD- (Computer Aided Design) oder Animationsprogramm. Das Computermodell wird dann als STL-Datei exportiert. Ein zweites Programm, das als Slicing-Programm bezeichnet wird, liest die STL-Datei und konvertiert sie in G-Code. Dieser Code weist den Drucker an, das Objekt in einer Reihe horizontaler Schichten zu erzeugen. Der Drucker druckt diese Ebenen dann einzeln, beginnend mit der untersten Ebene.
Die meisten 3D-Drucker, die sich an Verbraucher richten, sind Kunststoffextrusions- oder FDM-Drucker (Fused Deposition Modeling). High-End-FDM-Drucker sind verfügbar, aber die günstigeren werden höchstwahrscheinlich von Verbrauchern gekauft. Die Drucker erzeugen Objekte, indem sie Plastikfilamente schmelzen und dann die heiße Flüssigkeit auf eine Plattform extrudieren. Der Kunststoff verfestigt sich fast unmittelbar nach dem Lösen aus der Extrusionsdüse des Druckers auf die Bauplattform. Die Düse bewegt sich in verschiedene Richtungen, um das Objekt zu erzeugen, und die Plattform bewegt sich nach unten, wenn das Objekt in der Tiefe wächst. Jede neue Kunststoffschicht, die extrudiert wird, verschmilzt mit der folgenden. Dieser Prozess wird manchmal als additive Fertigung bezeichnet.
Einige 3D-Drucker sind jetzt in der Preisklasse beliebter Desktop-Drucker, die mit Tinte drucken. Wenn Sie versucht sind, einen dieser 3D-Drucker zu kaufen, identifizieren Sie die Funktionen, die Sie im Austausch für den relativ niedrigen Preis aufgeben. Berücksichtigen Sie außerdem die laufenden Kosten für den Kauf von Kunststoffmedien.
Drucker für Verbraucher
Verbraucherorientierte FDM-Drucker fallen im Preis und werden erschwinglicher. Es ist nicht länger notwendig, Tausende von Dollar auszugeben, um einen 3D-Drucker für zu Hause zu kaufen. Tatsächlich gibt es eine Reihe von Druckern, die weniger als 1000 US-Dollar kosten. Einige Modelle kosten nur ein paar hundert Dollar. Die billigeren Modelle drucken jedoch normalerweise kleinere Objekte als die größeren.
Neben dem Preis ist beim Kauf eines 3D-Druckers auch die Möglichkeit zu berücksichtigen, dünne Schichten zu erstellen. Je dünner die Schichten sind, desto weniger offensichtlich sind sie im Ausdruck und desto glatter ist das Erscheinungsbild und die Haptik des Objekts. Die Dünnheit der Schichten wird als Auflösung des Druckers bezeichnet. Im Allgemeinen ist der Drucker umso teurer, je höher die Auflösung ist.
Einige Leute, die mit 3D-Druckern arbeiten, sagen voraus, dass FDM-Drucker innerhalb weniger Jahre den heutigen Tintenstrahldruckern entsprechen werden - beliebt, kostengünstig und in der Lage, Produkte von guter bis sehr guter Qualität herzustellen.
Filamente, die natürliche Materialien imitieren
Ich habe einen 3D-Drucker in einer High School benutzt, in der ich unterrichtet habe. Ich habe die unten genannten Websites erkundet, sie jedoch nicht zum Drucken von Objekten verwendet. Die Informationen zu den Websites werden von allgemeinem Interesse bereitgestellt.
Modelle erstellen oder herunterladen
Für die verschiedenen Computerbetriebssysteme stehen kostenlose 3D-Modellierungsprogramme zur Verfügung. Viele dieser Programme können STL-Dateien erstellen. Kostenlose Programme zur Erstellung von G-Code sind ebenfalls verfügbar. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass jemand seine eigenen Modelle erstellt, es sei denn, er genießt den Prozess und möchte einzigartige Designs erstellen. Eine Vielzahl von Modellen kann aus dem Internet heruntergeladen werden.
Eine Site mit einer großen Anzahl herunterladbarer Modelle ist Thingiverse. Die Site wird derzeit von einem 3D-Druckerhersteller betrieben. Die Modelle sind kostenlos und die Community ist aktiv. Ich habe die Modelle auf der Website nicht selbst heruntergeladen oder verwendet, aber es macht Spaß, sie zu erkunden. Das Dateiformat und die Lizenz eines Modells sollten vor dem Herunterladen sorgfältig geprüft werden. Die Lizenz ermöglicht möglicherweise die Erstellung eines Objekts für den persönlichen Gebrauch, jedoch nicht für den kommerziellen Gebrauch.
