Mataerial: Anti-gravity Object Modelling

Guten Morgen :-)

...und wieder gibt es eine coole Innovation auf dem 3D Drucker Markt: Mataerial. Mataerial ist eine neue Art der additiven Fertigung mit Plastik. Das Wunderbare an dieser 3D Druck Methodik: man benötigt kein Stützmaterial und kann trotzdem senkrechte Formen und Kurven erzeugen. Wie das geht?

Petr Novikov, Saša Jokić vom Institute for Advanced Architecture of Catalonia (IAAC) and Joris Laarman Studio haben den neuen 3D Druck Roboter entwickelt. Sie nennen die Methode, die auf die Patentierung wartet: Anti·gravity Object Modeling. Durch die Verwendung von thermosetting polymers ist es möglich - ohne den Umweg über zweidimensionale Schichten zu gehen - 3D Objekte zu erzeugen. Das Material besteht aus zwei Komponenten, die direkt erstarren, sobald sie aus dem Druckkopf kommen. So entstehen 3D Skulpturen, die scheinbar der Erdanziehung trotzen...

Wer sich genauer informieren möchte, kann das auf bspw. der offiziellen Homepage tun. Dort findet man auch ein Video, wo man den 3D Drucker in Action sehen kann! Wirklich sehr beeindruckend.

Quelle des Bildes: http://static.dezeen.com/uploads/2013/05/dezeen_Mataerial-by-Petr-Novikov-Sasa-Jokic-and-Joris-Laarman-Studio_7.jpg

3D Druck aus Zucker

Guten Morgen :-)

...gestern Abend ist Matthias über eine Website gestolpert, die 3D Objekte aus Zucker herstellt. Neugierig geworden, weil die 3D Drucke wirklich beeindruckend aussehen, habe ich ein wenig recherchiert. Auf der Website selbst, wird nicht verraten mit welchem Verfahren gearbeitet wird. Somit habe ich nach der Möglichkeit mit Zucker zu drucken im Internet gesucht und bin ziemlich schnell auf ein Open Source Projekt namens Pwdr gestoßen.

Quelle des Bildes: http://pwdr.github.io/images/Pwdr-gallyer-1.jpg

Dieser Drucker ermöglicht - im Gegensatz zu vielen anderen Open Source Druckern - das Drucken mit Pulver. So verklebt er die verschiedenen Pulverschichten miteinander, um das 3D-Objekt zu drucken. Anscheinend sind neben Zucker auch die Verarbeitund von Gips, Keramik und Zement möglich. Pwdr ist ein 3D Drucker, der von Alex Buddingentwickelt wurde. In seiner Weiterentwicklung soll der Drucker auch zu selektivem Lasersintern fähig sein. Baut man ihn nach, kostet er wohl um die 1000€.

Ob der Drucker auch der Drucker ist, mit dem die beiden Architekten aus den USA arbeiten um Ihre Zuckerskulpturen zu erstellen, sei dahin gestellt...

...die Zuckerskulpturen sind jedenfalls toll und Pwdr sieht nicht nur schick aus, sondern ist ein sehr interessantes 3D Projekt!

FabCon 3.D: 14. und 15. Mai 2013

Guten Morgen :-)

wer sich selbst mal einen Eindruck über die Welt des 3D-Drucks machen möchte, kann nächste Woche in Erfurt der FabCon 3.D beiwohnen. Wir werden auf jeden Fall da sein...
 ... wer noch mehr sehen will: parallel (auf demselben Gelände) findet die Rapid.Tech statt. :-)

...anbei noch eine Presseinformation, die wir von der Messe Erfurt zur Verfügung gestellt bekommen haben:

Das neue Technologie-Highlight im Erfurter Messekalender
FabCon 3.D – die Plattform rund um Maker und 3D-Drucker, trifft den Nerv der Zeit.

Rund 25 Aussteller – vom Hersteller kommerzieller 3D-Drucker bis zu den Anbietern von
benötigten Materialien – werden am 14. und 15. Mai 2013 die aktuellen Trends dieses
neuen Milliardenmarkts* präsentieren. Auf der knapp bemessenen Ausstellungsfläche
versammeln sich mit MakerBot (USA), Ultimaking Ltd. (Niederlande), fabbster (Bayern),
alphacam (Baden-Würrtemberg), Helian Polymers (Niederlande), German RepRap
(Bayern), fabtory (Nordrhein-Westfalen), FABBEO (Berlin), EKONS (Rheinland Pflaz)
oder 3dDinge.de (Bayern) maßgebliche Hersteller und Dienstleister der noch
überschaubaren Branche aus dem In- und Ausland.

