Florian Horsch
3D-Druck für alle
Der Do-it-yourself-Guide
Inhalt
9
Vorwort
13
Einführung
15
1 3D-Druck kompakt: Ein Schnelleinstieg in die Technologie
25
1.1 Was ist eigentlich 3D-Druck?
25
1.2 Vom 3D-Modell zum Schichtmodell
29
1.2.1 Übung 1: Schnelleinstieg in die 3D-Modellierung
30
1.2.2 Übung 2: Das 3D-Druckverfahren –
1.2.2 Übung 2: Das 3D-Druckverfahren –
35
35
1.2.3 Die Schicht – Ihr Freund und Feind
38
1.3 Wie alles begann - die Entstehungsgeschichte des 3D-Drucks
44
1.3.1 Das RepRap-Projekt – die Wiege des heimischen 3D-Drucks
45
1.3.2 Sharing is caring - der Gemeinschaftsgedanke
1.3.2 Sharing is caring - der Gemeinschaftsgedanke
48
48
1.4 Quo vadis? Wohin die Reise geht .....
50
1.4.1 Ist eine dritte industrielle Revolution zu erwarten?
51
1.4.2 3D-Druck im Einsatz - was bereits möglich ist .....
54
2 Das 3D-Modell – die unverzichtbare Grundlage Ihres Druckprojekts
65
2.1 Exkurs: Rechtliche Aspekte
2.1 Exkurs: Rechtliche Aspekte
65
65
2.2 Content-Plattformen - die Verwendung bestehender Modelle
72
2.2.1 Content-Plattformen im Überblick
73
2.2.2 Beispiel: Die Content-Plattform Thingiverse
75
2.3 Customizer - die Anpassung bestehender Modelle
81
2.3.1 Exkurs: Das STL-Format
81
2.3.2 Beispiele für Customizer
85
2.3.3 Übung 3: Plätzchen aus dem Customizer
88
2.3.4 Digitale Töpferei im Customizer
94
2.4 Zeichnen in der dritten Dimension -
2.4 Zeichnen in der dritten Dimension -
96
96
2.4.1 Übersicht gängiger 3D-Modellierungs- oder Konstruktionslösungen
98
2.4.2 Parametrische Konstruktion mit OpenSCAD/CoffeeSCad
105
2.4.3 Sculpting mit Leopoly/SculptGL
108
2.4.4 Übungen zur 3D-Modellierung und -Konstruktion – eine Übersicht
110
2.5 3D-Scanning - die digitale Erfassung Ihrer Umwelt
111
2.5.1 3D-Scanning durch Fotos
112
2.5.2 Übung 4: 3D-Scanning durch PrimeSense-Sensoren
113
2.5.3 3D-Scanning durch Lichtschnitte
117
2.5.4 3D-Scanning durch Streifenprojektion
119
2.5.5 Zukünftige Entwicklungen
120
3 Druckverfahren und Dienstleister
3 Druckverfahren und Dienstleister
125
125
3.1 Die wichtigsten Druckverfahren im Überblick
126
3.1.1 Fused Deposition Modeling (FDM) – die computergesteuerte Heißklebepistole
127
3.1.2 Selektives Lasersintern (SLS) – Laser volle Kraft voraus!
133
3.1.3 Three Dimensional Printing (3DP) – Inkjet-Bindemittel auf Pulver
139
3.1.4 Stereolithographie (SLA) – Es werde Licht
145
3.1.5 Laminated Object Manufacturing (LOM) – der Folienschneider
151
3.1.6 Hybrid- und sonstige Verfahren
158
3.1.7 Zusammenfassung
160
3.2 Kaufen, mieten oder in Auftrag geben? Die Handlungsoptionen im Überblick
160
3.2.1 Print on Demand – die Welt der 3D-Druck-Dienstleister
161
3.2.1.1 Die wichtigsten 3D-Druck-Dienstleister im Überblick
162
3.2.1.2 Materialauswahl und Eigenschaften
165
3.2.1.3 Der Bestellvorgang
175
3.2.1.4 3D Hubs – der Community-Dienstleister
177