Erstellen einer iPhone-Hülle mit einem 3D-Drucker
Print-On-Demand-Websites
Mehrere Online-Unternehmen drucken 3D-Objekte für Verbraucher, die keinen Drucker haben. Einige dieser Unternehmen ermöglichen es den Nutzern auch, einen Online-Shop einzurichten, um von ihnen entworfene Produkte zu verkaufen.
Shapeways ist eine beliebte Website für Leute, die nach einer 3D-Drucklösung suchen. Objekte können in verschiedenen Medien gedruckt werden, darunter Kunststoff, Metall, lebensmittelechte Keramik und Sandstein. Die Ausdrucke scheinen eine bessere Qualität zu haben als Objekte, die von einem verbraucherorientierten Drucker gedruckt wurden. Menschen können ihre Designs hochladen und Produkte basierend auf den Designs über die Website des Unternehmens verkaufen. Shapeways befindet sich in New York, versendet jedoch in die meisten Länder der Welt.
Sculpteo ist ein weiteres Online-Unternehmen, das Objekte für Personen druckt und sie auch ein Geschäft betreiben lässt. Sculpteo hat seinen Sitz in Frankreich, versendet aber wie Shapeways in die ganze Welt.
Eine Website zum Drucken von Objekten
Kauf eines 3D-Druckers - Eine Umfrage
Einige 3D-Drucker haben ein schlankes und modernes Design. Der Mechanismus ist wie in einer Mikrowelle verborgen. Bei anderen Druckern wie oben sind die Teile deutlich sichtbar, und es wird nicht versucht, den Drucker attraktiv zu machen.
Zeichnen mit einem 3D-Stift
Für manche Menschen ist sogar der billigste 3D-Drucker zu teuer. Vergleichsweise kostengünstige Produkte, sogenannte 3D-Stifte, ermöglichen es möglicherweise mehr Menschen, dreidimensionale Objekte zu erstellen und gleichzeitig Spaß zu haben.
Mehrere Firmen stellen die Stifte her. Die Grundidee hinter den meisten von ihnen besteht darin, das Gerät an eine Steckdose oder einen USB-Anschluss anzuschließen und dann am Ende Plastikfilament in die Öffnung zu führen. Der Stift erwärmt das Filament und extrudiert das weiche Material aus seiner "Spitze". Die Stifte ermöglichen es Menschen, mit extrudiertem Kunststoff auf einer ebenen Fläche oder in der Luft zu zeichnen. Es können sowohl eindimensionale Objekte mit erhöhter Oberfläche als auch echte 3D-Objekte erstellt werden.
Zumindest einige Hersteller bieten kostenlose Schablonen an, die heruntergeladen werden können. Eine Person kann mit dem Stift über die Schablone zeichnen. Die Verfolgung kann dann in eine aufrechte Position gebracht werden. Mit dem Stift können verschiedene Spuren miteinander verbunden werden, um ein komplexes Objekt zu erstellen.
3Doodler Pen Versionen Eins und Zwei
Der 3Doodler war der erste 3D-Stift, der erstellt wurde (soweit ich weiß), hat aber jetzt mehrere Konkurrenten. Das obige Video zeigt einige der Objekte, die erstellt werden können.
Kunststoff in der Umwelt
So sehr ich auch gerne über die aufregenden Fortschritte in der 3D-Drucktechnologie lese, eines macht mir Sorgen. Alle verbraucherorientierten Drucker, die ich gesehen habe, haben ABS-Kunststoff als Druckmedium verwendet. ABS-Kunststoff oder Acrylnitril-Butadien-Styrol ist ein zähes, schlagfestes Material, das viele nützliche Anwendungen hat. Wie die meisten Kunststoffe verschlechtert es sich, wenn es ultraviolettem Licht ausgesetzt wird. Dies ist jedoch ein sehr langsamer Prozess.
