Additive Fertigung
3D-Druck
Die additive Fertigung ist ein Verfahren zur kostengünstigen, schnellen und flexiblen Fertigung von Modellen, vom Prototypen bis zur Kleinserie. Dabei werden die Werkstücke, die in Datemodellen (meistens STL-Dateien) beschrieben sind, in chemischen und physikalischen Prozessen, Schicht für Schicht aufgebaut. Selbst das filigranste Design kann so passgenau realisiert werden. Koplexe Außen- und Innenstrukturen können umgesetzt werden. Die folgende Aufstellung gibt einen Überblich über die verschiedenen Druckverfahren:
FDM-Druck
Schmelzschichtung, Populärste Methode im 3D-Druck. Schichtweises drucken mit geschmolzenen Materialien. Das Fused Deposition Modeling ist ein kostengünstiges Druckverfahren bei dem geschmolzener Kunststoff, Schicht für Schicht aufgebaut wird.Verschiedene Kunstoffe mit unterschiedlichen Härtegraten können zum Einsatz kommen. Dies ergibt widerstandsfähige und robuste Modelle. Die Oberflächenqualität des gedruckten Objektes ist allerdings qualitativ nicht so hochwertig – Rillen- bzw. Stufenstruktur
Stereolithografie (STL, SLA, DLP)
Einzelne Layer des 3D-Modells werden mit Hilfe eines Lasers oder einer Lichtquelle auf die Oberfläche eines flüssigen Materials projiziert das an der Stelle erstarrt.
Thermo Jet Printing (TJ)
Piezo-elektrischen Druckköpfe tragen kleine Tropfen von wachsartigem Thermoplast auf eine Plattform auf. Im Druckkopf des ThermoJets sind 352 Düsen in einer Linie angeordneten.
MultiJet Modeling (MJM)
Flüssiger, lichtempfindlicher Kunststoff wird schichtweise über einen Druckkopf auf eine Plattform aufgetragen und durch eine integrierte Lichtquelle sofort ausgehärtet.
Pulver (3DP)
Ein Verfahren aus dem Bereich “Additive Layer Manufacturing” ,das Pulver als Grundlage für den 3D-Druck verwendet.
Selective Laser Sintering (SLS)
Ein Verfahren, um räumliche Strukturen durch Sintern aus einem pulverförmigen Ausgangsstoff herzustellen. Pulverförmiges Druckmaterial wird mit Hilfe eines Hochleistungs-Lasers in einer Schutzatmosphäre verschmolzen.
Selective Laser Melting (SLM)
Pulverförmiges Druckmaterial wird mit Hilfe eines Hochleistungs-Lasers in einer Schutzatmosphäre verschmolzen..
Elektronenstrahlschmelzen (EBM)
Pulverförmige Metalle werden über einem steuerbaren Elektronenstrahl im Vakuum verschmolzen.
Film Transfer Imaging Verfahren (FTI)
Durch eine Transportfolie wird ein lichtempfindlicher, flüssiger Kunststoff auf eine Plattform aufgetragen und mit einem Projektor ausgehärtet.
Photopolymer Phase Change Inkjets (PolyJet)
Sehr feine flüssige Photopolymer-Acrylharz-Tröpfchen werden in ultradünnen Schichten von bis zu 0,016 mm aus bis zu acht
Layer Laminated Manufacturing (LLM)
Ein mit Klebstoff beschichtetes Material aus Papier-, Kunststoff- oder Metallfolie wird Schicht (Layer) für Schicht auf eine Bauplattform bzw. auf das teilfertige Modell aufgeklebt (laminiert). Mit Hilfe eines Laserstrahles wird der Umriss der Kontur einer jeden Slice-Schicht nachgezeichnet und geschnitten.
Subtraktive Fertigung
3D-Fräsen / 3D-Schleifen
„Die Figur war schon in dem rohen Stein enthalten. Ich musste nur noch alles Überflüssige wegschlagen“ Dies soll, der Überlieferung nach Mikelangelo über seine Arbeit gesagt haben. Genau nach diesem Prinzip arbeitet das subtraktive Ferigungsverfahren. Dabei werden die Werkstücke, die in denselben Datemodellen beschrieben sind, wie sie für den 3D-Druck verwendet werden, aus dem Vollen gefräst oder geschliffen. Dabei können Metalle, Kunststoffe, organische und anorganische Materialien bearbeitet werden. Nachteilig ist bei diesen Verfahren, dass beim Fräsen beziehungsweise Schleifen einer Struktur in der Regel mindestens das doppelte des Materialvolumens des tatsächlichen Modells als Abfall verloren geht. Ebenfalls hängt die mögliche Komplexität der Form sehr von der technischen Ausstattung der Maschinen und der Anzahl der Bearbeitungsachsen ab.
Gravieren
Glasinnengravur
Ein Verfahren, viele Namen: Glasinnengravur, Laserinnengravur oder Vitrographie ist ein Verfahren zur Darstellung von Abbildungen dreidimensionaler Körper innerhalb eines transparenten Festkörpers, oft 3D-Laser-Kristall genannt. Neben Glas können auch andere Materialien wie Saphir, Diamant, PMMA und Polycarbonat innengraviert werden.
Anders als bei der 2-dimensionalen Fotografie, bei der eine Person oder einer Szene zum Beispiel auf Fotopapier dargestellt wird, wird das 3D-Foto z. B. in einem Glasblock dargestellt und kann wie der Gegenstand oder die Person selbst, von allen Seiten betrachtet werden.
Die Aufnahme von Porträts kann beispielsweise mit einem 3D-Scanner gemacht werden. Die ermittelten Daten der dreidimensionalen Aufnahme werden mittels Software in eine Punktwolke umgewandelt. Die Datei enthält jeden einzelnen Punkt des Porträts angeordnet innerhalb eines dreidimensionalen Raums.