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Glossar

Diese Seite enthält ein Glossar mit 3D-Drucker-Begriffen.
Es enthält allgemeine Fachbegriffe aus der Welt des 3D-Druckers.

■ Rohmaterialien

Begriff Erläuterung
Acryl Hierbei handelt es sich um ein hochtransparentes, amorphes synthetisches Material. Aufgrund seiner hohen Transparenz wird es beispielsweise für Linsen und Wasserbehälter verwendet. Häufig genutzt wird es von 3D-Druckern mit UV-Aushärtung.
Gips Dies ist ein Mineral, das im Wesentlichen aus Calciumsulfat (CaSO4) besteht. Abgesehen vom Einsatz in 3D-Druckern wird es viel für Bauplatten verwendet, die leicht zerbrechlich sind.
ABS Hierbei handelt es sich um ein Thermoplast. Es wird häufig für Gehäuse von Geräten der Unterhaltungselektronik und für Büromaschinen verwendet. Bei 3D-Druckern wird dieses Material im Schmelzschichtverfahren eingesetzt.
Polycarbonat Polycarbonate haben die Abkürzung PC. Bei ihnen handelt es sich um Thermoplaste, von denen viele gute physikalische Eigenschaften besitzen. Sie werden ebenfalls im Schmelzschichtverfahren verwendet.
Nylon Dies ist die erste synthetische Polyamidfaser, die erfolgreich von DuPont synthetisiert wurde. Beim Drucken wird grundsätzlich Nylonpulver mit einem Laser- oder einem ähnlichen Verfahren gehärtet. Auf diese Weise gedruckte Objekte zeichnen sich durch ihre Wärmebeständigkeit und ihre hohe Festigkeit aus.
Polypropylen Dieses thermoplastische Material wird für vielfältige Zwecke eingesetzt. Da es eine hohe Festigkeit sowie eine hervorragende Absorptionsfähigkeit und chemische Beständigkeit besitzt, wird es oft für Gehäuse verwendet. Daher muss beim Prototypenbau dasselbe Material verwendet werden.
Gummi Gummi gibt es in natürlicher und in synthetischer Form, seine Hauptkomponenten sind organische Polymere. Da in nahezu allen Fällen Formen erst nach Anfertigung einer Gussform ausgebildet werden, können die Kosten für den Prototypenbau schnell sehr hoch werden.

■ Druckverfahren

Begriff Erläuterung
Schmelzschichtverfahren Das auf eine Spule gewickelte Filament wird im Druckkopf aufgeschmolzen und als Endlosstrang schichtweise aufgetragen. Aufgrund des Prinzips dieses Verfahrens wird thermoplastisches Material verwendet.
Stereolithographie Anhand der Querschnittdaten des dreidimensionalen Modells tastet ein Laser die Oberfläche eines UV-härtbaren Materials ab. Nur der Teil, auf den das UV-Licht fällt, wird gehärtet. Anschließend wird die Druckplatte abgesenkt, um die nächste Schicht zu drucken.
Gipsdruck Zum Drucken wird ein Klebstoff auf ein Pulver (Gips) gesprüht, um es auszuhärten. Charakteristisch an diesem Verfahren ist die Möglichkeit, durch Einfärben des Klebstoffs in Farbe zu drucken.
Lasersintern Anhand der Querschnittdaten des dreidimensionalen Modells tastet der Laser jeweils eine Schicht des pulverförmigen Rohmaterials ab. Nur der Teil, auf den das UV-Licht fällt, wird gehärtet. Anschließend wird die Druckplatte abgesenkt, um die nächste Schicht zu drucken.
Inkjet-Technologie Aus Tintenstrahldruckköpfen wird flüssiges, UV-härtendes Material in Tropfenform schichtweise auf eine Druckplatte aufgetragen und ausgehärtet. Da das Material in kleinen Mengen ausgegeben werden kann, eignet sich dieses Verfahren besonders für hochpräzises Drucken.
Oberflächenbelichtung Die Aushärtung des Materials erfolgt mithilfe von UV-Licht, das von einem Projektor gemäß der in den Querschnittdaten erfassten Form abgegeben wird. Da das Material im Gegensatz zur Verwendung eines Lasers nicht abgetastet werden muss, ist das besondere Merkmal dieses Verfahrens seine hohe Druckgeschwindigkeit.
Zerspanen Bei diesem Verfahren werden NC-Maschinen und spezielle Schneidemaschinen verwendet, um das Modell aus einem Rohling aus Ton, Kunststoff oder Metall anzufertigen. Trotz der Verwendbarkeit dieser Materialien sind Einschränkungen hinsichtlich der möglichen Formen gegeben.

