In 3 einfachen Schritten zu einem funktionierenden Prototyp mit 3D-Druck

Letzte Aktualisierung: 04.2023

DIE GRUNDLAGEN

Was ist 3D-Druck?

Im Gegensatz zur subtraktiven Fertigung fasst der 3D-Druck oder die additive Fertigung eine Reihe von Techniken zusammen, die darauf beruhen, dass ein Objekt durch schichtweises Auftragen von Material entsteht. Der 3D-Druck geht auf die 1980er Jahre zurück und hat sich seitdem in vielerlei Hinsicht weiterentwickelt. Viele neue Techniken und Materialien wurden entwickelt und in diesen Prozessen eingesetzt, so dass sich das Anwendungsspektrum erweitert hat.

Ursprünglich als Rapid-Prototyping-Technologie entwickelt, wird die additive Fertigung heute tatsächlich zur Herstellung von Fertigteilen aus der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und in zahlreichen anderen spezifischen Bereichen der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie eingesetzt.

DER 3D-DRUCKFÜHRER

In 3 einfachen Schritten zu einem funktionierenden Prototyp mit 3D-Druck

Die Erfahrung zeigt, dass die Menschen zwei Meinungen zum 3D-Druck haben. Entweder halten sie es für eine Spielerei oder sie denken, dass die Verwendung eines 3D-Druckers sehr komplex und kompliziert ist. Aber keine der beiden Meinungen ist wahr.

In den letzten Jahren haben sich innovative Unternehmen wie die Mark3D GmbH, Formlabs und WASP die Industrialisierung des 3D-Drucks auf die Fahnen geschrieben. Mach Schluss mit dem Glauben, dass 3D-Druck nur eine Spielerei ist, und sieh selbst, welche hochwertigen Projekte heute realisiert werden können.

Um auf den Glauben zurückzukommen, 3D-Druck sei zu kompliziert – glaub mir, wenn du das Prinzip eines 3D-Druckers einmal verstanden hast, ist es tatsächlich ein schneller und einfacher Weg, einen Prototyp zu erstellen. In der folgenden Schritt-für-Schritt-Anleitung erfährst du, wie das geht.

Bitte bedenke: Der Bau eines Prototyps ist ein notwendiger Schritt, bevor du mit der Produktion beginnen und Menschen davon überzeugen kannst, dein Produkt zu kaufen. Die Bedeutung eines vorzeigbaren Prototyps wird nur allzu oft unterschätzt. Dein Prototyp muss nicht perfekt sein, aber er wird dir ein besseres Verständnis für dein Produkt und mögliche Schmerzpunkte vermitteln.

ERSTER SCHRITT

modellieren

Am Anfang steht ein digitales 3D-Modell, das entweder mit einer CAD-Software (Computer Assisted Design) erstellt wurde oder aus einem 3D-Scan stammt. Damit das Modell gedruckt werden kann, muss es in einem druckbaren Dateiformat wie .STL oder .OBJ erstellt werden.

ZWEITER SCHRITT

Slize

Das Modell wird dann mit einer Slicing-Software, die in der Regel auf ein bestimmtes Druckermodell oder einen bestimmten Hersteller zugeschnitten ist, in zahlreiche 2D-Schichten zerlegt. In diesem Schritt kannst du auch eine unterstützende Struktur hinzufügen, um die Designvorgaben zu erfüllen, die die Leistung des Druckers übersteigen. Neben den üblichen Einstellungen kannst du in der Regel auch die Schichthöhe (d.h. die Genauigkeit), die Art der Füllung und die Dichte (Zeit vs. Stärke) sowie die Breite der Boden-, Deck- und Wandschichten einstellen und verfeinern.

DRITTER SCHRITT

Drucken

Es gibt verschiedene Arten von 3D-Drucktechnologien, darunter:

Stereolithographie
(SLA)

Fused Deposition Modeling (FDM)

Multi Jet Fusion
(MJF)

Direktes Metall-Laser-Sintern (DMLS)

Digitaler Lichtprozess
(DLP)

Selektiver Laser
Sintern (SLS)

PolyJet

Elektronenstrahl
Schmelzen (EBM)

Continuous Filament Fabrication (CFF)

Sie unterscheiden sich sehr in der Art und Weise, wie sie funktionieren, um Materialschichten zusammenzuhalten. Einige verwenden Hitze, um das Material zu schmelzen oder zu verschmelzen und geben es Schicht für Schicht durch einen feinen Extruderkopf ab.

Andere setzen Licht, Laser oder UV-Strahlen ein, um Harzmonomere zu Polymeren zu aggregieren. Einige sind sehr spezifisch in Bezug auf die Art des Materials, das sie drucken können, andere sind vielseitiger. Es gibt selten eine einfache Antwort, wenn es um die Wahl eines 3D-Druckverfahrens geht.

