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Archive for the ‘3D DRUCKEN’ Category

Neuer 3D Druck mit Glas

Friday, March 10th, 2017

Da immer nach kostengünstigen Methoden zur Herstellung von Bauteilen und Prototypen gesucht wird, bietet sich Siliziumsand an, der nicht nur natürlich und umweltfreundlich, sondern eben auf Erden auch reichlich vorhanden ist. In Verbindung mit Dolomit, Kalk, Natriumkarbonat und anderen additiven Materialien ist die Herstellung von Glas mit 3D-Druck kostengünstig und anpassungsfähig.

Glas hat die hervorragenden Eigenschaften, resistent gegen Schimmel, Feuchtigkeit und Fäulnis zu sein. Es benötigt nur geringe Wartung und kann energieeffizient hergestellt werden. Der Verarbeitungsprozess ähnelt einem Schmelzschichtungsverfahren, bei welchem durch eine Düse hindurch geschmolzenes Material geschichtet wird. Glas wird sehr heiß verarbeitet. Während der Schmelzpunkt bei anderen Materialien um die 150 Grad liegt, so ist er bei Glas um die 1000 Grad. Dadurch muss ein 3D-Drucker bei der Verarbeitung von Glas anders konstruiert sein und höhere Temperaturen aushalten können.

Woraus besteht ein 3D-Drucker für Glas?

Der Glas 3D-Drucker besteht aus einer Schmelzkammer für das Glas und einer Druckkamera, die beide mit Keramik gut isoliert sind. Die Düse bewegt sich mit der Schmelzkammer zusammen. Das Glas wird im bereits geschmolzenen Zustand in die Kammer eingefüllt. Der Schmelzungsprozess dauert bis zu 4 Stunden, woran sich noch 2 Stunden anschließen, in denen verbliebene Luftblasen entweichen können. Anschließend kann der Druckprozess beginnen. Der Arbeitsraum für das Drucken ist bis auf 500 Grad beheizt. Nach dem Drucken wird die Temperatur schrittweise wieder abgesenkt.

Das Verfahren des Glasdruckens ist noch nicht ganz ausgereift. Die Lagen können unterschiedliche Dicken aufweisen, da das heiße Flüssigglas nicht durch die Düse gedrückt wird, sondern nur herausläuft. Der Druck erfolgt zurzeit noch nicht über Software, sondern per Hand. Der Rahmen eines solchen Druckers ist aus Aluminium-Lager und Vierkantstahlrohr konstruiert. Nach dem Drucken muss das Glas noch nachbearbeitet werden, um scharfe Kanten zu entfernen. Die Temperaturabsenkung muss langsam erfolgen, damit das Glas nicht reißt.

Die alten Verfahren zur Glasherstellung

Was wäre neu gegenüber der altbewährten, fast historischen Glasbläserei? – Eine Maschine, die automatisch, in kurzer Zukunft die Software besäße, die verschiedensten Teile nicht zu blasen, sondern zu schichten und dabei genauso wunderschöne Farbnuancen, Glasreliefs oder Kunstgegenstände hervorzaubern könnte, als seien sie handgeblasen. Es müssten die unterschiedlichsten Metallzusatzstoffe variabel in den Schmelzprozess einfließen können, um auch unterschiedliche Glasfarben erzeugen zu können. Das müsste über eine Software gesteuert werden, die auch Informationen zum Relief oder den 3D-Gegenständen übermitteln würde.

Wir wissen von der alten Glasbläserkunst oder der industriellen Glasherstellung, dass die unterschiedlichsten Beigaben wie Eisenoxid (Weinflaschengrün), Kupferoxid (Blau bis Rot), Indiumoxid (Gelb bis Bernstein) oder auch Silber und Gold u. a. die verschiedensten Glasfarben hervorbringen. Ob Hohlglas, Flachglas, Rohrglas oder Kunstglas, es wurde immer gepresst, geblasen, geschleudert, gesponnen, gewalzt oder gezogen. Und nun kommt 3D-Druck noch hinzu. Aber eins haben sie gemeinsam: die Schmelze, die Läuterung und die Abkühlung des Gemenges oder Gemisches aus Quarzsand, Soda, Pottasche, Feldspat, Kalk, Dolomit oder auch Altglas oder Glaswolle aus dem Glasrecycling u. a. in unterschiedlichen Bestandsanteilen.