■ Sonstige Begriffe

Begriff Erläuterung
Schichtdicke Beschreibt die Dicke einer Materialschicht in Z-Richtung. Je geringer die Schichtdicke ist, umso glatter ist die Oberfläche und umso höher ist die Genauigkeit, wobei jedoch die Druckzeit zunimmt.
DPI Dies ist die Abkürzung für „Dots Per Inch“ (Punkte pro Zoll). Diese Maßeinheit gibt an, wie viele Druckpunkte auf einem Zoll realisiert werden können. Bei der Inkjet-Technologie steht DPI für den Abstand zwischen zwei einzelnen Materialtropfen.
Druckbereich Dies ist der maximale Bereich, der von einem 3D-Drucker bedruckt werden kann. Ausgedrückt wird er durch X x Y x Z (mm). Ist das zu druckende Modell größer als der maximale Druckbereich, kann das Modell geteilt und in mehreren Stücken gedruckt werden.
Rapid Prototyping
Hierbei handelt es sich um ein Produktentwicklungsverfahren, bei dem Geräte, wie etwa 3D-Drucker, für die schnelle Anfertigung von Prototypen eingesetzt werden. Früher wurden zur Anfertigung von Prototypen Materialien wie Ton und Holz bearbeitet, was aber sehr zeitaufwändig war.
Additive Fertigung
Bei diesem Verfahren werden Produkte, die früher mithilfe von Formen hergestellt wurden, durch schichtweises Auftragen mit einem 3D-Drucker oder einem ähnlichen Gerät direkt hergestellt. Charakteristisch ist bei diesem Verfahren die Möglichkeit, Formen mit Hohlräumen oder Hinterschnitten anzufertigen, die bei herkömmlichen Verfahren Schwierigkeiten bereiteten.
Serviceunternehmen Dies sind Unternehmen, die mit dem Drucken für gewerbliche Zwecke verknüpfte Dienstleistungen erbringen. Sie besitzen Druckgeräte, wie etwa 3D-Drucker, und liefern Modelle, die gemäß den von den Kunden bereitgestellten Daten gedruckt werden.
Modellmaterial Hierbei handelt es sich um das Material, aus dem beim Drucken mit einem 3D-Drucker das Modell gebildet wird. Welches Modellmaterial zu verwenden ist, ist vom Druckverfahren abhängig. Darüber hinaus muss bei der Auswahl des Modellmaterials die Art der Verwendung des gedruckten Objekts berücksichtigt werden.
Supportmaterial Beim Drucken mit einem 3D-Drucker übernimmt dieses Material die Funktion der Gussform beim Formen. Die hohlen Bereiche des Modells werden mit Supportmaterial gefüllt. Zur Fertigstellung des Modells wird im letzten Schritt das Supportmaterial entfernt.
3D-CAD Dies ist eine Software, mit der auf einem PC dreidimensionale Formen in einem virtuellen Raum erstellt werden können. Zum Drucken von Modellen werden die in einem 3D-CAD-Programm erstellten Daten auf einen 3D-Drucker übertragen.
3D-Scanner Dies sind Geräte, von denen die 3D-Daten des Messobjekts erfasst werden. Die Erfassung der Daten erfolgt in Form von Gruppen von Punkten, aus denen die Oberflächendaten erstellt werden. Die Oberflächendaten werden dann in ein 3D-CAD-Programm importiert. Diese Geräte werden vornehmlich im Bereich des Reverse Engineering eingesetzt.
Reverse Engineering
Dieser Begriff bezeichnet das Analysieren der Struktur eines vorhandenen Objekts, um dessen Fertigungsverfahren, Betriebsprinzipien und Konstruktionsdaten zu bestimmen. Hauptsächlich erfolgt dies mithilfe eines 3D-Scanners.
STL-Daten Dies ist ein von 3D-CAD-Software verwendetes Dateiformat. Dreidimensionale Strukturen werden mithilfe von Polygondaten (Dreiecksdaten) ausgedrückt. STL-Daten werden vornehmlich in Verbindung mit 3D-Druckern verwendet.
