Der 3D-Druck hat in den letzten Jahren enorme Fortschritte gemacht und ermöglicht inzwischen komplexe und große Objekte, die früher undenkbar schienen. Während der klassische 3D-Druck meist auf kleinere bis mittelgroße Formate begrenzt ist, eröffnet die sogenannte „Belt-3D-Drucker“-Technologie ganz neue Perspektiven. Diese Art von Druckern nutzt ein Förderband als Druckbasis anstatt eines starren Betts, was die Herstellung endlos langer Objekte ermöglicht. Doch die gängigen Belt 3D-Drucker sind meist auf Desktop-Formate begrenzt, was die maximale Größe in X- und Z-Achse einschränkt. Hier setzt das spannende Projekt von Ivan Miranda und Jón Schone an, indem sie ein gewöhnliches Laufband in einen gigantischen Belt-3D-Drucker umfunktioniert haben, der in der Lage ist, ganze Kajaks in einem Stück zu drucken.
Vor etwa fünf Jahren begannen Belt 3D-Drucker an Popularität zu gewinnen, da sie die unbegrenzte Erweiterbarkeit entlang der Y-Achse ermöglichen. Anstelle eines herkömmlichen Druckbettes bewegt sich das Druckobjektförmlich auf einem endlosen Band vorwärts, wodurch enorme Längen realisierbar werden. Gerade für lange Strukturen wie Rohre, Kabelkanäle oder in diesem Fall ein Kajak ist dieses Prinzip ideal. Allerdings ist die Umsetzung technisch anspruchsvoll. Das Förderband ersetzt nicht einfach die Y-Achse, sondern arbeitet zusammen mit der X- und Z-Achse.
Insgesamt wird das Objekt meist in einem Winkel von 45 Grad gedruckt, was dafür sorgt, dass eine ganze Schicht stabil und eben auf dem Band ausgelegt werden kann. Dieses Detail ist entscheidend, um das Problem zu vermeiden, dass das Bauteil ständig von und auf das Band bewegt werden müsste, was die Haftung zerstören und den Druck ruinieren würde.Ivan Miranda und Jón Schone standen vor der Herausforderung, die komplexe Geometrie und Mechanik eines professionellen Belt-3D-Druckers auf einem Laufband nachzubilden. Das Ergebnis erinnert auf den ersten Blick noch stark an ein normales Laufband, doch hinter der Kulisse steckt umfangreiche Eigenentwicklung und mechanische Modifikationen. Die Z-Achse wurde mit individuellen Stahlaufbauten und schweren Linearführungen ausgestattet, um die nötige Stabilität und Präzision zu gewährleisten.
Auch der X-Achsen-Gantry wurde maßgeschneidert und erhielt eine besonders robuste Linearführung, um die große Masse sicher und präzise bewegen zu können.Als Folge der hohen Beanspruchung und des Gewichtes mussten auch die Antriebsmotoren deutlich leistungsfähiger sein als bei herkömmlichen Geräten. Große Schrittmotoren mit eigener Kühlung wurden eingesetzt, da die entstehenden hohen Temperaturen die Halterungen aus 3D-Druck-Material sonst zum Schmelzen gebracht hätten. Für die Extrusion kam eine speziell skalierte Düse mit einem Durchmesser von 1 Millimeter zum Einsatz, damit die immense Menge an Filament, die zur Herstellung eines Kajaks notwendig ist, überhaupt verarbeitet werden kann.Die Steuerung des Druckers erfolgt mit einer Kombination aus Duet-3-Hauptplatine und einer separaten Duet-3-Tool-Board, die sich auf der Extruderkonstruktion befindet.
Diese Kommunikation läuft über einen modernen CAN-FD-Bus, was eine deutlich reduzierte Verkabelung ermöglicht und die Zuverlässigkeit des Systems verbessert. Das gibt dem Drucksystem die notwendige Flexibilität und Robustheit, um auch große Druckaufträge sicher und präzise zu bewältigen.Die Umnutzung eines Laufbands zu einem großformatigen Belt-3D-Drucker ist ein klares Beispiel für kreative Problemlösung und zeigt, wie bestehende Maschinen und Technologien mutig umfunktioniert werden können. Die Kombination aus mechanischem Know-how, thermischer Steuerung und präziser Elektronik macht den Druck solcher Megaprojekte überhaupt erst möglich. Trotz verschiedener Herausforderungen, die während der Entwicklung und Fertigung gemeistert werden mussten, konnte das Duo am Ende ein voll funktionsfähiges System präsentieren.
