Plastikteil kaputt? 3D-Drucker haben das Potential die Welt zu verändern! Sie helfen Ressource zu sparen, denn durch die Herstellung eigener Ersatzteile können Geräte länger genutzt werden. Richtig eingesetzt, könnten sie ökologische Probleme lösen.
Als Fertiggerät kaufen oder als Bausatz zum selber bauen: RepRap, Makerbot & Co werden bald ständige Begleiter in unserem Alltag sein.
Was ist ein 3D-Drucker?
3D-Drucker zur Herstellung kleiner Kunststoffgegenstände in einer Maschine, die auf den Schreibtisch passt. Damit ist jede Form möglich. Was für ein Plastik-Teil gedruckt werden soll, wird per Computer an den Drucker geschickt. Die Plastikteile haben in etwa die Festigkeit von Lego-Steinen. Der Drucker selbst besteht im Wesentlichen aus einem Druckbett, dem Druckkopf (Extruder) und einem Achsensystem, mit welchem der Extruder bzw. das Druckbett im Raum bewegt werden kann.
Wie funktioniert ein 3D-Drucker?
Das zu druckende Kunststoffteil wird auf dem Druckbett Schicht für Schicht aus flüssigem Kunststoff von unten nach oben gedruckt wird. Der Extruder kann sich über eine Mechanik in allen drei Dimensionen des Raumes bewegen und fährt an die Stelle, wo Kunststoff aufgetragen werden soll.
Recyceltes Filament für den 3D-Drucker
Als Rohmaterial dient ein thermoplastischer Kunststoff, der durch Hitze weich wird. In Form von Filament wird dieser im Extruder erwärmt, bis er flüssig ist und dann durch eine Düse auf das Druckbett gepresst.
Natürlich können auch die Teile recycelt werden, die mit einem 3D-Drucker gedruckt wurden. Aus eigener Erfahrung weiß ich, dass auch viel Müll beim Drucken ensteht. Aus diesem Plastikmüll lässt sich auch wieder Filament herstellen. Die Firma FormFutor bietet das ReForm rPLA Filament* für 3D-Drucker an.
3D-Drucker für Anfänger
Ich selbst habe mal mit einem selbstgebauten RepRap-3D-Drucker angefangen. Mittlerweile gibt es aber komplett fertige Geräte. Als ich mir selbst einen JG Aurora* gekauft hatte war ich positiv überrascht: schnell aufgebaut und sofort gute Druckergebnisse. Meine Erfahrung als Anfänger mit diesem 3D-Drucker gibt es hier: 3D-Drucker und Nachhaltigkeit: JGAurora A5 im Test.
RepRap – der Open-Source 3D-Drucker zum selberbauen
Die RepRap-3D-Drucker (kurz für Replicating Rapid-Prototyper) gibt es mittlerweile in vielen unterschiedlichen Versionen, die sich mit Blick auf Druckgröße, Geschwindigkeit, Aufbau und Material unterscheiden. Die am häufigsten gebauten RepRap-Drucker sind vom Typ Prusa oder Printrbot. Eine Übersicht der aktuellen Modelle und ihres Entwicklungsstands findet sich auf RepRap-Homepage.
RepRap – der 3D-Drucker für die Welt
Die Kernidee beim RepRap-Projekt ist, einen Open-Source 3D-Drucker zu entwickeln, der sich selbst drucken bzw. replizieren kann. So ist dieser Drucker auch dazu geeignet, in von Armut betroffenen Regionen die Lebensqualität zu verbessern, da mit einem Drucker weitere Drucker hergestellt werden können. Momentan kann der Drucker 50% seiner eigenen Teile herstellen. Erste Experimente zeigen auch die erfolgreiche Herstellung von Leiterplatte für die Elektronik des Druckers.
Im Gegensatz zu den ersten RepRap mit einem Rahmen aus Metall oder Holz kann der Mulbot-RepRap auch seinen eigenen Rahmen aus Kunststoff drucken. Mit zunehmender Entwicklung wird der Drucker immer mehr Teile seiner selbst drucken können, bis das Ziel erreicht: ein sich selbst komplett replizierender 3D-Drucker. Idealerweiese aus recyceltem Filament oder Bio-Kunststoff!
