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3D-Drucker im Heimbereich: Eigene Bauteile herstellen

  • Aktualisiert: 21.08.2023
  • 11:57 Uhr

Das Wichtigste in Kürze

  • Was ist ein 3D-Drucker und was sind die wichtigsten Bauteile?

  • Woraus besteht ein 3D-Drucker?

  • Funktionsweise eines 3D-Druckers

  • 3D-Drucker für Kreative und Tüftler

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Der 3D-Druck hat ganz neue Möglichkeiten nicht nur für die Industrie, sondern auch den DIY- und Heimwerkerbereich geschaffen. Bisher waren es vor allem Tüftler und Experten, die sich mit 3D-Druckern beschäftigt haben. Doch die rasante Entwicklung der gesamten Technologie macht es möglich, dass diese Geräte bald auch in der heimischen Werkstatt eingesetzt werden können. Welche Arten von 3D-Druckern es heute schon gibt und wie sie bedient werden, lesen Sie kompakt in diesem Beitrag.

Was ist ein 3D-Drucker?

Ein 3D-Drucker für den Heimgebrauch ist ein kleinerer und erschwinglicher 3D-Drucker, der für den Einsatz in der heimischen Werkstatt oder im kleinen Büro entwickelt wurde. Im Gegensatz zu industriellen 3D-Druckern sind diese Geräte kompakter und leichter, haben aber immer noch die Fähigkeit, dreidimensionale Objekte aus verschiedenen Materialien wie thermoplastischen Kunststoffen, Harzen oder Filamenten zu drucken.

Die Bedienung erfolgt in der Regel über eine Computer-Software (CAD), die es ermöglicht, digitale 3D-Modelle zu erstellen oder diese von einer Online-Plattform herunterzuladen und sie direkt auf den 3D-Drucker zu übertragen. Ein 3D-Drucker für den Heimgebrauch wird oft von Designern, Hobbyisten, Künstlern oder Schulen genutzt und ermöglicht es den Anwendern, kreative Ideen schnell und einfach in physische Objekte umzuwandeln.

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Welche Modelle eignen sich für den Heimgebrauch?

Es gibt viele verschiedene 3D-Druckermodelle auf dem Markt, die sich für den Heimgebrauch eignen. Im Folgenden finden Sie eine Übersicht der beliebtesten und empfehlenswertesten Modelle:

  • Creality Ender 3 - Der Ender 3 ist ein günstiger 3D-Drucker, der sich durch seine einfache Bedienung und gute Druckqualität auszeichnet. Er ist besonders beliebt bei Einsteigern und Hobbyisten.
  • Prusa i3 MK3S - Der Prusa i3 MK3S ist ein hochwertiger 3D-Drucker mit sehr guter Druckqualität und vielen zusätzlichen Funktionen. Er eignet sich besonders gut für fortgeschrittene Anwender.
  • Anycubic Photon - Der Anycubic Photon ist ein Stereolithografie-Drucker, der sehr präzise und detailgetreue Drucke ermöglicht. Er ist besonders gut geeignet für die Herstellung von kleinen Objekten wie Schmuck oder Miniaturen.
  • Monoprice Mini Delta - Der Monoprice Mini Delta ist ein kompakter 3D-Drucker mit einer hohen Druckgeschwindigkeit und guter Druckqualität. Er ist besonders preiswert und einfach zu bedienen.
  • Ultimaker 3 - Der Ultimaker 3 ist ein leistungsstarker 3D-Drucker mit vielen zusätzlichen Funktionen wie einem Dual-Extruder-System und einer automatischen Kalibrierung. Er ist besonders geeignet für professionelle Anwender.
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Mit welchen Materialien druckt ein 3D-Drucker?

Es gibt eine Vielzahl von Materialien, die für den 3D-Druck verwendet werden können. PLA ist ein biologisch abbaubarer Kunststoff, der aus nachwachsenden Rohstoffen wie Maisstärke hergestellt wird. Es ist leicht zu drucken, hat eine gute Festigkeit und eignet sich ideal für den 3D-Druck von Prototypen, dekorativen Objekten und Modellen.

ABS ist ein robuster Kunststoff mit hoher Temperaturbeständigkeit. Es ist widerstandsfähig gegenüber Stoßbelastungen und eignet sich gut für funktionale Teile, mechanische Komponenten und Gehäuse.

Auch PETG eignet sich als haltbarer und transparenter Kunststoff mit guten mechanischen Eigenschaften für den 3D Druck. Es ist beständig gegen Feuchtigkeit und Chemikalien und ist ideal für den 3D-Druck von mechanischen Teilen, Gehäusen und Lebensmittelverpackungen.

Darüber hinaus wird auch Nylon im Rahmen dieser Drucktechnologie verwendet. Nylon ist ein starkes und flexibles Material mit einer hohen Beständigkeit gegenüber Abrieb und Chemikalien. Es eignet sich gut für den 3D-Druck von funktionalen Teilen, Zahnrädern und Lagerbuchsen.

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Woraus besteht ein 3D-Drucker?

