3D Druck – Warum? Wofür? Wie?

  • Geschichte des 3D Drucks
  • Einführung in die Verfahren der additiven Fertigung
  • 3D Drucker
  • Erstellung von 3D Druckvorlagen
  • Materialien für die additive Fertigung
  • Aktuelle Entwicklungen des 3D Drucks
Inhalt

Praxisorientierter Überblick über die wichtigsten 3D Druck-Technologien und die ganze Bandbreite möglicher Anwendungen

 

Von der Action-Figur fürs Kinderzimmer über veganen Lachsersatz bis zum Einfamilienhaus: moderne 3D Drucker bieten schier unendliche Möglichkeiten. Ihre Einsatzbereiche beschränken sich dabei nicht nur auf die Industrie. Der 3D Druck erfreut sich auch bei Bastlern als kreatives Hobby zunehmender Beliebtheit.

Die Anfänge des 3D Drucks gehen bis in die 1960er Jahre zurück. In den 80ern entstanden dann neben einem ersten 3D Konstruktionsprogramm auch Verfahren wie das Laser-Sintern oder Fused Layer Modelling. Diese Technologien bilden die Grundlage des modernen 3D Drucks. Heute lassen sich mit 3D Druckern Objekte und Bauteile unterschiedlichster Größe aus einer Vielzahl von Materialien fertigen. Der Vorteil: Der 3D Druck benötigt wenig zusätzliche Werkzeuge und bietet eine gute Ergänzung zu Gussformen und der spanlosen Fertigung. Damit könnte der 3D Druck zahlreiche Industriezweige revolutionieren. Vom Werkzeug- und Maschinenbau bis zur Herstellung von Automobil-Prototypen und komplexen elektronischen Mikrokomponenten wie Prozessoren, Sensoren oder Speicherelementen reicht die Palette der Bereiche, in denen heute 3D Druck zum Einsatz kommt. Sogar die Brennkammern der SpaceX-Rakete Dragon V2 werden im 3D Druck-Verfahren hergestellt.

Nachdem kleine 3D Printer mittlerweile auch zu erschwinglichen Preisen auf dem Markt erhältlich sind, haben viele Menschen den 3D Druck als Hobby für sich entdeckt. Selbstgestaltete Brettspielfiguren, Modellbau sowie die Herstellung von Ersatzteilen für Haushaltsgeräte, Musikinstrumente oder Werkzeuge sind hier beliebte Einsatzgebiete.

3D Druck, auch additive Fertigung (engl. additive manufacturing) genannt, wird sicher nicht die traditionellen Herstellungsverfahren ersetzen. Sinnvoll ist er überall dort, wo es gilt, komplexe dreidimensionale Komponenten in kleinen Stückzahlen zu fertigen.

 

Was Sie in unserem Gratis-Online-Kurs über 3D Druck lernen können

Dieses kostenlose Lernangebot der OPEN vhb vermittelt Ihnen einen ersten Überblick über die Technologien und Einsatzmöglichkeiten des 3D Drucks.

Sie erfahren, wie 3D Druckvorlagen erstellt werden und welche Materialien sich für 3D Druck-Projekte eignen.

Vielleicht haben Sie in den Medien ja auch schon Berichte zu 3D Druck-Projekten verfolgt. Dort spielen derzeit auch Lebensmittel aus dem 3D Drucker eine Rolle – zum Beispiel die Möglichkeit, veganen Fisch- oder Fleischersatz im 3D Druckverfahren herzustellen. Wer zuhause als Hobby 3D Objekte erstellt, nutzt dagegen meist ein Kunststoffdruck-Verfahren. Deshalb legen wir zur Veranschaulichung in diesem Kurs den Fokus auf die Themenbereiche:

  • Kunststoffdruck
  • 3D Food-Printing
  • Aktuelle Entwicklungen im 3D Druck
Einleitung

Alle Vorteile von OPEN vhb auf einen Blick

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Unsere Kurse haben keine Präsenzveranstaltungen. Sie können orts- und zeitunabhängig belegt werden. Einzig eine Internetverbindung sowie ein geeignetes Endgerät sind nötig.

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Einleitung

Informationen zum Kurs

Zielgruppe des offenen Online-Kurses „3D Druck – Warum? Wofür? Wie?“

 

Der Online-Kurs wurde für alle konzipiert, die sich für innovative Technologien interessieren und mehr über 3D Druck und die Einsatzmöglichkeiten dieses Verfahrens wissen wollen.

Am Ende des Kurses verfügen Sie über ein solides Grundwissen zum Thema 3D Druck und können u. a. besser beurteilen, ob und in welchen Bereichen die 3D Drucktechnologie für Ihr Unternehmen sinnvoll ist.

Der kostenlose OPEN vhb-Kurs ist für alle Interessierten zugänglich und erfordert keinerlei Vorwissen.

Wenn Sie den Kurs komplett durcharbeiten, sollten Sie sich dafür etwa 15 Stunden Zeit nehmen. Je nach Vorwissen kann der Zeitaufwand individuell variieren.

Inhalt

Was lernen Sie in diesem Kurs?