Das ökologische Potential von 3D-Druckern
Verkürzung der Transportkette
Kunststoffteile haben keine langen Transportwege mehr. Der Weg von der Fabrik bis nach Hause entfällt. Nur das Ausgangsmaterial in Form als Kunststoff-Filament für den Drucker muss noch transportiert werden. Dies ist jedoch für alle Drucker gleich. Damit können Ersatzteile für Maschinen aus Kunststoff selbst hergestellt werden. So ist es möglich Verschleißteile z.B. bei Küchengeräten nachzubauen und damit die Geräte zu reparieren. Benötigt wird lediglich eine Datei mit dem 3D-Modell des Ersatzteiles. Im Internet gibt es verschiedene Portale, auf denen 3D-Modelle kostenfrei hoch- und runtergeladen werden können wie z. B. Thingiverse oder YouMagine.
Herstellung von eigenem Bio-Kuststoff
Auf SimplyScience gibt es eine Anleitung für die Herstellung von Bio-Kunststoff aus Kartoffeln. Damit ließe sich der Kunststoff für den 3D-Drucker selbst herstellen – man braucht nur einen Garten mit ausreichend Kartoffelpflanzen. Wer keinen Garten hat und schon jetzt den Erdöl-basierten Kunststoff ABS (Acryl-Butadien-Styrol) gegen organischen Kunsstoff ersetzen möchte, kann zu PLA (Polylactic Acid) greifen. Dieser Kunstoff ist aus Milchsäure hergestellt und kann damit gefahrlos kompostiert werden.
Kompostierbares Filament aus Bio-Kunststoff
Inzwischen gibt es auch erdölfreies 3D-Drucker-Filament zu kaufen. Es besteht aus Bio-Kunststoff und ist dadurch auch kompostierbar. Die Firma DigitalRise stellt ein solches Bio-Filament byoTEC* her. Es sieht wie normales Filament aus und hat durch Kohlefasern eine verbesserte Festigkeit.
Kunststoff-Recycling
Werden die ausgedruckten Teile nicht mehr benötigt, können diese zerkleinert und wieder zu neuem Kunststoff-Filament für den Drucker gepresst werden. Mit dem RecycleBot gibt es die Bauanleitungen für das Kunsstoff-Recycling.
Welcher 3D-Drucker für Anfänger?
Zwischen den vielen Modellen ist es schwierig den Überblick zu behalten. Für Neueinsteiger ist es am Einfachsten, mit einem gut dokumentierten und erprobten Modell zu beginnen. Der Anycubic Mega S* wurde mit Schwerpunkt Kostenreduktion (199€) und einfachem Aufbau entworfen – ein günstiger Drucker mit mittelgroßem Druckbereich (210 x 210 x 205 mm) für diejenigen, die sich noch unsicher sind und erst einmal schnelle Erfolgserlebnisse haben wollen.
Nachteile vom Anycubic 3D-Drucker
Wer schon einmal in einem Raum mit einem 3D-Drucker war kennt das: der Drucker ist einfach sehr präsent. Während er druckt macht er deutlich wahrnehmbare Druckgeräusche. Und so ein Druck kann mehrere Stunden dauern falls es mehr als nur ein Spielwürfel werden soll. Auch der Geruch von heißem Kunststoff ist recht präsent.
Die Nachteile des Anycubic sind hingegen die Vorteile vom Creality Ender 6 Core-XY*.
Die geschlossene Umhausung hat verschiedene Vorteile. Der gesamte Druckbereich (250 x 250 x 400mm) wird beheizt und verhindert dadurch das thermisches Verformen vom Druckobjekt. Gleichzeitig schützt es vor Geräuschen und reduziert den Geruch. Diese überarbeitete Version druckt auch noch einmal dreimal schneller als die anderen Ender-3D-Drucker. Dennoch ist der Preis von circa 580€ auch nicht zu unterschätzen. Dafür können mit ihm auch andere Filament-Arten wie z.B. ABS oder TPU verwendet werden. Drucker ohne Umhausung können da schon Probleme bekommen.
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Artikelbild: „Anycubic i3 – I“ by tillwe is licensed under CC BY-SA 2.0
Freut mich, dass du deinen Lesern zeigst, wie sinnvoll ein 3D Drucker ist. 🙂 Den Vorteil des Kunsstoff Recycling habe ich jedoch noch garnicht bedacht. Hinzufügen kann man vielleicht noch den geringeren Materialverschleiß im Gegensatz zu den konservativen Fertigungsverfahren.
Mit freundlichen Grüßen
Joel von 3D Drucker Infos