Glas hat sehr gute physikalische und chemische Eigenschaften, die in der Industrie vielseitig verwendbar sind. Es gibt unterschiedliche Glassorten, die sich auch in Dichte, Wärmeleitfähigkeit, elektrische Leitfähigkeit, thermische Ausdehnung, Zugfestigkeit, Druckfestigkeit und Wärmekapazität unterscheiden. Als Material findet dickes Glas zunehmend Interessenten auch für Glasmauern, für die Kühlindustrie oder für Krankenhäuser.

Der 3D Druck in der Medizin

Saturday, October 10th, 2015

Die Medizinbranche gilt seit jeher als fortschrittlich und innovativ. Vielfach ist dies auch mit enormen Kosten verbunden, sodass oftmals nur betuchtere Menschen in den Genuss der fortschrittlichsten Hilfsmittel gelangen.

Krankenkassen übernehmen die Kosten für besondere Produkte nur zum Teil oder gar nicht.

Dies könnte sich mit Hilfe des 3D Drucks in nächster Zeit radikal verändern. Nicht nur immer neue Produkte werden entworfen. Die benötigten Materialien werden zunehmend günstiger. So gelingen einfache medizinische Prothesen mittlerweile sehr schnell und können auch in Entwicklungsländern eingesetzt werden.

Zukunftsvision Bioprinter

medizinischer3dcakewalk

Ein Bioprinter soll zukünftig dazu dienen, Gewebe herzustellen. Dies soll mithilfe von vorab gezüchteten einzelnen Zellen funktionieren. Diese Zellen werden dann in ein Gel injiziert und sollen durch entsprechende Wachstumsfaktoren selbst funktionstüchtige Gewebestrukturen erschaffen können.

Derzeit werden Bioprinter in der Praxis noch nicht eingesetzt, es existieren jedoch bereits vielversprechende Ansätze in diese Richtung. Nach Angaben der Entwickler in diesem Bereich kann bereits 2018 der Einsatz dieser Geräte in der Praxis erfolgen. Damit könnten neben, speziell auf den Einzelnen angepassten Organen, auch künstliche Lebensformen erschaffen oder künstliches Fleisch hergestellt werden. Dies wird jedoch vermutlich noch für eine deutlich längere Zeitspanne eine Zukunftsvision bleiben.

Der 3D Druck in Entwicklungsländern

Eine medizinische Grundversorgung in Entwicklungsländern sicherzustellen wird auf absehbare Zeit eine große Herausforderung bleiben. Organisationen wie Ärzte ohne Grenzen leisten dabei einen enormen Beitrag. Neben dem eigenen Einsatz benötigen Kliniken in den ärmsten Regionen der Welt aber vor allem Geld. In der westlichen Welt gibt es viele Standardbehandlungen, die aufgrund der Kosten in Entwicklungsländern nicht durchführbar sind. Der 3D Druck kann in dieser Hinsicht einen enormen Beitrag leisten.

Ein speziell für abgelegene und schwer zugängliche Regionen entwickelter medizinischer 3D Drucker könnte Abhilfe schaffen. Der 3D4MD gennannte Drucker kann bequem mittels eines Rollkoffers transportiert werden und verfügt über Solarbetrieb, so dass er sich stets selbst mit Strom versorgen kann.

So kann schnell ein neuer Skalpellgriff für eine dringend notwendige Operation gedruckt werden.

Eine künstliche Hand kostet mit Hilfe eines 3D Druckers nur noch etwa 20 bis 50 Euro an Material. Jedoch ist diese Hand nicht beweglich, kann aber bereits ein anderes Lebensgefühl vermitteln. Komplexere Modelle, welche beweglich sind, können für etwa 2000 Euro erworben werden. Je hochwertiger die Produkte werden, desto teurer werden sie selbstverständlich auch. Die Kosten für einfache funktionsfähige Handprothesen werden aber in den nächsten Jahren zunehmend günstiger werden. So kann in absehbarer Zeit mit ein wenig Geld den ärmsten Menschen der Welt ein ganz anderes Leben ermöglicht werden.