 

Die sechs Kapitel des „3D Druck“-Kurses gliedern sich jeweils in mehrere Lektionen, die Sie in relativ kurzer Zeit durcharbeiten können – auch einfach mal „zwischendurch“.

In den einzelnen Kapiteln befassen wir uns mit den folgenden Schwerpunkten:

1. Geschichte und Hintergründe des 3D Drucks
2. Verfahren der additiven Fertigung
3. 3D Drucker – Aufbau und Einflüsse
4. Erstellung von Vorlagen für den 3D Druck
5. Materialien, die für den 3D Druck eingesetzt werden
6. Aktuelle Entwicklungen im 3D Druck

Die Lektionen enthalten Übungsaufgaben und Selbsttests. Wenn Sie die Aufgaben bearbeiten, füllt sich der Fortschrittsbalken allmählich und färbt sich grün. Ihr Lernfortschritt wird dabei von niemandem kontrolliert. Das System gibt Ihnen somit die Möglichkeit, selbst einzuschätzen, wie gut Sie die Lerninhalte verstanden haben.

Die erfolgreiche Bearbeitung der Übungen und Tests ist jedoch erforderlich, wenn Sie sich am Ende des Online-Kurses eine Teilnahmebestätigung herunterladen möchten.

1/6 Geschichte des 3D Drucks

Wir machen eine kleine Zeitreise zurück zu den Anfängen des 3D Drucks. Sie erfahren, wann zum ersten Mal mit Hilfe von Photopolymeren und Lasern feste Objekte erzeugt wurden.

Darüber hinaus lernen Sie, was den 3D Druck so innovativ macht und wie man damit nicht nur Produktionsaufwand, sondern auch Material einsparen kann. 3D Druck ist also auch ein Schritt hin zu nachhaltigeren Herstellungsverfahren.

Sie lernen verschiedene Anwendungsbereiche des 3D Drucks kennen. Dazu gehören vor allem innovative Methoden, die derzeit in Luftfahrt, Automobilindustrie und der Elektrobranche, aber auch im Lebensmittelbereich neue Impulse setzen.

Besonders im Maschinenbau und in der Medizintechnik kann der 3D Druck heute seine Vorteile ausspielen. Wir verraten Ihnen, wie 3D Druck viele Prozesse in diesen Bereichen effizienter, wirtschaftlicher und nachhaltiger gestalten kann.

Weitere Anwendungsgebiete, die in diesem Kapitel angesprochen werden:

  • Mode und Schmuck
  • Lebensmitteldruck
  • Betondruck
  • 3D Druck als Hobby in Privathaushalten

2/6 Einführung in die Verfahren der additiven Fertigung

3D Druck ist nicht gleich 3D Druck. Es gibt zahlreiche unterschiedliche Fertigungsverfahren, die in der DIN-Norm 8580 aufgelistet sind. Dabei kommt es auch auf die Wahl des Materials an, mit dem eine dreidimensionale Form erstellt werden soll. In diesem Online-Kurs klären wir beispielsweise die Begrifflichkeiten, Unterscheidungsmerkmale sowie Vor- und Nachteile u. a. von:

  • Stereolithografie
  • Multijet Modelling (MJM)
  • Fused Deposition Modelling (FDM)
  • Laser-Sintern (LS) und Selektives Laser-Sintern (SLS)
  • Laser Power Bed Fusion (LPBF)
  • 3D Printing oder Powder-Binder-Jetting (3DP)
  • Aerosol Assisted Chemical Vapor Deposition (ACVD)
  • Laser Chemical Vapor Deposition (LCVD)
  • Atom Diffusion Additive Manufacturing (ADAM)
  • Electron Beam Melting (EBM)
  • Foliendruck und Schichtlaminatverfahren

Sie lernen zudem den Unterschied zwischen additiven und subtraktiven Fertigungsverfahren kennen.

3/6 3D Drucker

Für die Qualität des 3D Drucks ist entscheidend, mit den entsprechenden Technologien vertraut zu sein. In Kapitel 3 unseres Online-Kurses dreht sich deshalb alles um Aufbau und Funktionsweise von 3D Druckern – zunächst exemplarisch demonstriert an einem Lebensmitteldrucker.

Dabei beleuchten wir auch die grundlegenden Einflussfaktoren, die für das Gelingen des 3D Drucks eine entscheidende Rolle spielen, wie etwa die Druck- und Umgebungstemperatur oder die Luftströmung und die Schichthöhe.

4/6 Erstellung von 3D Druckvorlagen

Vor jedem gedruckten 3D Objekt steht ein Entwurf. Dieser wird als 3D- oder CAD-Druckvorlage mit entsprechender Software erstellt und anschließend für den 3D Drucker zu einer Produktionsdatei aufbereitet.

Sie lernen die einzelnen Arbeitsschritte von der ersten Idee bis zur fertigen 3D Druckvorlage kennen und erfahren, wie der Druckvorgang selbst abläuft.

Darüber hinaus erläutern wir den Unterschied zwischen 2,5D und 3D Objekten.