Produktmuster Dies ist eine andere Bezeichnung für das Modell. Der Begriff bezieht sich auf Modelle, die in der Konstruktionsphase für den Prototypenbau von Produkten im Hinblick auf deren äußeres Erscheinungsbild verwendet werden. In den letzten Jahren wurden mehr und mehr Produktmuster mithilfe von 3D-Druckern angefertigt.
Silikonguß Bei diesem Verfahren wird mithilfe von Silikongummi oder einem ähnlichen Material eine einfache Gussform hergestellt, die anstelle einer herkömmlichen Gussform zur Anfertigung des Produkts verwendet wird. Die Anfertigung der einfachen Gussform erfolgt mit dem mit einem 3D-Drucker oder einem ähnlichen Gerät gedruckten Mastermodell.
Vorrichtung Eine Vorrichtung dient dazu, ein Werkstück zu fixieren und zugleich das Werkzeug zu führen, mit dem z.B. eine schneidende oder spanende Bearbeitung erfolgt. Mit einem 3D-Drucker können mühelos einfache Vorrichtungen gedruckt werden.
Wiederholgenauigkeit Dieser Begriff beschreibt das Maß, in dem dasselbe Ergebnis erzielt wird, wenn ein Gerät wiederholt in derselben Umgebung und mit denselben Eingabedaten verwendet wird. Die Genauigkeit eines 3D-Druckers bezieht sich auf Abmessungen des zu druckenden Modells.
Druckgeschwindigkeit Die Druckgeschwindigkeit eines 3D-Druckers beträgt etwa 1 Zentimeter pro Stunde (Z-Richtung). Bei der Berechnung der Druckzeit muss außerdem die für die Fertigstellung des endgültigen Modells erforderliche Nachbearbeitung berücksichtigt werden.
Nachbearbeitung Grundsätzlich ist nach dem Drucken eines Modells mit einem 3D-Drucker eine Nachbearbeitung erforderlich, wie etwa das Entfernen des Supportmaterials. Wichtig für eine gute Gesamtperformance des Druckers ist ein möglichst einfaches Entfernen des Supportmaterials.
Mastermodell Die mit einem 3D-Drucker gedruckten Bauteile können auch als Mastermodell für den Silikonguss verwendet werden. Somit können Abgüsse aus dem Originalmaterial gefertigt werden, um reale Objekteigenschaften darstellen zu können.
CAE Hierbei handelt es sich um eine Software, mit der im Rahmen einer Simulation geprüft wird, ob die konstruierten Elemente die gewünschten Anforderungen erfüllen. In Verbindung mit einem 3D-Drucker wird sie zur Identifizierung von Problemen verwendet.
CAM Hiermit werden die in CAD konstruierten Formen in Eingabedaten (NC-Code) umgewandelt, wenn eine spanende Bearbeitung mithilfe von NC-Maschinen durchgeführt wird. Das Bearbeitungsverfahren ist komplizierter als das eines 3D-Druckers.
2D-CAD Für die spanende Bearbeitung müssen die Daten in der Regel mithilfe von 2D-CAD umgewandelt werden. Bei einem 3D-Drucker brauchen die Daten nicht in zwei Dimensionen umgewandelt zu werden, da die 3D-Daten direkt gedruckt werden können.
Beschichtung Ein mit einem 3D-Drucker gedrucktes Modell kann beschichtet werden, um ein Produktmuster zu erstellen, das dem Erscheinungsbild des eigentlichen Produkts nahe kommt. So können bessere Präsentationen durchgeführt werden, sodass Kunden einfacher überzeugt werden können und die Anzahl der Bestellungen steigt.
Verkleben Wenn der Druckbereich zu klein ist, um ein Modell komplett in einem Stück zu drucken, kann es geteilt und in mehreren Einzelteilen gedruckt werden. Anschließend können die Einzelteile verklebt werden.