Mit 3D Schilling aus Sondershausen präsentiert sich ein führendes Unternehmen aus
Thüringen auf der Premierenveranstaltung. Daneben liegen bereits jetzt zahlreiche
Anmeldungen von Fachbesuchern aus Deutschland, Österreich und der Schweiz vor.
„Die FabCon 3.D wird dem aktuellen Hype rund um Fabber, Maker und 3D-Drucker
erstmals im deutschsprachigen Raum eine angemessene Plattform bieten und zeigen,
wie der 3D-Druck Einzug in die deutschen Wohnzimmer hält. Diese Technologie wird
nach der industriellen Produktion jetzt auch unseren Alltag revolutionieren“, ist sich Erfurts
Messechef Wieland Kniffka sicher.

Quelle des Bildes: http://www.fabcon-germany.com/typo3temp/pics/0022_Modellbau_Messe_2013_62422dfdb2.jpg

Fachprogramm und Messeparty
Die Convention richtet sich an fachlich interessierte Endverbraucher, an Fachbesucher,
die die Anschaffung eines 3D-Druckers planen (u.a. Architekten, Modedesigner,
Restauratoren), an Vertreter des Bildungssektors sowie an die immer größer werdende
Maker-Community. Ein zweitägiges Workshop- und Vortragsprogramm sowie eine
abendliche Messe-Party mit besten Networking-Gelegenheiten runden deshalb die
Messepremiere ab. Im wahrscheinlich kleinsten Hörsaal Deutschlands – dem brandneuen
Messerestaurant „Cube“ – werden anerkannte Referenten aus Industrie, Hochschulen
und Community sowohl Einführungsvorträge zum Thema 3D-Druck halten als auch bestpractise-
Beispiele und technologisch anspruchsvolle Spezialthemen anbieten.
FabLab-Area lädt zum Fachsimpeln und Feiern ein
Der kreative Ort zum Selbermachen ist die „FabLab-Area“ im Anschluss an den
Ausstellungsbereich. Sie ist der Anlauf- und Präsentationspunkt für FabLabs und offene
Werkstätten aus Deutschland. Dabei soll eine offene High-Tech-Werkstatt mit dem Ziel
entstehen, den Besuchern industrielle Produktionsverfahren für hoch individualisierte
Einzelstücke zu präsentieren bzw. zur Verfügung zu stellen. Die Messe Erfurt stellt den
FabLab-Akteuren dafür die entsprechende Ausstattung an Mobiliar und technischen
Voraussetzungen, wie W-LAN bereit, und bietet zusätzlich freien Eintritt für beide Tage,
Einbindung ins Rahmenprogramm und einen gemütlichen Übernachtungsplatz im Indoor-
Maker-Camp! Als Gastgeber fungiert das FabLab Thüringen.

Perfekte Kombination – Industrie trifft Community
Parallel zur FabCon 3.D präsentieren auf der Fachausstellung Rapid.Tech in der
Messehalle 2 über 60 Aussteller Maschinen und Anlagen, die dem interessierten
Fachbesucher die industriellen Verfahren des Rapid Prototyping, Rapid Tooling und
Rapid Manufacturing anschaulich verdeutlichen. Im Zentrum des Fachprogramms der
Rapid.Tech stehen die Fachforen "Luftfahrt", "Medizintechnik" und "CAD/CAM und Rapid
Prototyping in der Zahntechnik".
Für Wieland Kniffka die perfekte Kombination: "Während sich die FabCon 3.D gezielt an
private Anwender und Interessenten wendet, befasst sich die Rapid.Tech mit der
industriellen Nutzung dieser Technologie Wir sind damit weit und breit der einzige Messe-
Standort, der beide Bereiche umfassend abdeckt!"