Verschleißstellen des menschlichen Körpers

Nicht nur in Entwicklungsländern, sondern auch für die hiesige Medizinbranche sind 3D Drucker eine Chance auf enorme Verbesserung. Zwei Drucker, einer für das OP-Besteck und einer für das passende künstliche Gelenk und schon kann die Operation beginnen. So oder so ähnlich läuft es derzeit am Klinikum Dortmund. Es kann schneller und präziser operiert werden. Dazu musste bei bislang etwa 200 Operationen am Kniegelenk etwa ein Viertel weniger Knochen entfernt werden. Für einen in Zukunft möglicherweise notwenigen Tausch des Gelenks bleibt so deutlich mehr „Material“ übrig, um das Gelenk passend einsetzen zu können.

Da die Forschung noch in den Kinderschuhen steckt, wird uns in den nächsten Jahren noch viel Neues und Spannendes aus der Welt der Medizin erwarten.

Unbegrenzte Möglichkeiten mit dem 3D – Druck in Berlin

Thursday, October 8th, 2015

3d unlimited

Alle sprechen in Berlin und anderswo sprechen vom 3D – Druck und wer sich die Entwicklungen in diesem Bereich einmal genauer anschaut, der weiß auch warum. Wie kaum eine andere Erfindung dieser Tage ist 3D – Print in der Lage, die gesamte Ökonomie zu verändern und wie so oft steht die Kreativwirtschaft am Anfang dieses Prozesses. So ist der 3D – Druck in Berlin nicht nur einfach sehr weit verbreitet und wird von vielen Unternehmen gerne und häufig genutzt, er wird zugleich auch von den entsprechenden Anbietern sehr vielseitig und flexibel offeriert.

Das ist auch deshalb möglich, weil diese Technologie so innovativ auftritt. Im Gegensatz zum alten Flachdruckverfahren, das lediglich Blätter und Bögen beschriften konnte, steht für ein 3D – Druck Unternehmen in Berlin die vollständige Umsetzung der Kundenwünsche im Vordergrund. Dazu gehört dann eben die Fertigung von Modellen und Einzelteilen, gern auch in Serie, doch können diese eben im realen Maßstab beziehungsweise in der vollständigen Gestalt gedruckt werden. Es eröffnen sich fantastische Möglichkeiten und andernorts wurde bereits gezeigt, dass sich schon bald vielleicht Speisen wie zum Beispiel Nudeln einfach printen lassen! Alles ist denkbar und so überrascht es kaum, dass sich heute in Berlin kaum noch ein Architektenbüro bei der Erstellung von Modellen langwierig mit Kleben, Basteln und Zurechtschneiden beschäftigt. Man geht heute einfach zum 3D – Print Anbieter, lässt dort die Vorlage am PC ausarbeiten und hält nur kurze Zeit später das Ergebnis in den Händen!

Beim Prozess wird zugleich eine Menge Material gespart, denn schließlich wird nur das verwendet, was auch wirklich gebraucht wird. Fräsen und Feilen lassen bekanntlich immer eine Menge Späne und andere Reste zurück und es gibt bei diesen Verfahrungen auch oft genug jede Menge Unschärfe im Detail. Das ist für ein Berliner 3D – Druck – Unternehmen ausgeschlossen, denn dieses weiß ganz genau, was gebraucht wird und den Rest übernimmt ohnehin der Drucker. Von sehr groß bis winzig klein ist alles denkbar und machbar und die Unternehmen können sich Aspekte wie die Aufbewahrung im Lager schon bald sparen. Es genügt der Gang zum 3D – Printer und schon kann es losgehen. Davon werden Wirtschaft und Entwicklung immens profitieren und so lassen sich heute zum Beispiel Spezialanfertigungen wie Zahnprothesen oder Hüftgelenke oder auf Wunsch genauso unkompliziert herstellen wie ganze Serien.