Deshalb orientieren wir uns in der Regel an fünf Schlüsselkriterien, um zu entscheiden, welche Technologie unsere Bedürfnisse erfüllt:

Budget

Mechanisch
Anforderungen

Kosmetische
Aussehen

Material
Auswahl

Geometrie

PROTOTYPING & 3D-DRUCK

Warum sollte ich einen 3D-Drucker für das Prototyping verwenden?

Der Prozess des schichtweisen Hinzufügens von Material erleichtert die Gestaltung komplexer Teile und trägt stark zur Entstehung von generativem Formdesign oder organisch gestalteten Teilen auf der Grundlage der Biomimikry bei. Der 3D-Druck ermöglicht auch die Herstellung von leichteren Teilen als herkömmliche Bearbeitungs- und Fertigungsverfahren, indem nur dort Material eingesetzt wird, wo das Modell oder seine tragenden Strukturen es benötigen.

Außerdem arbeiten die meisten 3D-Drucker mit einer Vielzahl von Materialien, ohne dass wesentliche Änderungen erforderlich sind, was dieses Verfahren noch vielseitiger und kostengünstiger macht.

Es kann eine Vielzahl von Filamentmaterialien extrudiert werden, darunter Thermoplaste wie Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polymilchsäure (PLA), hochschlagfestes Polystyrol (HIPS), thermoplastisches Polyurethan (TPU) und aliphatische Polyamide (Nylon). Mit anderen Technologien wie SLA hast du Zugang zu einer ganzen Reihe von harzbasierten Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungen. Bei der Continuous Filament Fabrication (CFF) können sogar Fasern und Verbundstoffe in Kombination mit einer Nylonmatrix gedruckt werden.

Es ist ein Gewinn an Zeit und Ressourcen, wenn du keine speziellen Maschinen oder neue Verfahren für die Herstellung von Prototypen brauchst.

MOTIONLAB.BERLIN

3D-Druck-Bereich

MotionLab.Berlin ist ein Hardtech Innovation Hub & Makerspace mit einer großen Gemeinschaft von Startups, Unternehmern, technischen Experten und Trainern. Unser 3D-Drucklabor wird täglich von vielen unserer Mitglieder genutzt und spielt eine große Rolle bei der Erstellung von Prototypen.

Viele von ihnen lernten den Umgang mit den Druckern in den folgenden Workshops:

Einführung in den 3d-Druck mit der SLA-Technologie [on the Formlabs 3d printers]
Einführung in den 3D-Druck mit der FDM-Technologie [3D-Drucker: CraftBot, DELTA WASP usw.]
Markforged Einführung [CFF]

Dein erster Prototyp ist nur ein paar Stunden Training (und Druckzeit) entfernt!

Wenn du auf ein Zeichen gewartet hast – hier ist es 😉 .

Hast du nicht auch ein Projekt, das du schon lange im Kopf hast, aber du hast gezögert, es zu verwirklichen?

Lass mich dir sagen: Am Ende wird es einfacher sein, als du jetzt vielleicht denkst. Der schwierigste Teil ist immer der Anfang. Und um das so einfach wie möglich zu machen, haben wir von MotionLab.Berlin uns gegen Maschinenkosten pro Stunde entschieden. Deshalb haben wir eine Maschinen-Flatrate in unsere Professional-Mitgliedschaft aufgenommen. Das heißt, du musst nicht an Kosten denken, wenn du an einem bestimmten Punkt iterierst. Mach es einfach noch einmal und du wirst eine Menge aus den Fehlern lernen, die du vorher gemacht hast.

WELCHE DRUCKER HABEN WIR ZUR VERFÜGUNG?

Fused Deposition Modeling (FDM)

Fused Deposition Modeling (FDM) ist ein 3D-Druckverfahren, bei dem ein Endlosfilament aus einem thermoplastischen Material verwendet und schichtweise aufgetragen wird.

Continuous Filament Fabrication (CFF)

Continuous Filament Fabrication (CFF) ist ein 3D-Druckverfahren, bei dem Fasern mit Matrixmaterialien (hier: Onyx) verbunden werden, um sie in Form zu bringen, wodurch unglaublich leichte und robuste Strukturen entstehen.

Stereolithografie (SLA)

Stereolithografie (SLA) & Low Force Stereolithography (LFS)™ ist eine 3D-Drucktechnologie, die photochemische (hier UV-) Prozesse nutzt, bei denen Licht chemische Monomere und Oligomere miteinander vernetzt, um Polymere zu bilden. Form 2 und Form 3

Du hast Fragen zum 3D-Druckbereich oder dem gesamten Arbeitsbereich? Bitte benutze das Kontaktformular und melde Dich bei unserem Prototyping-Team oder buche eine Tour und komm vorbei!