Nicht jede Druckvorlage muss von Grund auf neu erstellt werden. Es gibt verschiedene Bibliotheken mit fertigen 3D Druckvorlagen, die man mit wenig Aufwand an die eigenen Anforderungen anpassen kann. Im Online-Kurs erläutern wir, wie man auch als 3D Druck-Einsteiger mit solchen Vorlagen gute Ergebnisse erzielen kann.

Für diejenigen, die ihre 3D Objekte komplett selbst kreieren wollen, ist die Anschaffung einer CAD-Software unumgänglich. Im Kurs geben wir Tipps, worauf es bei der Wahl des richtigen Programms ankommt und wie man seine eigenen 3D Konstruktionen erstellt.

Zum Schluss dieses Kapitels beschäftigen wir uns mit der 3D Druck-Praxis – von der Erstellung der Produktionsdatei bis zu den optimalen Einstellungen für den Druckprozess.

5/6 Materialien für die additive Fertigung

Von Aluminium und anderen Metallen über Kunststoffe und Harze bis hin zu Beton, Keramik, Glas oder sogar Lebensmitteln: 3D Druck eignet sich für die unterschiedlichsten Materialien. Jedes verfügt über seine ganz spezifischen Werkstoff-Eigenschaften, die es beim Fertigen von 3D Objekten zu berücksichtigen gilt.

Unser kostenloser 3D Druck-Kurs zeigt auf, worauf man bei den wichtigsten Druckmaterialien achten muss und wofür diese eingesetzt werden können.

6/6 Aktuelle Entwicklungen des 3D Drucks

Mit der wirtschaftlichen Herstellung kleiner Losgrößen eröffnet der 3D Druck für die Industrie ganz neue Perspektiven – etwa für die Fertigung personalisierter Produkte. Dabei kann es sich um medizinische Implantate handeln ebenso wie um Mode-Accessoires, maßgefertigte Schuhe oder kleine Alltagshilfen, wie Griffverstärker für Tragetaschen.

Unser Online-Kurs zeigt auf, welche Möglichkeiten und Potenziale der 3D Druck für die Zukunft bereithält und wie sich die junge Technologie für nachhaltigere Produktionsprozesse in der Serienfertigung nutzen lässt.

Nach Abschluss des Kurses …

 

… wissen Sie, wie der 3D Druck funktioniert und kennen die essenziellen Bauelemente eines 3D Printers. Sie verfügen über einen Überblick über die wichtigsten 3D Druck-Verfahren und -Werkstoffe, ihre Einsatzgebiete sowie ihre Vor- und Nachteile.

Sie haben außerdem erste Einblicke in die Praxis des 3D Drucks gewonnen und kennen die wichtigsten Software-Tools, die man zum Entwickeln und Aufbereiten von 3D Objekten benötigt – auch unter Verwendung von vorgefertigten Elementen aus 3D Druck-Bibliotheken.

Sie haben ferner ein Bewusstsein für die vielfältigen Einsatzbereiche des 3D Drucks in den unterschiedlichsten Branchen entwickelt. Daher können Sie nach dem Kurs besser beurteilen, ob und inwiefern 3D Druck auch Ihrem Unternehmen Vorteile bringen könnte.

Und last but not least: Der vhb-Kurs lieferte Ihnen zahlreiche Anregungen, welch faszinierende Möglichkeiten der 3D Druck im Hobby-Bereich für Heimanwender eröffnet.

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Erhalten Sie Einblicke in Technologien und Einsatzmöglichkeiten des 3D Drucks. Sie erfahren zudem, wie 3D Druckvorlagen erstellt werden und welche Materialien sich für den 3D Druck eignen.

Inhalt

Fragen zum Kurs

3D Druck ist eine Technologie, die sowohl für den industriellen als auch für den Hobby-Bereich viele aufregende Perspektiven eröffnet. Schon heute ist der 3D Druck aus vielen Produktionsprozessen kaum mehr wegzudenken. Er erlaubt die wirtschaftliche Fertigung von Kleinstmengen ab der Losgröße 1 und ermöglicht gegenüber subtraktiven Verfahren meist eine Materialersparnis. Von der Mikroelektronik über den Maschinenbau und die Medizintechnik, bis hin zur Architektur und der Lebensmittelproduktion: das Potenzial des 3D Drucks ist noch lange nicht ausgeschöpft. Mit immer günstigeren 3D Printern für den Heimbereich wird 3D Druck auch als kreatives Hobby immer interessanter.

Der kostenlose Online-Einstiegs-Kurs umfasst sechs Kapitel und lässt sich in etwa 15 Stunden durcharbeiten. Das Tempo dabei bestimmen Sie selbst. Jedes Kapitel bietet zudem eine umfangreiche Literaturliste, mit der Sie Ihr Wissen nach Belieben vertiefen können.

Nach erfolgreicher Bearbeitung der im Kurs enthaltenen Übungsaufgaben können Sie sich eine automatisch generierte Teilnahmebestätigung herunterladen.

Inhalt

Anbieter des Kurses

 

Prof. Dr. Thomas Lötzbeyer
Hochschule Weihenstephan-Triesdorf

 

Prof. Dr.-Ing. Norbert Babel
Hochschule Landshut

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