3D Druck Geschichte

Die Erfinder des 3D Drucks

Chuck Hull in Porträtabbildung 2014

Die Geschichte des 3D Drucks ist noch eine junge und daher recht kurze Geschichte, welche hier von uns kurz erläutert wird: Erste Versuche zum 3D Druck gab es bereits 1980. Als Erfinder gilt allgemein der US-Amerikaner Chuck Hull, der sein System als Stereolithographie bezeichnete, bei dem eine lichtempfindliche Flüssigkeit mit einem UV-Laser ausgehärtet wird. 1986 meldete Chuck Hull seine Erfindung zum Patent (US4575330) an und gründete das Unternehmen 3D-Systems.

Hideo Kodama im Porträt

Tatsächlich entdeckt hatte das zugrunde liegende Verfahren jedoch Hideo Kodama vom Nagoya Municipal Industrial Research Institute. Hideo Kodama konnte jedoch wegen eines Formfehlers das Patent nicht mehr rechtzeitig anmelden, wodurch im Chuck Hull zuvorkam. Dabei ist es nichts ungewöhnliches, dass mehrere Personen zur selben Zeit an den gleichen Erfindungen arbeiten, dies war bei Autos oder Flugzeugen auch nicht anders und spiegelt den jeweiligen Zeitgeist der Epoche wieder.


Wichtige Patente

Bereits 1989 wurde die nächste wichtige 3D Druck Technologie zum Patent (US4863538) angemeldet. Diesmal von Carl Deckard, der das Lasersinterverfahren erfand, bei dem ein Kunststoffpulver mit einem Laser verschmolzen wird. 2012 war Carl Deckard Mitbegründer der Structured Polymers LLC, welche Polymere für Laserintermaschinen entwickelt. Ebenfalls im Jahr 1989 wurde von Hans Langer und Hans Steinbichler das bislang bedeutendste deutsche 3D Druck Unternehmen die EOS GmbH gegründet. Schließlich wurde von Scott Crump ebenfalls 1989 das FDM-Druckverfahren zum Patent (US5121329) angemeldet, bei dem ein Kunststoff aufgeschmolzen wird und anschließend schichtweise aufgetragen wird.

Weitere Hintergründe

Das FDM 3D Druckverfahren hat zahlenmäßig mittlerweile die mit Abstand meisten 3D Drucker hervorgebracht. Dies liegt zum Einen an den vergleichsweise geringen technischen Hürden und Andererseits an der leichten Handhabbarkeit des 3D Druckprozesses. Nicht verwunderlich daher, dass FDM/FFF 3D Drucker zu den am meisten verbreiteten 3D Druckern bei vielen 3D Druck Enthusiasten weltweit gehören und in zahlreichen Wohn- und Arbeitszimmern einen Platz gefunden haben. Tatsächlich ist nicht auszuschließen, dass schon in wenigen Jahren oder Jahrzehnten ein 3D Drucker ebenso selbstverständlich zu unserem allgemeinen Hausstand gehört, wie das Smartphone.

Die Abkürzung FDM steht für Fused Deposition Modelling, also frei übersetzt Aufgeschmolzenes zu einem Modell auftragen. Bei der Abkürzung FFF stehen die Kürzel für Fused Filament Fabrication, also frei übersetzt Aufgeschmolzene (Plastik-)Faden Fabrikation. Als Filament werden die Kunststoffdrähte bezeichnet, die bei 3D Druckern zum Einsatz kommen. Filamente gibt es mittlerweile in zahlreichen Farb- und Materialkombinationen, sowie in verschiedenen Durchmessern, je nachdem welcher Durchmesser vom jeweiligen 3D Drucker benötigt wird.

Verschiedene Variationen der zuvor genannten 3D Druck Basisverfahren wurden in der Folge entwickelt und heute einer immer breiteren Masse zugänglich. Die Geschichte des 3D-Druck ist damit aber noch lange nicht zu Ende geschrieben. Wir bleiben natürlich am Ball und werden unseren kurzen Überblick laufend erweitern, sobald bahnbrechende Entwicklungen hinzugekommen sind.

Moderne Desktop 3D Drucker

Moderne Desktop 3D Drucker, also 3D Drucker die bspw. auf einen Schreibtisch im Büro gestellt werden können, erfreuen sich großer Beliebtheit bei Privatanwendern, Modellbauern, Architekten, Produktentwicklern und vielen weiteren Berufsgruppen. Diese modernen 3D Drucker arbeiten sowohl im FDM/FFF 3D Druckverfahren, als auch im Stereolithographie Verfahren (SLA). Ergänzt werden diese Geräte oft um ein ganzes Portfolio an Software, Zubehör und Verbrauchsmaterial, welches jeweils optimal auf den jeweiligen 3D Drucker abgestimmt ist. Auch 3D Drucker, die in Lasersinterverfahren arbeiten (SLS) werden mittlerweile in kleineren Varianten angeboten, sind jedoch noch vergleichsweise teuer und daher bei Privatanwendern eher nicht anzufinden.

Ultimaker Ecosystem aus Material und 3D Drucker (nicht abgebildet Software Cura)
Formlabs Form 2 Ecosystem mit Software, Resin und Reinigungsstation (nicht abgebildet Form Cure und Form Wash)

Im Bild dargestellt das aktuelle FDM/FFF 3D Drucker Modell von Ultimaker. Der Ultimaker S5 hat einen Bauraum von 330x240x300 mm, zwei Druckköpfe zum wahlweisen 3D Druck mit zwei Farben oder Modellmaterial plus Stützstruktur. Die Filamenterkennung für die Filamente von Ultimaker mittels NFC Chip und ein Druckbettnivellierungsprozess für eine optimale erste Druckschicht helfen Fehler zu vermeiden. Zur Überwachung des 3D Druckprozesses stehen eine Kamera und eine Filamentüberwachung zur Verfügung. Durch Anschlussmöglichkeiten per LAN oder WLAN kann der Drucker auch von der Ferne bedient werden oder mittels USB Stick direkt über sein Touchdisplay gesteuert werden. Ultimaker hat eine eigene Software (Cura) zur Druckvorbereitung entwickelt, die kostenfrei über deren Homepage bezogen werden kann. Informieren Sie sich jetzt über der Ultimaker S5.

Im Bild dargestellt das aktuelle SLA 3D Drucker Modell von Formlabs. Der Form 2 verfügt über einen Bauraum von 145x145x175 mm, was für einen SLA Desktop 3D Drucker durchaus eine übliche Größe ist. Aufgrund des teureren Materials und der höheren technologischen Herausforderung, sind SLA 3D Drucker für Heim- und Büroanwendung meist kleiner als FDM/FFF 3D Drucker. Der Form 2 kommt mit kostenloser Software Preform, die den Anwender bei Orientierung und Platzierung des 3D Drucks automatisiert unterstützt. Wahlweise kann jedoch auch manuell angepasst werden. Die Druckjobs werden mittels Lan oder WLAN an den 3D Drucker gesendet und über ein Touchdisplay gestartet, pausiert, oder abgebrochen. SLA 3D Drucke werden nach dem 3D Druck in Isopropanol gewaschen und meist in einer UV-Kammer gehärtet. Jetzt über Formlabs Form 2 informieren.

 

Stand 2018, Quellen:

3D Printing Industry, Wikipedia, Google Patentsuche

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