Seit der Geburt der RepRap- und Open-Source-Bewegung im Jahr 2005 mit dem Erscheinen des 3D-FDM-Druckers von Dr. Adrian Bowyer, der fast vollständig selbst gebaut werden konnte, hat sich dieser Sektor bis heute stark weiterentwickelt. In diesem Artikel werden wir über 3D-Drucker und Komponenten sprechen, die damals entscheidend waren, um erfolgreiche Teile herzustellen.

3D-Drucker

Nachdem das Patent für die FDM-Technologie abgelaufen war, entstanden mehrere Modelle von 3D-Druckern, die ihren Betrieb auf Open Source stützten. Diese 3D-Drucker bestanden aus einer Rohrstruktur, einer einfachen Elektronik und hatten normalerweise keine beheizte Basis. Aber im Jahr 2012 traf die Welt des 3D-Drucks auf den 3D-FDM-Drucker, der der meistverkaufte und modifizierte Markt ist, der Prusa i3 Original. Seine neueste Version, Prusa i3 MK3s, ist der Favorit des nichtprofessionellen Marktes.

Bild 1: Prusa i3 Original. Quelle: RepRap

Laminiersoftware

In diesem Abschnitt gibt es verschiedene Laminierungsprogramme von Anfang an, sogar 3D-Druckerhersteller entwickelten ihren eigenen Laminierer. Eines der ersten, das allgemein verwendet wurde, war Repetier-Host, eine relativ einfach zu bedienende Software, die mit Windows, Mac und Linux kompatibel ist. Im Jahr 2015 brachte Ultimaker Cura 2.0 heraus, eine kostenlose Laminiersoftware, die sehr einfach zu bedienen ist. In kurzer Zeit begann ein großer Teil der 3D-Druck-Community, Cura3D zu verwenden, was es zu einer der am häufigsten verwendeten machte. Schließlich haben wir Simplify3D, eine kostenpflichtige Software, die seinerzeit unzählige neue Konfigurationsparameter für den 3D-Druck beitrug.

Bild 2: Cura3D 15.04. Quelle: Ultimaker

Konnektivität

Am Anfang des 3D-Drucks war jederzeit ein mit dem Drucker verbundener Computer erforderlich, um der Elektronik die zu verwaltenden Bewegungen zur Verfügung zu stellen. Dies war wirklich unpraktisch, da nicht nur ein Computer in der Nähe des Druckers sein musste, sondern oft der PC nicht für andere Arbeiten verwendet werden konnte, weil er langsamer wurde und der Druckvorgang stoppte. Mit dem Erscheinen von Druckern mit SD-Modulen und Software zur Fernsteuerung mit einem Raspberry haben die Benutzer die Druckprozesse weitgehend optimiert.

Extruder

Der am häufigsten verwendete Extruder bis zum kürzlichen Erscheinen des Titan-Extruders, Titan Aero und Extrudern vom Typ MK8 und MK10 war der Greg Wade. Dieser Extruder ist das Ergebnis der Zusammenarbeit zweier Ingenieure. Wade Bortz, ein kanadischer Ingenieur, entwickelte einen Extruder, der von einem NEMA 17-Motor angetrieben wird, der ein kleines Zahnrad antreibt, das wiederum ein großes bewegt, dessen Bolzen den Filament bewegt. Obwohl die Hauptidee gut war, griff Greg Frost, ein australischer Ingenieur, die Hauptidee des Doppelzahnrads von Wade auf und schuf einen revolutionären Extruder, der in unzähligen 3D-Druckern verwendet werden würde.

Bild 3: Extruder Greg Wade. Quelle: RepRap

HotEnd

Derzeit sind die meisten HotEnds metallisch und verfügen über einen Lüfter zur Wärmeableitung. Am Anfang war das HotEnd einfacher und bestand einfach aus einem Kunststoffgehäuse, das eine hohe Temperatur (PTFE oder PEEK) aushält, und einer Messingspitze mit einem Einlassdurchmesser, der dem Durchmesser des Filaments entspricht, und einem Auslassdurchmesser, der benötigt wird. Das große Problem bei diesen HotEnds war, dass sie nicht mit Extrusionsmaterialien hoher Temperatur verwendet werden konnten.

Bild 4: HotEnd mit PEEK-Gehäuse

Druckbasis

Die ersten 3D-FDM-Drucker hatten keine beheizte Basis, daher verwendeten sie Kapton Tape und Blue Tape, um die Teile an der Basis zu befestigen. Später erschienen beheizte Basen, die mit einem separaten Netzteil arbeiteten, auf die eine Glasscheibe gelegt wurde. Einige Drucker kombinierten das Glas mit den oben genannten Bändern, um die Teile haften zu lassen. Kurz darauf begannen einige Fixiersprays zu erscheinen, die sich zur vollständigen Palette entwickelten, die es heute gibt.

Bild 5: Druckbasis mit Glas

Filamente

Auch heute sind die am häufigsten verwendeten Materialien beim 3D-Druck PLA und ABS die einzigen Materialien, die zu Beginn dieses Sektors verfügbar waren. PLA war das Material, das von allen Benutzern aufgrund seiner einfachen Handhabung, seines Preises und seines Finish verwendet wurde. Das ABS-Filament entstand aufgrund der Nachfrage seitens der Industrieanwender, da sie mit diesem Thermoplast vertraut waren, einem Kunststoff mit guten mechanischen Eigenschaften und geeignet für direkte Anwendungen. Im Jahr 2012-2013 tauchen neue Materialien von zwei großen Herstellern auf, Kai-Parthy und Taulman3D. Kai-Parthy entwickelt das erste Holzfilament, mit dem ein Finish erreicht werden kann, das wirklich Holz ähnelt. Taulman3D revolutionierte den 3D-Druck mit Nylonfilamenten, die den Sektor für unzählige neue Anwendungen öffneten.

Ältere Benutzer von 3D-Druckern erinnern sich sicherlich mit etwas Erleichterung an alles, was oben erwähnt wurde, und sehen, dass dieser Sektor jetzt fortgeschritten ist und das Drucken von Teilen viel einfacher und effektiver ist. Die Benutzer der neuen Einbindung in diese großartige Welt hoffen, dass sie etwas aus der Geschichte gelernt haben und weiterhin dazu beitragen, diesen Sektor zu entwickeln.

Zögern Sie nicht, all Ihre Erfahrungen zu kommentieren, ob sie aktuell sind oder die Anfänge des 3D-Drucks, damit wir alle etwas lernen können.