Ausstattung

Es existiert ein Vielzahl von 3D-Druckverfahren, die auf verschiedenen Mechanismen beruhen. Hier könnt Ihr euch einen Eindruck über die Funktionsweise unserer Kunststoff-3D-Drucker verschaffen.

Materialextrusion

Vorteile

  • Schnelles Prototyping
  • Gute Prozessstabilität
  • Einfache Überwachung des Druckprozesses

Nachteile

  • Raue Oberflächen
  • Begrenzter Detailgrad

Verfahrensbeschreibung

Das 3D-Druck Verfahren FFF (Fused Filament Fabrication, auch FDM genannt) basiert auf einem schichtweisen Materialauftrag von schmelzflüssigem Ausgangsmaterial. Eine beheizte Düse sorgt dafür, dass der verwendete Kunststoff erwärmt wird und in eine Schmelze übergeht. Diese Schmelze wird lokal durch die Düse extrudiert und erstarrt zügig, sodass neue Formen aus dem Ausgangswerkstoff geschaffen werden. Die Düse wird dabei von einem Computer angesteuert und verändert im Prozess laufend ihre Position.

3D-Drucker

  • Roboze One+400 Xtreme
  • Anycubic Kossel
  • Multec Multirap M10
  • mycusini Schoko-Drucker

Materialien

  • PLA
  • (faserverstärktes) Polyamid
  • (faserverstärktes) PEEK

Photopolymerisation

Vorteile

  • Sehr hoher Genauigkeitsgrad und viele Details
  • Transparente Bauteile herstellbar
  • Schneller Druckprozess

Nachteile

  • Stützstrukturen erforderlich
  • Nachbehandlung und Aushärtung nötig

Verfahrensbeschreibung

Bei dem Mechanismus der Photopolymerisation kommen flüssige Kunstharze zum Einsatz, die durch Bestrahlung mit (UV-)Licht selektiv aushärten und somit zu Festkörpern werden. Ähnlich wie beim FFF-Verfahren, erfolgt der Aufbau des Druckobjektes schichtweise auf darunterliegenden Strukturen. Dünne Schichten des Harzes werden durchleuchtet, woraufhin das Material sich verfestigt und nachfolgende Schichten aufgebaut werden können. Die Bestrahlung erfolgt meist mit einem Laser (Stereolithografie, SLA) oder einem durchleuchteten LCD-Panel (Masked-SLA/LCD). Zur vollständigen Aushärtung werden die Teile für einige Minuten mit UV-Licht bestrahlt.

3D-Drucker

  • Formlabs Form 3L
  • Prusa SL1S

Materialien

  • Verschiedene Kunstharze
  • Transluzente Materialien
  • Einfärbungskit für freie Farbwahl

Pulverbett-Verfahren

Vorteile

  • Gute mechanische Eigenschaften
  • Komplexe Geometrien möglich
  • Keine Stützstrukturen nötig

Nachteile

  • Pulverhandling
  • Begrenzte Materialauswahl

Verfahrensbeschreibung

Pulverbettbasierte additive Fertigungsverfahren nutzen Pulverstoffe als Ausgangsmaterial. Diese werden in Teilbereichen durch gezielte Einbringung von Wärmeenergie lokal aufgeschmolzen, sodass sich die Pulverpartikel miteinander verbinden. Dies kann zum Beispiel durch einen Laserstrahl erfolgen. Die Verfahren arbeiten schichtweise, was durch ein Absenken der Bauplattform ermöglicht wird. Im Kunststoffbereich hat sich die Bezeichnung SLS (selektives Lasersintern) für das Verfahren durchgesetzt. Durch das Pulverbett werden keine Stützstrukturen benötigt und eine große Geometriefreiheit ermöglicht.

3D-Drucker

  • Sharebot SnowWhite2

Materialien

  • PA 11 Pulver
  • PA 11 Pulver (glasverstärkt)
  • PA 12 Pulver

Biodrucker

Vorteile

  • Gewebe mit lebenden Zellen prinzipiell druckbar

Nachteile

  • Kompatible Bioinks müssen weiter erforscht werden
  • Sterile Umgebung notwendig

 

Verfahrensbeschreibung

Biodrucker ermöglichen das Drucken von lebenden Zellen und Gewebe. Die Zellen sind dabei in einem dafür angepassten polymeren Gel eingebettet. Die Kombination aus Zellen und biokompatiblem Polymer wird dabei als "Bioink" bezeichnet. Im Bereich des Bioprinting wird seit geraumer Zeit viel geforscht, da es ein sehr breites Spektrum an Möglichkeiten bietet. Dazu zählen etwa künstlich hergestelltes Gewebe für die Kosmetik- und Pharmaindustrie und die Herstellung von kultiviertem Fleisch im Lebensmittelbereich. Das Herstellen von funktionsfähigen Organen ist aufgrund der hohen Komplexität des Blutgefäßsystems und weiterer Hürden derzeit noch nicht möglich.

3D-Drucker

  • CELLINK Bio X6

Materialien

  • Verschiedene (experimentelle) Bioinks stehen zur Verfügung