* Die auf 3D-Druck spezialisierte Beratungsfirma Wohlers Associates beziffert das Marktvolumen der 3D-Druck-Branche einschließlich Dienstleistungen für 3D-Druck für 2012 auf 2,2 Milliarden Dollar, 2015 werden 3,7 Milliarden Dollar prognostiziert. www.wohlersassociates.com

3D-Drucker bei Conrad ab Juli 2013

Guten Morgen :-),

Conrad ist wohl der erste Elektronikhandel, der ab Juli 2013 standardmäßig einen 3D-Drucker im Angebot haben wird. Es handelt sich hierbei um einen Velleman Drucker. Das 3D printer kit K8200 wird kurz vorher auf der Hong Kong Electronics Fair vorgestellt.

Der Drucker hat ein Metallgehäuse und gehört in die Kategorie Plastikdrucker. ABS und PLA sind mit den Maximalmaßen von 20x20x20cm druckbar.

Er soll für 699€ in die Läden kommen.

Der einfach(st)e Weg zum selbst kreierten 3D-Objekt?

Guten Morgen :-)

...heute hab ich wieder ein wenig in der 3D Druck Welt herumgestöbert und bin auf kickstarter wieder auf eine neue nette Idee gestoßen: neben dem kleinsten 3D Drucker und dem günstigen 3D Scanner, habe ich die vlt. bislang simpelste Software gefunden, um sich selbst ein 3D Objekt zu kreieren...

Doodle3D

Die Idee dahinter: grundsätzlich ist es momentan immer noch etwas schwierig ein Objekt auf dem PC zu erstellen und es zu drucken, ohne große Vorkenntnisse in der Erstellung von 3D Dateien zu haben. Es gibt verschiedene Ansätze dies zu ändern und durch intuitive Software zu ermöglichen. Ein neuer Ansatz, der es sogar Kindern erlauben soll 3D Objekte zu erstellen ist Doodle3D.

Doodle3D wird in den Niederlanden von einem Team um Rick Companje entwickelt. Aktuell werden hierzu auf kickstarter Gelder gesammelt. Bei dem Tool handelt es sich um ein sketching tool, dass es sehr simpel ermöglicht seine eigene Zeichnung in 3D auszudrucken. Man zeichnet mit dem Finger eine Figur - egal was - drückt auf "Print" und schon entsteht aus der Zeichnung das reale 3D Objekt. Eine nette zusätzliche Idee wird eine WiFi Box sein, die man an verschiedene Devices und den 3D-Drucker anschließen kann. Sie ermöglicht so das Einfache schnurlose Drucken seiner eigenen Objekte von (fast) jedem Gerät aus.

Quelle des Bildes: http://www.kickstarter.com/projects/companje/doodle3d

Der aktuell günstigste 3D-Scanner

Guten Morgen :-)

... haben wir euch letztes mal den bislang wohl kleinsten 3D Drucker vorgestellt, wird es heute der wohl bisher vollfunktionstüchtige, günstigste 3D Scanner.
Die Kosten vom günstigsten 3D Drucker und 3D Scanner sind schon mal sehr ähnlich. Der 3D-Drucker kostet 99$ und der 3D-Scanner ca. 100€. Was sie jedoch grundsätzlich voneinander unterscheidet, ist - klar die Funktion - aber auch, dass der 3D-Drucker komplett funktionsfähig daher kommt und der 3D-Scanner als Selbstbau-Kit.

Der gesamte 3D Scanner ist ein open source Projekt und entstammt einer Bachelorarbeit und bekommt eine immer größere Fangemeinde in der 3D Druck Szene. Finden kann man das Ganze auf der folgenden Website: http://hci.rwth-aachen.de/fabscan.

Spannend ist, dass man mit so kleinem Geld einen wirklich gut funktionierenden und detailreichen 3D-Scanner hinbekommen kann, der tolle 3D Druckergebnisse hervorbringen lässt...

Quelle des Bildes: http://hci.rwth-aachen.de/img/wiki_up/prot3Setup.png

Quelle des Bildes: http://hci.rwth-aachen.de/img/wiki_up/FabScan-Teddy.png

Der bislang kleinste und günstigste 3D-Drucker

Guten Morgen :-)

...heute wollen wir euch den (uns bislang bekannten) kleinsten und auch günstigsten 3D-Drucker vorstellen. Erhältlich ist er noch nicht - aber er soll laut Hersteller im ersten Quartal 2014 für 99$ erscheinen und begeistert vorab schon die Massen. So bekommt er vorab schon Artikel im Spiegel und Co. oder auch kurze Einspieler in Sendungen wie Galileo...

