3D-Druck im Vergleich zu CNC Fräsen

CNC Fräse schneidet Aluminium

Frühere Benutzung der CAD-Software und anderer 3D-Design-Lösungen machte jahrelange Einarbeitung erforderlich und blieb dennoch kompliziert und schwerfällig im Einsatz. Heute dagegen sind traditionelle Formen dieser Software immer einfacher zu bedienen und es gibt zudem viele Alternativen wie Google SketchUp, mit deren Hilfe Anwender intuitiv und kostenlos 3D-Modelle entwerfen können. Die Erfindung des 3D-Drucks und anderer Arten der automatisierten Produktion macht die Herstellung von 3D-Objekten mittlerweile jedem potenziellen Nutzer auch ohne Vorbildung und Erfahrung möglich.

3D-Druck ist ein Verfahren, bei dem das gewünschte 3D Objekt Schicht für Schicht  entsteht. Das Material wird durch eine Öffnung computergesteuert aufgetragen, ähnlich wie bei Tintenstrahldruckern, nur wird hier ein 3D Objekt hergestellt. Dieses Verfahren ist ein sogenanntes additives Herstellungsverfahren, wo das Material statt weggenommen, hinzugefügt wird. Theoretisch kann jede beliebige Form mit diesem Verfahren hergestellt werden; es macht dabei  keinen Unterschied, ob das Objekt enge Kurven, Hohlstellen oder komplexe Strukturen enthält, da das Objekt von Grund auf neu gebaut wird. Der Hauptnachteil des 3D-Drucks ist jedoch, dass die Wahl des Materials äußerst begrenzt ist: Das Material muss sich in eine Flüssigkeit umwandeln lassen und sich nachher auch leicht wieder verfestigen. Für einige Prototypen ist dies sicherlich ausreichend,  für viele Anwendungen aber, wie beispielsweise die Herstellung von Werkzeug, erfüllt der 3D-Druck nicht die notwendigen Ansprüche.

Ein subtraktives Herstellungsverfahren beginnt mit einem Block Material, woraus das gewünschte Objekt herausgeschnitten wird. Dieses Verfahren hat gegenüber dem 3D-Druck den Vorteil, dass viele verschiedene Materialien benutzt werden können. Selbst gehärteter Stahl kann mit dem geeigneten Werkzeug zerschnitten werden. Die am weitverbreitetsten subtraktive Fertigungstechnologie ist die CNC-Fräse. Die CNC-Fräse hat eine Spindel, die über einem Tisch montiert ist und mit Hilfe eines Computers gesteuert wird. Manchmal wird die Spindel auch um ihre Achse gedreht, um sehr komplexe Gegenstände zu fräsen. Die komplexe Steuerung lässt die Herstellung von vielen verschiedenen Objekten zu.

Andere Arten von subtraktiven Herstellungsverfahren sind Laserschneidanlagen und Plasmabrenner, die die härtesten Materialien schneiden können. CNC-Fräsen ist dagegen bestens geeignet für die Herstellung von flachen Gegenständen. Anwendungen wie Inlays oder Gravuren oder die Produktion von Schriftzügen sind für das CNC-Fräsen wie geschaffen, da vergleichsweise wenig Material entfernt werden muss. Das Drucken dieser Objekte wäre sehr langsam und teuer. In vielen Fällen ermöglicht das CNC Fräsen die Verwendung sehr günstiger Materialien wie MDF oder Multiplex. Für Prototypen oder Möbel, die eine gewisse Stabilität und Schönheit vorweisen müssen, wird Fräsen häufig eingesetzt, da die verwendeten Materialien primär wegen ihrer Materialstärke, Belastbarkeit, Aussehen und Haptik ausgewählt werden,  im Gegensatz zu 3-D-Druck, wo Schmelz- und Erstarrungsqualität des Materials maßgeblich wäre.

Der 3D-Druck ist bei weitem nicht die einzige Art eines additiven Herstellungsverfahrens. Mit dem Einsatz von Lasern und chemischen Prozessen können Fluide verfestig werden. Einige Techniken wie Stereolithographie können die obere Schicht einer Flüssigkeit in einer Wanne zu einem Feststoff umwandeln. Anschließend versenkt man das entstandene Teil langsam in einer Wanne. Dieser Prozess wird wiederholt. Laser-Sintern ist ein System, was einige Einschränkungen des 3D-Drucks umgeht, indem es das kieselförmige  Material   durch Laserstrahlen zu einer bestimmten Form gezielt zum Schmelzen bringt. Hier ist zudem eine größere Auswahl von Materialien gegeben.

Verzweifeln Sie nicht, wenn Ihnen dieser Beitrag zu technisch vorkommt; schließlich wissen nur die wenigen Autofahrer, wie ein Auto tatsächlich angetrieben wird,  – wobei sie trotzdem hervorragende Autofahrer sein können. Denken Sie lieber daran, dass 3D-Designs und Design-Software immer leichter und zugänglicher für den Privatgebrauch gemacht werden: Beispielsweise Googles 3D-Galerie ermöglicht seinen Nutzern, 3D-Designs zu teilen. Diese können von jedem, der Zugang zu einem automatisierten Produktionsvorgang hat, modifiziert und produziert werden. Der Trend wird  durch das Erscheinen von 3D-Scannern und Anwendungen wie 123D Catch, was das 3D Scannen von Objekten durch die Zusammenfügung einzelner Bilder ermöglicht, vorangetrieben. Noch nie zuvor lag so viel Macht zur Eigenproduktion in den Händen des Einzelnen.

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