Makers

ähnlich wie bei den Papierdruckern. Dort stehen Laserdrucker auch eher in Büros und Tintenstrahldrucker eher zu Hause.
    3-D-Drucker gehören zur »additiven« Technik: Sie bauen Objekte Schicht für Schicht auf, von unten nach oben. Im Gegensatz dazu sind andere rechnergesteuerte Maschinen, CNC-Router und CNC-Fräsen »subtraktiv«: Sie schneiden oder schleifen Material mit einem rotierenden Werkzeug weg. Beim additiven Verfahren wird also Material angelagert, wo ein Objekt »ist«; beim subtraktiven Verfahren wird Material entfernt, wo ein Objekt »nicht ist«.
    Bei einem 3-D-Drucker überprüft ein Programm zunächst die CAD-Daten für ein Objekt und berechnet dann, wie es mit einem minimalen Aufwand an Material und Zeit gedruckt werden kann. Ein Beispiel: Die Außenwände einer Büste müssen gedruckt werden, aber die Wanddicke ist unter Umständen nicht festgelegt und hängt von dem verwendeten Material ab. Das Programm berechnet die besten Werte, damit so wenig wie möglich gedruckt werden muss, die Wände aber stabil sind.
    Die Innenseite der Büste ist in der Regel nicht sichtbar und muss somit nicht gedruckt werden. Aber ohne jegliche innere Struktur könnte die Büste zu instabil und zerbrechlich werden. Normalerweise erstellt das Programm eine Wabenstruktur im Innern der Büste, um maximale Stabilität bei minimalem Materialeinsatz zu erreichen. (Wenn man ein Objekt bei einem 3-D-Druckservice hochlädt, bezahlt man in der Regel für die Menge an verbrauchtem Material oder die Zeit, die die Maschine für die Durchführung des Auftrags benötigt.)
    Die Software »zerlegt« dann das Objekt in so dünne horizontale Schichten, wie der Drucker sie gerade noch verarbeiten kann. Jede Schicht besteht aus einem Satz Anweisungen an den Druckerkopf, wie er sich entlang der x- und y-Achse bewegen muss, während er Material herauspresst oder den Laser auf das Pulver oder Flüssigharz richtet. Der Kopf bewegt sich über die Baufläche und zeichnet so die komplette Schicht des Objekts ein. Den optimalen Pfad, damit der Druckerkopf so wenig Strecke zurücklegen muss wie möglich, hat das Programm vorher berechnet.
    Das Verfahren erinnert an die ursprüngliche Postscript-Druckersprache, mit der die Desktop-Publishing-Bewegung vor fast 30 Jahren begann. In beiden Fällen wird eine für Menschen verständliche Bildsprache (damals Worte und Schrift, heute 3-D-Objekte auf einem Bildschirm) in eine für Computer verständliche Maschinensprache übersetzt. Die Fertigungssprache heute heißt »G-Code«. Wie Postscript ursprünglich dafür konzipiert wurde, große Industriedrucker anzutreiben, inzwischen aber auf dem Schreibtisch angekommen ist, so wurdeG-Code für Werkhallen entwickelt und wird jetzt in Kellerräumen benutzt.
    Wenn der 3-D-Drucker eine Schicht beendet hat, befiehlt G-Code dem z-Motor, den Druckkopf ein winziges Stück nach oben zu rücken, und der Kopf fährt die nächste Schicht ab und baut so eine weitere Lage mit Material auf. Und so geht es weiter, Schicht für Schicht immer weiter hinauf, bis das Objekt fertig ist.
    In manchen 3-D-Druckern, etwa solchen, die Flüssigharz aushärten, bewegt sich das Objekt während der Herstellung im Flüssigharzbad nach unten, sodass immer eine neue Schicht Flüssigkeit über die vorhergehende Schicht fließt und dann mit dem Laser ausgehärtet wird. So sind Auflösungen von bis zu wenigen Nanometern möglich, und Strukturen von der Größe menschlicher Zellen können gedruckt werden. Wieder andere Drucker schichten sehr dünne Plastikfolien aufeinander mit Klebstoff zwischen den einzelnen Lagen, und der Druckkopf schneidet die Form in jede Schicht. Aber die Grundidee ist immer dieselbe: Ein Objekt wird aus einzelnen Schichten aufgebaut, die so dünn sind, wie physikalisch möglich ist. Bei einem hochwertigen Drucker sind sie praktisch unsichtbar.
    Ein Vorteil der 3-D-Drucker, die mit einem Laser Pulver aushärten, besteht darin, dass das nicht ausgehärtete Pulver, das die Objekte noch dicht umgibt, als Stütze für überhängende Teile des Objekts fungiert, die sonst im noch warmen Zustand herunterhängen würden. Am Ende des Produktionsvorgangs nehmen die Bediener das Objekt heraus und bürsten überschüssiges Pulver weg. Mit einem 3-D-Drucker, der mit geschmolzenem Kunststoff arbeitet, kann man dasselbe erreichen. Allerdings wird dazu idealerweise ein zweiter Druckkopf benötigt, der eine Pulverschicht oder andere Materialreste dort ablagert, wo überhängende Teile in