Einfärben Da durch das Lackieren eines Modells dessen Abmessungen verändert werden können, muss in bestimmten Fällen ein anderes Verfahren zum Färben verwendet werden. Da ein eingefärbtes Modell noch die ursprünglichen Abmessungen hat, kann es problemlos beurteilt werden.
Gewerbliche Nutzung 3D-Drucker, die von Unternehmen für die Produktentwicklung verwendet werden, werden generell als gewerbliche 3D-Drucker bezeichnet. Verglichen mit privat genutzten 3D-Druckern liefern gewerbliche 3D-Drucker eine höhere Genauigkeit.
Privatgebrauch In den letzten Jahren ist die Anzahl der für private Nutzer konzipierten 3D-Drucker angestiegen. Grundsätzlich nutzen diese Geräte das Schmelzschichtverfahren und sind in der Lage, mit farbigem ABS-Material zu drucken. Jedoch lassen sich mit diesen Druckern nur Formen überprüfen.
Formen Wenn Sie bei der Planung zur Anfertigung einer Gussform ein Modell verwenden können, verringern Sie das Risiko, dass zu einem späteren Zeitpunkt Korrekturen an der Form vorgenommen werden müssen. So ist gewährleistet, dass alle erforderlichen Informationen übermittelt werden, auch solche, die mithilfe von Bildern nicht übermittelt werden können.
Vorrichtung Da eine Vielzahl von Konstruktionen mithilfe von 3D-CAD durchgeführt werden, muss geprüft werden, ob die betreffenden Produkte auch zusammengebaut werden können. Daher ist die Überprüfung von Vorrichtungen mit 3D-Druckern mittlerweile effektiver geworden.
Gehäuse Aufgrund der Miniaturisierung von Produkten und der verbesserten Produktkonstruktionen wird es von Jahr zu Jahr schwieriger, Gehäuse zu konstruieren. Mithilfe von 3D-Druckern kann überprüft werden, ob eine Montage möglich ist und ob es zu Beeinträchtigungen (Kollisionen) kommt.
Entformungsschräge Dies ist die Schräge, über die das gegossene Produkt aus der Form genommen wird. Mittels spanender Bearbeitung können Entformungsschrägen nicht reproduziert werden, mit einem 3D-Drucker ist dies jedoch eine einfache Angelegenheit.
Hinterschneidung Dieser Begriff bezeichnet ein Konstruktionselement, dass frei an einem Gussteil hervorsteht und damit verhindern kann, dass sich dieses aus seiner Gussform entfernen lässt. Bei der Anfertigung der Gussform müssen diese Elemente sorgfältig berücksichtigt werden, doch können sie mit einem 3D-Drucker direkt gedruckt werden.
Leiterplatte Infolge der Miniaturisierung von Produkten ist der Platz zwischen Leiterplatten und Gehäuse sehr eng geworden. Wenn eine bereits bestückte Leiterplatte gedruckt wird, können unterschiedlichste Überprüfungen vorgenommen werden, von der Beeinträchtigung bis zum Platz für die Wärmeabstrahlung.
Wachsausschmelzen Dies ist ein beim Wachsausschmelzverfahren verwendeter Fertigungsprozess zum Anfertigen einer Gussform durch Schmelzen und anschließendes Entfernen von Wachs. Es gibt auch Fälle, in denen das mit einem 3D-Drucker gedruckte Objekt durch Wachs ersetzt wird.
UV-Lampe 3D-Drucker, die UV-härtbares Material verwenden, insbesondere solche, die die Inkjet-Technologie nutzen, besitzen eine UV-Lampe zum Aushärten des von den Tintenstrahlköpfen aufgetragenen Materials.
Verformung Es wird zwischen zwei Hauptarten unterschieden: der Verformung, die durch die Wärme beim Abkühlen verursacht wird, und der Verformung infolge der Aufnahme von Feuchtigkeit während des Druckens. Erstere tritt beim Schmelzschichtungsverfahren und letztere beim Verfahren mit UV-Härtung auf.