Ein besonderer Höhepunkt war die erfolgreiche Präsentation des in einem Stück gedruckten Kajaks auf der Maker Faire Prague. Das imposante Bauteil demonstriert nicht nur die Leistungsfähigkeit der Maschine, sondern auch das Potenzial für den 3D-Druck großer, funktionaler Objekte. Besonders Anwendungen im Bootsbau, in der Fahrzeugproduktion oder in der Luft- und Raumfahrt könnten in Zukunft sehr von solchen Großdruckern profitieren.Die Branche profitierte in den letzten Jahren stark von fortschreitenden Entwicklungen im Bereich der linearen Antriebe, Hitze- und Kühltechnik sowie von leistungsstarken Mikrocontrollern und Board-Technologien. Dies hat dazu geführt, dass selbst Projekte mit enormen technischen Herausforderungen realisierbar wurden.
Die Grundidee, ein Laufband als endlos bewegtes Druckbett einzusetzen, ist dabei so einfach wie genial. Sie stellt eine natürliche Weiterentwicklung der konventionellen Belt-3D-Drucker dar und heißt eine Ära willkommen, in der individuelle Großteile ohne Montage gedruckt werden können.Der Einfluss solcher Innovationen reicht weit über den Hobbybereich hinaus. Industrialisierte Fertigungsverfahren, die auf modulare Standardkomponenten setzen, können durch derartige Sonderlösungen ergänzt oder sogar revolutioniert werden. Große Stückzahlen oder Prototypen in außergewöhnlichen Größen können so deutlich schneller und kosteneffizienter gefertigt werden.
Gerade die Möglichkeit, ein komplettes Boot in einem Stück zu drucken, eröffnet völlig neue Möglichkeiten in Bezug auf Materialeinsparung, Designfreiheit und belastungsoptimierte Strukturen ohne störende Verbindungsstellen.Nicht zuletzt beweist das Projekt von Miranda und Schone, dass sich kreative Köpfe nicht von Grenzen im Maschinenbau einschränken lassen. Die Umwandlung eines sportlichen Laufbands in eine Hightech-Druckmaschine ist ein inspirierendes Beispiel für Innovation durch Querdenken. Gleichzeitig regt es dazu an, über neue Einsatzfelder des 3D-Drucks nachzudenken, die über den klassischen Prototypenbau hinausgehen.Potenzielle Anwender sollten jedoch beachten, dass ein solcher Umbau ein hohes Maß an technischem Knowhow und Erfahrung im Maschinenbau sowie in der elektronischen Steuerung erfordert.
Professionelle Belt-3D-Drucker in Industriegröße sind noch nicht in großer Zahl kommerziell verfügbar, weshalb DIY-Projekte oder Sonderanfertigungen wie das Treadmill-Projekt eine wichtige Rolle als Technologievorreiter spielen.Zukünftige Entwicklungen könnten die Technik weiter verfeinern und leichter zugänglich machen. Die Kombination aus standardisierten Baukomponenten, leistungsstärkerer Kühlung, optimierter Firmware und innovativen Extrudertechniken lässt erwarten, dass große, endlos lange 3D-Drucke bald noch effizienter und zuverlässiger realisiert werden. So könnte das Konzept des riesigen Laufbanddruckers nicht nur für den Bootsbau relevant werden, sondern auch in anderen Branchen wie der Architektur, dem Möbelbau oder der Luftfahrtindustrie neue Maßstäbe setzen.Insgesamt zeigt die Verbindung aus traditionellem Laufband-Mechanismus und der modernen 3D-Drucktechnik eindrucksvoll, wie interdisziplinäres Denken relevante Herausforderungen löst und gleichzeitig völlig neue Möglichkeiten eröffnet.
Die Zukunft des 3D-Drucks wird von solchen Projekten mitgestaltet und bewegt sich weg von begrenzten Bauraummaten und hin zu fast unbegrenzten Dimensionen und Einsatzmöglichkeiten. Wer heute an den Rand des Machbaren geht, wird morgen vielleicht schon Standards setzen, von denen auch Hobbyisten und professionelle Anwender gleichermaßen profitieren.