Plastikverschmutzung ist ein ernstes Umweltproblem. Der Gedanke, dass Menschen unbefriedigende Objekte, die mit ihrem 3D-Drucker erstellt wurden, verwerfen, ist beängstigend. Das Problem kann sich verschlimmern, wenn die Drucker immer beliebter werden. Verbraucher müssen ermutigt werden, ihren Kunststoff zu recyceln oder ein umweltfreundlicheres Material zum Drucken zu verwenden. Gegenstände aus ABS-Kunststoff können erhitzt und zu Filamenten extrudiert werden, um wieder verwendet zu werden. Einige Unternehmen verkaufen Geräte, die dies für Verbraucher tun können.
ABS oder PLA Kunststoff
Der 3Doodler und einige 3D-Drucker können entweder ABS-Kunststoff oder PLA-Kunststoff als "Tinte" verwenden. ABS-Kunststoff wird aus Erdöl hergestellt. PLA-Kunststoff (Polymilchsäure) wird aus Mais oder Sojabohnen hergestellt und ist biologisch abbaubar.Einige Leute wählen aus diesem Grund PLA-Filament für ihren Drucker. Biologisch abbaubar zu sein bedeutet jedoch nicht, dass PLA-Kunststoff auf eine Mülldeponie geworfen und Mikroben wie Bakterien und Pilzen abgebaut werden kann, wie der Begriff impliziert. Die mikrobielle Zersetzung von PLA erfordert die Exposition gegenüber hoher Temperatur, Licht und Sauerstoff für zwei oder drei Monate, Bedingungen, die nur in einem kommerziellen Kompostzentrum zu finden sind.
ABS-Kunststoff hat hinsichtlich der Erstellung von 3D-Modellen bessere Eigenschaften als PLA-Kunststoff. Es ist weniger spröde, biegsamer, weniger klebrig und weniger anfällig für Erschlaffungen, wenn die Temperatur steigt. Der 3Doodler-Hersteller empfiehlt, mit ABS-Kunststoff zu beginnen und später PLA-Kunststoff zu probieren.
Gedruckte Zombies und falsche Zähne
Neue Harze für den 3D-Druck erscheinen. Eine mit einer gummiähnlichen Textur wurde kürzlich auf einer CES (Consumer Electronics Show) demonstriert. Mit dem Harz bedruckte Gegenstände können komprimiert werden und nach dem Entfernen des Drucks wieder in ihre ursprüngliche Form zurückkehren.
Die Zukunft des 3D-Drucks
Einige Leute sagen voraus, dass in naher Zukunft eine Revolution im 3D-Druck stattfinden wird. Die Drucker gewinnen schnell an Akzeptanz in der Fertigung und haben spannende Anwendungen in der Medizin. In Zukunft stellen die Menschen möglicherweise mehr Produkte her, die sie zu Hause benötigen, anstatt sie in einem Geschäft zu kaufen. Die Verbraucherdruckertechnologie scheint jedoch langsamer voranzukommen als die Fertigungs- und medizinische Druckertechnologie.
Einige Voraussetzungen für den Erfolg
Der aktuelle Stand des 3D-Drucks ist sicherlich interessant und bietet viel Spielraum für Kreativität. Um jedoch zu einer etablierteren Technologie zu werden, muss die betreffende Technologie verbessert werden. 3D-Drucker für Verbraucher müssen mindestens einige der folgenden Funktionen aufweisen, um erfolgreich zu sein. Sie sollten in der Lage sein:
- Erstellen Sie nützliche Elemente bequemer oder billiger als dieselben Elemente, die mit anderen Methoden hergestellt wurden
- Erstellen Sie hochwertige Objekte
- Erstellen Sie verbesserte Versionen von Objekten, die mit anderen Methoden hergestellt wurden
- Erstellen Sie Objekte, die auf keine andere Weise erstellt werden konnten
3D-Drucker für Verbraucher sollten außerdem einfach zu bedienen und relativ kostengünstig zu kaufen und zu betreiben sein. Das Problem, starke, aber umweltfreundliche Druckmedien zu finden, muss ebenfalls gelöst werden. Ich bin jedoch optimistisch für die Zukunft des 3D-Drucks. Die Technologie ist sowohl vielversprechend als auch aufregend.
Dieser Artikel ist genau und nach bestem Wissen des Autors. Der Inhalt dient nur zu Informations- oder Unterhaltungszwecken und ersetzt nicht die persönliche Beratung oder professionelle Beratung in geschäftlichen, finanziellen, rechtlichen oder technischen Angelegenheiten.
