Ich hänge mich mal an den 3D-Drucker dran, wenn es erlaubt ist. Dazu zwei Fragen von einer, die gar keine Ahnung diesbezüglich hat:
1. Ganz allgemein: wie bekommt der Drucker denn eigentlich sein Muster? In dem Fall hier: Wie "scannt" er das zu druckende Teil also diesen Stift?
Detlef hat das eigentlich schon beantwortet, da ich das aber tägliche mache, versuche ich die verschiedenen Verfahren etwas genauer zu erläutern.
Scannen: Da gibt es das fotografische Verfahren, das von ganz einfach mit Handy, App und vielen dutzende Fotos von allen Seiten das Objekt aufnimmt. Diese Fotos werden dann von einer App oder PC-Software miteinander verglichen, wobei dann durch die unterschiedliche Aufnahmepositionen charakteristische Punkte miteinander verrechnet werden. Das kann eine Zeitlang dauern, im nächsten Schritt müssen aus diesem 360 Grad Bild alle Punkte, also alle Bildpunkte, die nichts mit dem Objekt, Zahnrad, entfernt werden. Dazu gehören zum Beispiel Lichtreflexe, Hintergründe, Schatten usw. Der nächste Schritt ist dann aus dem 3D Bild ein geometrischen Modell zu rechnen, also aus Bildinformationen eine Zeichnung zu machen. Dazu wird die Oberfläche in ein Gitter aus kleinen Dreiecken umgerechnet. Das können einige Millionen Dreiecke sein.
Ich überspringe jetzt mal ein paar Zwischenschritte. Diese Dreiecke beschreiben in einem XYZ Koordinatensystem die Lage eines Punktes im Raum. Wenn alle Punkte, jeder Punkt entspricht quasi einem winzigen Auschnitt der Oberfläche unseres Zahnrades, dann gerechnet wurde, kann ein CAD Programm jetzt eine Zeichnung des Zahnrades erstellen. Diese Zeichnung wird nun als Datei in ein weiteres Programm geladen, das man als Slicer bezeichnet.
Ein Slicer zerlegt nun die Zeichnung in viele hauchdünne Scheiben, bei unserem Zahnrad würde man eine Scheibenwischer von 0,05 mm wählen.
Dann wird noch festgelegt, wie groß das Zahnrad wird, welches Material, wie heiß und wie schnell gedruckt werden soll und noch einige Dutzend Angaben mehr. Das ganze wird dann als sogenannter G-Code an den 3D-DRUCKER geschickt, der das Teil dann druckt. Und wenn man ordentlich gearbeitet hat, erhält nach geraumer Zeit das neue Zahnrad.
Scannen: Mechanisch, das heißt das Zahnrad wird mechanisch abgetastet. Das erspart die ganze Zwischenrechnerei von Bildinformation zu Dreickgeometrie usw. Der Taster liefert mir sofort die Daten im XYZ-System, aus denen dann eine Zeichnung wird. Der Rest ist wieder gleich.
3D Druck: Es gibt verschiedene Verfahren, wir reden hier aber jetzt nur vom Kunststoffschmelzverfahren. Dabei wertet der Drucker die Slicerdatei aus und stellt seine Parameter entsprechend ein. Der Druckkopf ist eine beheizbare Düse, durch die eine gesteuerte Menge an Plastik, Filament! ausgedrückt bzw. zurückgezogen wird. Gleichzeitig bewegt sich der Druckkopf in einer Höhe von ca 0,1mm über dem Druckbett, also quasi meiner Arbeitsplätze. Dabei drückt der Druckkopf 0,05mm dicke Plastikfäden Schicht für Schicht in der Konturform des Zahnrades auf das Druckbett. Das auftretende heiße Plastik verschmilzt dann mit der vorhergehenden Schicht. Um also 1 mm Zahnrad zu drucken, muss der Drucker 20 Schichten aufeinander bringen und verschmelzen.
Und irgendwann ist dann das Zahnrad fertig.
War jetzt ein wenig langatmig, aber hoffentlich noch verständlich.