Zeitschrift für Nanomaterialien und molekulare Nanotechnologie

Design und Entwicklung eines 3D-Hausdruckers

Idris Al Ismaili

Die Innovation des Hausdruckers ist eine der wichtigsten Technologien, die der Menschheit unzählige Vorteile bringen würde, indem sie zu den geringsten Kosten und in kürzester Zeit ein würdiges, erschwingliches Haus errichten würde. Die traditionellen Methoden zum Hausbau sind ineffizient. Das Projekt ist für unser Land Oman von großer Bedeutung, da die Bauindustrie unter vielen Problemen leidet, sei es die niedrige Produktivität oder der Mangel an Facharbeitern, neben anderen großen Problemen. Das Projekt zielt darauf ab, die Idee des Hausdrucks zu demonstrieren, indem ein Prototyp entwickelt wird, mit dem Beton Schicht für Schicht gedruckt werden kann, um eine Grundstruktur zu bilden, die einem kleinen Haus ähnelt. Die Gruppe hat einen detaillierten Entwurf des Prototyps erstellt, der implementiert und zur Demonstration der Technologie verwendet wird. 3D-Drucktechnologie (FDM) 3D-Druck mit einem festen Material kann auf verschiedene Arten erfolgen. Eine häufig verwendete Methode ist Fused Deposition Modelling (FDM). Das jeweilige Material wird durch ein Heizelement (Verflüssiger) in einem Extrusionskopf bis knapp über seinen Schmelzpunkt erhitzt und in halbflüssiger Form Schicht für Schicht auf einer Bauplattform abgelegt. Es kann auch Stützmaterial verwendet werden, das über eine separate Düse verfügt, um ein entfernbares Material zu drucken, um Überhänge und besonders dünne Abschnitte des Modells zu stützen. Dieses Stützmaterial wird nach der Fertigstellung entfernt, sodass das beabsichtigte 3D-Modell übrig bleibt (Cooper, 2001). 3D-Drucker für Häuser verwenden Extrusionstechnologie. Das Aussehen einiger Modelle kann mit übergroßen FFF/FDM-3D-Druckern für den Desktop verglichen werden, während andere aus einem rotierenden mechanischen Arm bestehen. Pastenartige Komponenten wie Beton oder Erde werden als Filament verwendet. Material wird aus einer speziellen Düse gedrückt, um Schichten zu bilden und so die Fundamente und Wände des Hauses oder Gebäudes zu gestalten. Fused Deposition Modeling (FDM) oder Fused Filament Fabrication (FFF) ist ein additiver Fertigungsprozess, der zur Familie der Materialextrusionen gehört. Bei FDM wird ein Objekt aufgebaut, indem geschmolzenes Material selektiv Schicht für Schicht in einem vorgegebenen Pfad abgelagert wird. Die verwendeten Materialien sind thermoplastische Polymere und liegen in Filamentform vor. FDM ist die am weitesten verbreitete 3D-Drucktechnologie: Sie stellt die weltweit größte installierte Basis an 3D-Druckern dar und ist oft die erste Technologie, mit der Menschen in Berührung kommen. In diesem Artikel werden die Grundprinzipien und die wichtigsten Aspekte der Technologie vorgestellt.