Ein 3D-Drucker besteht aus verschiedenen Komponenten, die zusammenarbeiten, um dreidimensionale Objekte zu drucken. Die genauen Bestandteile können je nach Modell und Typ des 3D-Druckers variieren.

  • Rahmen: Er ist im Großen und Ganzen das Gerüst des 3D-Druckers und hält somit alle anderen Komponenten zusammen.
  • Druckbett: Das Druckbett ist die Oberfläche, auf der das gedruckte Objekt aufgebaut wird. Es kann beheizt sein, um das Haften des Druckmaterials zu verbessern.
  • Extruder: Er ist verantwortlich für die Zufuhr des Druckmaterials, normalerweise in Form von Kunststoff-Filamenten. Der Extruder erhitzt das Filament und schmilzt es, bevor es durch eine Düse extrudiert wird, um das Objekt Schicht für Schicht aufzubauen.
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  • Düse: Die Öffnung am Ende des Extruders nennt sich Düse. Durch sie wird das geschmolzene Filament extrudiert. Die Größe der Düse bestimmt die Genauigkeit und Auflösung des gedruckten Objekts.
  • Steuerungseinheit: Eine Steuerungseinheit, wie beispielsweise ein Mikrocontroller, übernimmt die Steuerung des gesamten Druckprozesses. Sie empfängt die Daten des 3D-Modells und steuert die Bewegung des Druckkopfes sowie die Temperatur des Extruders und des Druckbetts.
  • Motoren: Verschiedene Motoren bewegen den Druckkopf und das Druckbett in den drei Dimensionen X, Y und Z, um das Objekt Schicht für Schicht aufzubauen.
  • Sensoren: Sie überwachen verschiedene Aspekte des Druckprozesses, wie beispielsweise die Temperatur des Extruders und des Druckbetts oder die Position des Druckkopfes.
  • Bedienfeld oder Schnittstelle: Ein Bedienfeld oder eine Benutzeroberfläche ermöglicht es dem Benutzer, den 3D-Drucker zu steuern, Einstellungen vorzunehmen und den Druckprozess zu überwachen.

Was ist Filament?

  • Ein Filament ist ein gängiges Material, das in 3D-Druckern verwendet wird. Es handelt sich dabei um eine lange, dünne und fadenförmige Rolle aus einem bestimmten Kunststoff oder Verbundwerkstoff. Das Filament wird in den Extruder des 3D-Druckers eingesetzt, wo es durch Erhitzen und Schmelzen verarbeitet wird.

Funktionsweise eines 3D-Druckers

Ein kompakter 3D-Drucker für den Heimgebrauch arbeitet in der Regel nach demselben Prinzip wie industrielle 3D-Drucker, nur in kleinerem Maßstab. Die Funktionsweise lässt sich grob in folgende Schritte einteilen:

  1. Vorbereitung des 3D-Modells
    Die digitale 3D-Vorlage wird entweder mithilfe von spezieller Software erstellt oder von einer Online-Plattform heruntergeladen und gegebenenfalls bearbeitet.
  2. Slicing
    Die Software zerlegt das 3D-Modell in viele dünne Schichten und erzeugt daraus einen G-Code, der dem 3D-Drucker mitteilt, wie er das Modell drucken soll.
  3. Materialvorbereitung
    Der 3D-Drucker erwärmt das Material, das er drucken soll, wie zum Beispiel Kunststoff-Filamente oder Harze, um es schmelzen oder aushärten zu lassen. Auf diese Weise kann es in der gewünschten Form ausgedruckt werden.
  4. Druckprozess
    Der Druckkopf des 3D-Druckers bewegt sich präzise über die Druckplatte und baut das Objekt Schicht für Schicht auf, indem er das Material gemäß des vorherigen G-Codes aufträgt.
  5. Fertigstellung
    Wenn der Druck abgeschlossen ist, kann das gedruckte Objekt von der Druckplatte entfernt werden. In einigen Fällen kann es auch notwendig sein, das Objekt zu schleifen, zu polieren oder nachzubearbeiten, um die gewünschte Oberflächenqualität zu erreichen.

Hinweis

  • Die meisten kompakten 3D-Drucker für den Heimgebrauch sind einfach zu bedienen und erfordern nur wenig Vorkenntnisse. Einige Modelle bieten auch zusätzliche Funktionen wie einen automatischen Nivellierungsprozess, um eine präzise und zuverlässige Druckqualität zu gewährleisten.

3D-Drucker für Kreative und Tüftler

Auch für Hobbybastler und DIY-Enthusiasten eröffnet ein 3D-Drucker eine neue Welt an Möglichkeiten. Sie können eigene Ersatzteile herstellen oder kleine Haushaltsgegenstände wie z. Bsp. Handyhalterungen, Modellbau-Zubehör, Spielzeugfiguren oder Küchenutensilien designen und drucken. Durch einen 3D-Drucken sind Ihrer eigenen Kreativität keine Grenze gesetzt.

Natürlich erfordert der Umgang mit einem 3D-Drucker eine gewisse Einarbeitungszeit und etwas Erfahrung. Aber die vielen verschiedenen Hersteller bieten mittlerweile auch kompakte und einfach zu bedienende Modelle an, die auch für einen Einsteiger geeignet sind.

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