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Technik

Wie ein 3D-Drucker arbeitet

Ein 3D-Drucker baut Teile Schicht für Schicht auf. Du verstehst das Prinzip und rechnest Schichten und Druckzeit.

  • ca. 11 Minuten
  • Klasse 7
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann das Prinzip des 3D-Drucks erklären.
  • Ich kann Schichten und Zeit berechnen.
  • Ich kenne Grenzen des Verfahrens.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Schritte einer digitalen Produktion

Ein 3D-Drucker baut Teile auf. Man nennt das ein additives Verfahren, weil Material hinzugefügt wird. Beim verbreiteten Verfahren schmilzt eine heiße Düse einen Kunststofffaden und legt ihn Schicht für Schicht ab. Die Schicht ist zum Beispiel 0,2 mm hoch. Ein Slicer-Programm schneidet das Modell vorher in diese Schichten. Bei Überhängen, also frei schwebenden Teilen, druckt der Drucker eine Stütze mit, die man später entfernt. Beim Druck sind Düse und Druckbett heiß. Die Druckzeit hängt von Größe und Schichthöhe ab. Ein 10 mm hohes Teil hat bei 0,2 mm Schichthöhe 50 Schichten. Braucht jede Schicht 90 Sekunden, dauert der Druck 4500 Sekunden, also 75 Minuten. Der Druck ist gut für Einzelteile und Prototypen, braucht aber Zeit.

Begriffe des 3D-Drucks.
BegriffBedeutung
additivMaterial wird hinzugefügt
Schichtdünne Lage, z. B. 0,2 mm
Slicerteilt das Modell in Schichten
Stützehilft bei Überhängen
Prototyperstes Probemodell

Druckzeit berechnen

  1. Höhe: 10 mm, Schichthöhe: 0,2 mm.
  2. Schichten: 10 : 0,2 = 50.
  3. Zeit je Schicht: 90 Sekunden.
  4. Gesamt: 50 · 90 = 4500 Sekunden = 75 Minuten.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Schicht auf Schicht.

Das Modell wird vorher geschnitten.

Düse und Bett sind heiß.

Ein Beispiel

Beispiel

Mia druckt einen kleinen Würfel. Sie sieht, wie die Schichten übereinander wachsen.

Schritt für Schritt

Zeit abschätzen.

  1. Höhe durch Schichthöhe teilen.
  2. Mit der Zeit je Schicht malnehmen.
  3. Sekunden in Minuten umrechnen.
  4. Ergebnis prüfen.

Mit einem Bild erklärt

GrößeWert
Höhe10 mm
Schichthöhe0,2 mm
Schichten50
Zeit je Schicht90 s
Gesamtzeit75 min

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Warum ist 3D-Druck ein additives Verfahren?
Zeig mir den ersten Schritt

Wird Material weggenommen oder hinzugefügt?

Lösung ansehen

Lösung: Material wird hinzugefügt.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Ein Teil ist 10 mm hoch, die Schichthöhe beträgt 0,2 mm. Wie viele Schichten sind es?

Zeig mir den ersten Schritt

Rechne 10 : 0,2.

Lösung ansehen

Lösung: 50

10 : 0,2 = 50 Schichten.

Tipp: Eine kleinere Schichthöhe macht das Teil glatter, dauert aber länger.

Merksatz: 3D-Druck ist additiv: Schicht für Schicht entsteht das Teil. Düse und Druckbett sind heiß.

Typischer Fehler: Viele denken, ein 3D-Drucker drucke jedes Teil sofort. Große oder feine Teile brauchen Stunden.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 50 Schichten mit je 90 Sekunden. Wie viele Minuten dauert der Druck?

Zeig mir den ersten Schritt

Rechne 50 · 90, dann durch 60.

Lösung ansehen

Lösung: 75

50 · 90 = 4500 s. 4500 : 60 = 75 Minuten.

Frage 2 Wozu dient die Stütze?
Lösung ansehen

Lösung: Sie trägt frei schwebende Teile beim Druck.

Frage 3 Die Düse eines 3D-Druckers ist heiß.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Frage 4 Was macht der Slicer?
Lösung ansehen

Lösung: Er teilt das Modell in Schichten.

Geschafft

3D-Druck baut Teile aus Schichten. Er eignet sich für Einzelstücke und Prototypen.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

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