Über die Praxis des 3D-Drucks

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Zwischendurch mal was Technisches. Als interessierter Quereinsteiger bin ich seit geraumer Zeit in die Praxis des 3D-Drucks involviert – mehr als Hobby. Blog und Aufklärung bleiben meine vordringliche Aufgabe. Es handelt sich nachfolgend um spontane Gedanken.

Wie bereits in der Zeit der Medienentwicklung (on- und offline, interaktiv, 3D), helfen mir beim 3D-Druck die praktischen Erfahrungen als Maschinenbauer, Betriebsschlosser, Metallbauer sowie 2/3D-CAD, QM, IT, ADA und REFA. Das alles passt recht gut – sowohl in der Konstruktion wie auch der späteren Umsetzung.

Darüber hinaus entpuppt sich der 3D-Druck als ergänzendes Werkzeug in der Medienentwicklung.

Das Fachübergreifende darf nicht unerwähnt bleiben, weil es nicht nur darum geht, von anderen Prozessen isoliert, dem Drucker nur irgendein Ergebnis abzuringen oder ständig damit beschäftigt zu sein, diesen technisch zu verbessern.

Nicht selten herrscht die Vorstellung, 3D-Druck wäre so etwas wie drucken mit einem Laserdrucker, man könne vorher mal schnell ein Objekt einscannen und alsdann auch gleich auch mal ausdrucken. Weit gefehlt.

„Mach’s mit Liebe, weil machen musst du’s sowieso.“ Theodor Gutberlet zu seinem Sohn

3D-Scannen selbst, ist nebenbei mehr für unregelmäßige Geometrien geeignet. Und selbst, wenn ein gutes Scannergebnis vorliegt, bleibt eine Nacharbeitung nicht aus. Für alles andere empfiehlt sich die Konstruktion – also Messwerkzeuge und CAD.

Wo so Manches gerne in einem Stück ausgedruckt werden soll, macht es Sinn in einzelnen Baugruppen zu denken, zu konstruieren und zu drucken und diese nachher durch entsprechende Verbindungsarten (form-, kraft- und stoffschlüssig) zusammenzufügen – um eine möglichst hohe Qualität im Ergebnis anzustreben und nicht nur, um mit einem „Husch-Husch“ zufrieden zu sein.

Sicher kann man alles auch mit reichlich Stützmaterial realisieren, was jedoch zu Nacharbeit und mitunter unschönen Teiloberflächen führt.

Viel interessanter und eine Herausforderung ist der gesamte Gestehungsprozess von der Aufgabenstellung bis hin zum Fertigteil – einschließlich einer angemessenen Außendarstellung mit Hilfe unterschiedliche Medien.

3D-Druck ist somit keine Angelegenheit mehr, die sich „lediglich“ mit dem Ausdrucken bereits fertiger Teile beschäftigt, die man vorher erhalten oder aus dem Internet geladen hat.

Hinzukommt, dass die Bearbeitung auf Polygonen basierenden Modellen stets mit Ungenauigkeiten verbunden sind, als wenn es sich um Volumenmodelle aus dem CAD-Programm handelt, aus denen dann erst die Polygonmodelle für den 3D-Druck abgeleitet werden. Schließlich weiß man am besten, was für ein gutes Druckergebnis notwendig ist.
In der Regel stellt sich heraus, dass die Feinheiten des Polygonmodells jedoch nicht ausreichen und erkennbar ist, dass der Eingriff des Kunden in die Vorortprozesse, nicht wirklich prickelnd und zu vermeiden ist. Allein deswegen, um nicht nur auf ein reines „Umsetzflittich“ reduziert zu werden.

Ungeachtet der mitunter gewünschten Postproduktion – also alle Formen nachträglicher Veredlung.

Es macht daher Sinn, sich dem gesamten Prozess der Gestehung fachübergreifend zu nähern.

Über die klassische „Wirtschaftlichkeit“ hinaus
Der 3D-Druck bietet den Vorteil, dass so manches Produkt oder Bauteil erst dann entsteht, wenn es wirklich gebraucht wird. Ob das für jedes Teil oder Produkt zutrifft oder zutreffen kann, mag oder muss, sei mal offen gelassen.

Die Notwendigkeit der Vorhaltung von Bauteilen und damit verbundener Lagerung erscheint(!) durch den 3D-Druck zumindest reduziert.

Aus ökologischer Sicht kann ich mich mit dem Gedanken „Kunststoffe“ dann anfreunden, wenn man im Grunde genommen den Prozess der Wiederaufbereitung mit in den Ablauf einschließt, was mich dazu veranlasst hat, mich zunächst mehr mit dem FDM-Verfahren zu beschäftigen.

Bei FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling) wird einer aufgeheizten Druckerdüse – dem Extruder – das sogenannte Filament CNC gesteuert zugeführt und ebenso per CNC gesteuert auf eine aufgeheizte Druckplatte aufgebracht. So entsteht Schicht für Schicht die Außenkontur und eine stabilisierende Innengitterstruktur (Infill).

Druckverfahren, die auf der Aushärtung fotoempfindlicher Harze aufbauen, mögen in bestimmten Situationen zwar von Vorteil erscheinen, jedoch ist oder scheint eine Wiederaufbereitung des Materials bei erfolgten Fehldrucken nicht gegeben – zumindest ist mir kein Verfahren der Rückgewinnung bekannt.

Interessant erscheint noch das Verfahren des „Selektiven Lasersinterns“ – SLS.

Bei diesem Verfahren kommt eine Lasereinheit zum Einsatz wo – wie der Name schon sagt – ein Laserstrahl selektiv auf ein Pulverbett auftrifft und so die Schichten punktweise aufgebaut werden. Dieses Verfahren benötigt kein Stützmaterial, da das Objekt im Druckprozess sozusagen im Pulver „verschwindet“.

Was „Kunststoffe“ und ihre Wiederverwendung betrifft, fällt das Auge natürlich auch auf die vielseitige Verarbeitung von Metallen und Metalllegierungen.

Was den Markt selbst betrifft
Das „Problem“ der Auslastung, der Überproduktion, der Lagerung und bei einem sich entwickelnden klassischen Verdrängungsmarkt notwendige Weckung von Bedarf, damit verbundenes Krakeele (Marketing), „ständiges“ Wachstum und „innovative Produkte“, Sparen, Sichern usw., sind Phänomene eines vom Menschen geschaffenen, jedoch längst überdauerten Systems, was sich auf Kosten der Natur und des Menschen selbst auszutoben versucht(e).

Diese Phänomene beruhen auf gesellschaftlich tolerierter Unvernunft, die als „Vernunft“ verkauft wird und der Motor für das weltweite Geschäftsmodell darstellt.

Die Möglichkeit unendlichen Wachstums existiert letztlich nur im individuell-gesellschaftlichen Bewusstseinsprozess, was wiederum das vorhandene System als ein kollektiver Ablenkungs- und Selbsttäuschungsprozess enttarnt. Ein anderes Thema – jedoch nicht weniger spannend.

Mit dem 3D-Druck scheinen neue Möglichkeiten gegeben zu sein. Doch wie schaut es in diesem doch von Produktentwicklung getriebenen Markt aus?
Jedes Jahr kommen neue 3D-Drucker mit noch besseren Detailauflösungen und Features auf den „Markt“ und somit auch das Verkaufsgeplänkel zu beobachten sind wie auch eine fortwährende Beschäftigungszunahme der Nutzer – das Phänomen klassischer Materieorientierung.

Soweit erst einmal.