Auch die Kosten sind völlig akzeptabel und man sollte bei der Berechnung der Gebühren immer auch bedenken, was an Zeit und Aufwand im Gegenteil eingespart wird. Die vielen Künstler und Freiberufler haben den 3D – Druck in Berlin jedenfalls für sich schon nutzen und lieben gelernt und es ist nur eine Frage der Zeit, bis das weitere Teile der Wirtschaft für sich entdecken werden.

Die Innovation von morgen: Der 3D-Druck

Sunday, June 2nd, 2013

3d Quadrat

Die Weltraumagentur NASA baut die neue Mars-Trägerrakete auf eine innovative Art und Weise: Einzelne Bauteile werden von 3D Druckern erstellt. Warum bedient sich die weltweit bekannte Forschungsinstitution der neuen Technologie und für welche Branchen kommt der 3D-Druck noch in Frage?

Der 3D-Druck wurde zum Trend. Nicht nur große Firmen, aber auch Haushalte können sich einen solchen Drucker leisten. Das Prinzip ist dementsprechend auch nicht schwer vom Gebrauch. Das zu druckende Modell soll in ein Computerprogramm eingegeben werden, welches die Daten zu einem Befehl verarbeitet und durch Aufteilung der Figur in dünnste Schichten die Information schrittweise an den Drucker übergibt. Dieses Programm, das sogenannte CAD (Computer Aided Design) ist einfach von der Bedienung und bietet kaum Schwierigkeiten. Der 3D-Drucker übernimmt die ankommende Information und wandelt das gegebene Material (Kunststoff, Metall, Keramik, menschliche Zellen – Die Wissenschaft wird bald soweit sein, All-Around-3D-Drucker herzustellen um jedes denkbare Material umwandeln zu können.) in das Muster des Modells um. Je nach Material wird dies entweder pulverartig oder flüssig verarbeitet und mit Hochenergie-Lasern verschmelzt und gefestigt.

Der größte Vorteil des 3D-Drucks ist schon bei der Gebrauchsanweisung nicht zu übersehen: Das Ersparnis des Materials und die Steigerung der Effizienz. Es wird nur so viel Material verbraucht, wie für das Produkt nötig ist. Außerdem bietet die Forschung Möglichkeiten, den Energieverbrauch soweit zu reduzieren, dass 3D-Drucker zum Beispiel Batterien für sich selbst drucken.

Damit findet die NASA das perfekte Jackpot für ihre Produktion. 3D-Druck ist produktiv, zuverlässig und die Gefahren dabei sind minimal. Die Teile werden in Bayern mit dem M2 Cusing Drucker hergestellt und von dem Unternehmen Concept Laser an die ganze Welt vertrieben. Und nicht nur ist es die NASA und der Forschungsbereich, der an der Innovation beteiligt sein will, auch das Militär unterstützt und nutzt die neue Technologie. Denn nicht zu vergessen, sind die Auswirkungen der Vorteile auf die Produktionsmittel: Der Zeit- und Geldaufwand sinkt bei 3D-Produktion erheblich. Das Militär erneuert konstant ihre Systeme und braucht periodisch neue Komponenten, die durch 3D-Druck geschaffen werden können. Minimale Ausgaben, 100 Prozent Effizienz.

Und diesen „Luxus“ gibt es auch für zuhause in Online Shops und in den ersten IT-Zentren in Deutschland erhältlich. Für einen Preis von zwischen 1000 und 2000 Euro kann sich jeder normaler Konsument einen simplen 3D-Drucker für den Schreibtisch im Büro oder für die Werkstatt leisten. Auch Bildungseinrichtungen wie technische Universitäten und Fachhochschulen ergattern die eher weiter fortgeschrittenen Generationen an 3D-Druckern für ihre Studenten, womit die Innovation an die nächste wissenschaftliche Generation weitergegeben wird. Damit erwartet die 3D-Industrie ein großer Boom in den nächsten Jahrzehnten, nicht zuletzt durch Propaganda aber auch durch die immer kommenden Revolutionen in Bereichen Medizin und IT.