3D-Druck / Rapid Prototyping Technische Grundlagen

Gliederung Kurze Geschichte des modernen Prototypenbaus Grundlagen und Hintergrund CAD Druckverfahren Farbe 3D-Scanner „3D-Druck für alle“ Universität zu Köln

Geschichte Rapid Prototyping : Oberbegriff für zahlreiche Verfahren additiver Fertigung Wandel: Firmen  Privatpersonen Günstiger, einfacher, kleiner 1980er: RP als Fertigungsverfahren, mit denen CAD-Daten direkt in Werkstücke oder Muster umgesetzt werden können „werkzeuglos“ : physikalische/chemische Effekte Schichten, verfestigt durch Energie Universität zu Köln

Anfänge Flugzeug-, Konsumgüter- und Automobilindustrie, Maschinenbau Zu Beginn nur Bauteile Wünsche des Kunden schnell zu realisieren „moderne Massenproduktion“ Universität zu Köln

Grundlagen : CAD Computer Aided Design Volumenmodell (dt: rechnergestützer Entwurf) Volumenmodell Zahlreiche Softwaremöglichkeiten Kostenlos z.B. GoogleSketchUp, Blender Datenextraktion: STL als gängiges Format (Triangulation  Drei Eckpunkte und Flächennormale) Universität zu Köln

Grundlagen: CAD Je mehr Facetten, desto genauer die Zeichnung, aber auch desto mehr Speicherplatz Anzeige-Programm zur Überprüfung Reperatursoftware Wichtig: Bestimmung der Innen- und Außenseiten Ca. 40 bis 80 Megabyte Maximalgröße Universität zu Köln

Beispiel Universität zu Köln

Grundlagen: Druckverfahren Poly-Jet Verfahren Stützmaterial Flüssiger Kunststoff auf Bauplattform (Absenken und Polymerisation) Voxel (Volumetric Pixel) Kleine Figur ca. 3 Stunden : CAD, Druck, Lackieren Universität zu Köln

Grundlagen : Druckverfahren Universität zu Köln

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Makerbot Replicator 2 : ca. 1890 € Videobeispiel Makerbot Replicator 2 : ca. 1890 € Universität zu Köln

Farbe Noch kein Standard Vier Vorratstanks und Druckknöpfe (CMYK) Farbschicht ca. 1mm eingedrückt Noch ausbaufähig Polieren meist notwendig Zusätzliche Software benötigt Schwierigkeiten beim Reinigungsverfahren Universität zu Köln

Grundlagen: 3D-Scanner Vgl. Kamera und Druck für das 19 Jahrhundert Erfassung der räuml. Anordnung der Objektoberfläche Digital erfasst mit Laserstrahlen oder „Taster“ Punktwolke Referenzpunkt des Gerätes  Winkel, Entfernungen Viele einzelne Messungen notwendig Probleme: sich verdeckende Stellen, spiegelnde Flächen und durchsichtige Flächen Universität zu Köln

Grundlagen: 3D-Scanner Beispiele Medizin (Knochenstruktur) Passgeschneiderte Verpackung Digitale Archivierung Denkmalpflege 3D Scanner App (iOS) Trimensional Können direkt gedruckt werden Kinect (xBox 360) von Forschern als Scanner genutzt Universität zu Köln

„3D-Druck für alle“ Portale, Foren Einfacher Einstieg, oft ohne Softwarekenntnis Aktuelle Anwendungen Da-bin-ich.de  Untraschallbild Miniature Moments  Foto i.materialize  Zeichnung FabLab/Ding Fabrik (dingfabrik.de) Vom Copy Shop zum 3D Shop? Beispiel Zürich Universität zu Köln

Quellen Makerbot: „The Makerbot Replicator 2 – How It Works“ 19.09.2012, URL: http://www.youtube.com/watch?v=AKTSdW7-H3Q&hspart=ddc&hsimp=yhs-ecosia_03&vm=p (22.11.2014) Fastermann, Petra: 3D-Druck/Rapid Prototyping. Eine Zukunftstechnologie – kompakt erklärt. Berlin/ Heidelberg, 2012. http://www.makerbot.com/ Universität zu Köln