Warum? Es handelt sich um eine Art Stift mit dem man einfach so - gesetzt den Fall man hat eine ruhige Hand - 3D-Objekte zeichnen kann. Vom Aussehen und vom Handling her, erscheint der 3D-Stift (Prototyp) wie eine Heißklebepistole. Man kann mit ihm alle 3 Achsen im Raum zeichnen. d.h. man kann platt 2-dimensional auf einem Tisch zeichnen, und das Objekt aufheben oder aber man kann auch direkt die Z-Achse zeichnen. Funktionieren tut das Ganze deswegen, weil das Plastik - sobald es flüssig aus dem Druckkopf des 3D-Stiftes tritt - relativ schnell abkühlt.

Anschauen kann man sich das bspw. auf youtube (http://www.youtube.com/watch?v=NizhvrdUFpk&feature=youtu.be) aber auch auf mehreren anderen Plattformen.

Quelle des Fotos: http://www.the3doodler.com/portfolio/pen-in-hand/

Finanziert haben sich die beiden Erfinder über die Plattform kickstarter.com (http://www.kickstarter.com/projects/1351910088/3doodler-the-worlds-first-3d-printing-pen). Anfänglich sollten so 30.000$ gesammelt werden - bekommen haben sie weit über 2 Mio. Dollar.

Für den 3D Druck verwendet, werden handelsübliche 3mm ABS oder PLA Stränge. Diese werden auch von anderen Druckern, die das FDM-Prinzip nutzen verwendet.

Fazit: ein sehr cooles Spielzeug für wenig Geld aus dem man viel machen kann... auf kickstarter findet man mittlerweile sogar eine ganze "Kunstszene", die zeigt, was man alles mit dem kleinsten 3D-Drucker herstellen kann...   

Kurzer Abriss über den 3D Druck - Teil 2.4: Materialien und Verfahren: Stereolithografie

Guten Morgen :-)

...heute verlassen wir die Familie der schmelzenden 3D-Druckverfahren und kommen sozusagen zum "Gegenteil" dessen: der als SLA oder STL bekannten Stereolithografie.

Bei diesem Verfahren, das als eines oder DAS älteste Verfahren des 3D-Drucks gilt, wird - wie auch bei SLS und SLM ein Laser verwendet. Dieser schmelzt das Material jedoch nicht, sondern härtet es aus.

Genauer beschrieben funktioniert das Verfahren folgendermaßen:
Die Druckkammer ist mit einem lichtaushärtendem Kunststoff - oft Epoxidharz - gefüllt. Ebenfalls in der Druckkammer befindet sich die Trägerplattform. Diese wird langsam abgesenkt, um die einzelnen Schichten des 3D-Modells entstehen zu lassen. Dabei wird die Plattform nur um wenige Zehntelmillimeter abgesenkt und durch einen Wischer abgefahren, der die neue Kunststoffschicht gleichmäßig auf der bereits ausgehärteten verteilt. Nachfolgend sorgt ein Laser dafür, dass diese Schicht wiederum ausgehärtet wird. Dabei erfolgt die Vernetzung des Harzes durch Photopolymerisation, die durch das UV-Licht des Lasers ausgeführt wird. Schichtdickern zwischen 0,05 und 0,25mm sind möglich, was dieses Verfahren zu einem der genauesten macht und 3D-Modelle mit hoher Komplexität ermöglicht. Die Struktur der erhaltenen 3D-Modelle ist jedoch nicht sehr stabil und es ist während des Druckprozesses notwendig mit Stützstrukturen zu arbeiten, die Hohlräume oder bspw. Überhänge stabilisieren. Am Ende des gesamten Prozesses, können diese wieder manuell entfernt werden.

Nachdem das 3D-Objekt fertig ausgehärtet ist, wird die Plattform aus dem flüssigen Kunststoff herausgefahren. Das nicht gehärtete Material tropft ab und wird direkt am 3D-Modell manuell durch Lösungsmittel abgewaschen. In den meisten Fällen ist danach noch eine Aushärtung in einem Schrank unter UV-Licht notwendig, da das frisch gedruckte 3D-Objekt oft noch eine gel-artige Konsinstenz besitzt.