3.2.2 FabLabs und Hackerspaces – einen Drucker mit anderen teilen
179
3.2.2.1 FabLabs
180
3.2.2.2 Hacker- und Makerspaces
185
3.2.2.3 Sonstige Möglichkeiten
187
3.2.3 Einen eigenen Drucker kaufen
187
3.3 3D-Druck-Vernissage – was Künstler und Designer aus den diversen Verfahren herausholen
188
4 Ihr erster, eigener 3D-Drucker
193
4.1 Ihre Kaufentscheidung
194
4.1.1 Entscheidungskriterien
194
4.1.1.1 Extruder
195
4.1.1.2 X/Y/Z-Aufbau
201
4.1.1.3 Antrieb
204
4.1.1.4 Weitere Kriterien
205
4.1.1.5 Zwischenfazit
207
4.1.2 Entscheidungshilfen
207
4.1.2.1 Erfahrungsberichte
207
4.1.2.2 Ladengeschäfte
209
4.1.2.3 Events
213
4.1.2.4 Branchenwebseiten
215
4.2 3D-Drucker am Markt - Eigenbau, Kit oder Plug-and-Print?
216
4.2.1 RepRap – Marke Eigenbau
216
4.2.2 Kits – vollständige Bausätze
218
4.2.3 Fertige 3D-Drucker mit Plug-and-Print-Versprechen
220
4.2.4 Zukünftige 3D-Drucker und Crowdfunding
226
4.3 Intermezzo - die Ruhe vor dem Druck
229
4.4 Übung 5: Vorbereitung des 3D-Modells
232
4.5 Slicing – die hohe Kunst des 3D-Drucks
237
4.5.1 Die Grundlage: Eingang = Ausgang
240
4.5.2 Schichten, Wände, Deckel, Böden und Füllung
243
4.5.3 Geschwindigkeiten
247
4.5.4 Retraction
248
4.5.5 Optimierungen für die erste Schicht
249
4.5.6 Support – Überhänge erfolgreich meistern
251
4.5.7 Erweiterte Einstellungen
256
4.5.8 Übung 6: Angewandtes Slicing-Verständnis und weiterführende Informationen
260
4.6 Materialien
265
4.6.1 Allgemeine Informationen
266
4.6.2 Bezugsquellen
268
4.6.3 Drucktemperatur und Druckbettbeschichtungen
269
4.6.4 Materialtypen
272
4.6.5 Handhabung und Lagerung
283
4.7 Ausdruck – Kunststoff marsch!
283
4.7.1 Wichtige Werkzeuge
284
4.7.2 Steuerung des Druckers
285
4.7.3 Die verflixte erste Schicht - 5 Schritte zum Erfolg
286
4.8 Wartung und weiterführende Informationen
288
4.8.1 Vertiefung: G-code und Firmware
290
4.8.2 Troubleshooting – Fehlern auf den Grund gehen
294
5 Jetzt sind Sie dran! Von der Theorie zur Anwendung
295
5.1 Übung 7: Ringe aus dem Customizer
295
5.2 Übung 8: Vom 3D-Scan bis zum fertigen Ausdruck
302
5.3 Übung 9: CD-Ständer und weitere
5.3 Übung 9: CD-Ständer und weitere
307
307
5.3.1 Schnelle Konstruktion eines CD-Ständers mit Inkscape und Tinkercad
307
5.3.2 Drucktipps zum CD-Ständer
314
5.3.3 Weitere Ideen zum Verschenken
316
5.4 Übung 10: Ersatzteil für den Haushalt drucken
317
5.5 Übung 11: Der Retraction-Test anhand der Klein Bottle
321
5.6 3D-gedruckte Multicopter – wenn Ideen fliegen lernen
325
5.7 OctoPrint – die Fernsteuerung für den 3D-Drucker
329
5.8 Pasten extrudieren
333
5.9 Ausblick
337
5.9.1 Dual Extrusion
337
5.9.2 Do-It-Yourself-Filament-Herstellung
344
5.9.3 Do-It-Yourself-Stereolithographie – eine Marktübersicht
346
5.9.4 Zukunftsmusik mit 3Doodler, Oculus Rift und Leap Motion
351
Index
355
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