Als 3D Drucker oder auch Digital Fabricator bezeichnet man Geräte, die dreidimensionale materielle Gegenstände auf der Grundlage von CAD-Dateien oder eingescannten Vorlagen erstellen können. Mit 3D Druckern lassen sich Objekte zur Anschauung oder weiteren Verwendung nach Originalvorlagen dreidimensional kopieren. Selbst detaillierte Objekte aus mehreren Teilen können mit einem 3D Drucker in einem Arbeitsgang gefertigt werden. Vom Schraubschlüssel, über Automodelle, Spielzeugteile bis hin zur Zahnprothese – der Objektvielfalt sind hier keine Grenzen gesetzt. Die Elektronik- und Automobilindustrie nutzt diese unkomplizierte Erstellung von Objekten aus Metall oder Kunststoff schon seit langem. Auch bei der Produktentwicklung im Bereich des Möbeldesigns sind viele Anwendungsmöglichkeiten gegeben.
Mittlerweile erobern aber auch Geräte, die nicht nur für Entwicklungsabteilungen in der Industrie, sondern auch zum Einsatz im gewöhnlichen Büro oder gar für den Gebrauch zu Hause geeignet sind, den Markt. Für alle, die ganz bestimmte Einzelobjekte, die nicht der industriellen Massenfertigung unterliegen, benötigen, ist der 3D Drucker eine intelligente Lösung. Es spart viel Zeit und Kostenaufwand, wenn man diese Objekte selbst schnell und bequem fertigen kann, ohne extra Aufträge an Firmen für Spritzgussteile vergeben zu müssen.
Modelle und Funktionsweisen
Grundsätzlich unterscheidet man vier verschiedene technische Ausführungen von „Fabricatorn“. Subtraktive Fabber stellen den gewünschten Gegenstand durch das Abtragen von Material aus einem vorgefertigten Block her. Dies geschieht durch Drehen, Fräsen oder durch das elektrische Verfahren der Funkenerosion. Dieses Herstellungsverfahrens eines dreidimensionalen Modells funktioniert zuverlässig und präzise, gilt aber mittlerweile als veraltet. Additive Fabber gehen genau andersherum vor. Das gewünschte Objekt wird durch Ablagern oder Hinzufügen erst schrittweise erzeugt. Der Vorteil liegt in einem geringeren Materialaufwand. Formende Fabber verwenden formbare Materialien, um das Objekt durch Druck in die vorbestimmte Form zu bringen. Dabei wird der Gegenstand ausschließlich gepresst, während kein Material entfernt oder hinzugefügt wird. Hybride Fabber kombinieren das subtraktive, additive und formende Verfahren.
Personal Fabricator
3D Drucker werden heute bereits massentauglich als Personal Fabricator zur Verwendung mit Personal Computern hergestellt. Sie haben äußerlich die Form eines größeren Laserdruckers oder Kopierers. Anstelle des Papiereinzugs haben sie allerdings eine Formungskammer. Der Personal Fabricator verwendet schnell aushärtenden Kunststoff. Er wird additiv in mehreren Schichten gespritzt, so dass ein Modellobjekt entsteht, das der CAD-Vorgabe genau entspricht. Der Drucker arbeitet dabei mit einer Schichtstärke von 1 bis 2 Millimetern. Heutige 3D Drucker gibt es auch als Farbdrucker mit 24 Bit Farbtiefe zur Erstellung mehrfarbiger Objekte. Der Druckvorgang und das Aushärten des Objekts dauern nur wenige Stunden, so dass das gewünschte Modell schnell verfügbar ist. Die 3D Drucker verfügen über einen Filter, so dass sie keine giftigen Gase, die bei Spritzgussmaschinen entstehen, mehr freisetzen. Sie können mit jedem herkömmlichen PC als Netzwerkdrucker verwendet werden. Die Personal Fabricator wurden 2006 auf dem deutschen Markt mit einem Einstiegspreis von 16.000 Euro angeboten. Mittlerweile haben sich die Geräte nicht nur technisch weiterentwickelt, sondern werden auch preislich deutlich günstiger angeboten. 2007 lag der durchschnittliche Preis für Personal Fabricator bereits unter 4.000 Euro. In Form so genannter „Starter Kits“ werden Personal Fabricator zum selbst zusammenbauen sogar schon ab einem Preis von 800 Euro angeboten. Technisches Vorwissen ist allerdings erforderlich, um die „Starter Kits“ zusammen zu setzen und in Betrieb zu nehmen.