Fertig ausgehärtet und von den Stützstrukturen befreit, kann das 3D-Modell dann nachbearbeitet und bspw. mit anderen Teilen zusammengeklebt oder lackiert werden.

Kurzer Abriss über den 3D Druck - Teil 2.3: Materialien und Verfahren: SLM – Selective Laser Melting

Guten Morgen :-)

...nachdem wir das 3D-Gipsdruckverfahren und das SLS-Verfahren vorgestellt haben, fehlt noch das dritte Verfahren aus dieser "Familie". Nämlich das SLM oder Selective Laser Melting.

Selective Laser Melting wird momentan von vielen Quellen aus als DAS 3D-Druckverfahren bezeichnet, dass einer sich lohnenden Produktion von individuellen Einzelteilen am besten nahe kommt. Doch warum ist das so?

Das SLM-Verfahren an sich funktioniert fast wie das SLS-Verfahren. d.h. man hat eine Kammer in der sich Pulver - beim SLM-Verfahren zumeist Metallpulver - befindet. Bekommt der Drucker die entsprechende 3D-Druckdatei, beginnt er eine dünne Schicht des (Metall-)Pulvers in der Druckkammer auszurollen. Diese Schichten werden im übrigen bei allen Verfahren "Layer" genannt. Ein Hochleistungslaser beginnt daraufhin mit dem Schmelzvorgang des Pulvers. Das Pulver wird nur dort geschmolzen, wo sich das fertige 3D-Objekt aufbauen soll. Das übrige Pulver in der Druckkammer bleibt unberührt. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis sich das fertige 3D-Werkstück in der Druckkammer befindet.

Worin unterscheidet sich das Selective Laser Melting von Selective Laser Sintering Verfahren nun?
Beantworten lässt es sich laienhaft folgendermaßen: während beim Sintering noch zusätzliche Werkstoffe wie Klebstoff für die einzelnen Schichten benötigt wird und die Oberfläche des verwendeten Materials jeweils nur "angeschmolzen" wird, wird das Material beim Melting vollständig aufgeschmolzen. So entfallen bspw. die zusätzliche Infiltration mit Klebstoff oder aber auch die zeitaufwendigen Nachbehandlungen im Brennofen. Es ergeben sich aber weitere Vorteile durch dieses Verfahren:

•  der Werkstoff ist sehr "dicht" und weist fast genau die selben Eigenschaften wie Objekte, die mit konventionellen Verfahren hergestellt werden
• durch den Melting-Prozess lassen sich im Gegensatz zu normalen Gussverfahren sog. Lunker (=Löcher, Hohlräume) vermeiden
• Durch die direkte Erzeugung des 3D-Modells aus den CAD-Dateien, lässt sich im Gegensatz zum herkömmlichen Werkzeugbau eine Menge Zeit und Geld sparen
• das Verfahren bietet große Freiheit in der geometrischen Gestaltung der 3D-Objekte. Während bei konventionellen Verfahren die Herstellung solche Werkzeuge zu teuer und zu aufwendig ist, ist dies mit dem SLM-Verfahren sehr leicht. Gleiches gilt für die Komplexität der 3D-Objekte: je komplexer das Bauteil, umso sinnvoller ist es, es mit dem SLM-Verfahren herzustellen. Man spart: Zeit und Geld und kann fast unmögliche Figuren herstellen...

Werkstoffe, die für dieses Verfahren verfügbar sind, sind aktuell alles Metall-Legierungen (Edelstähle, Titan, Aluminium, Kobalt, Chrom und Nickel). Hergestellt wird das 3D-Modell in einer Schutzatmosphäre mit Argon oder Stickstoff. Schichtdicken zwischen 20 und 100 μm und Wandstärken ab 40 µm sind möglich.

Kurzer Abriss über den 3D Druck - Teil 2.2: Materialien und Verfahren: SLS – Selective Laser Sintering

Guten Morgen :-)

SLS oder Selective Laser Sintering ist das nächste Verfahren, was wir kurz vorstellen wollen. Dieses Verfahren veläuft ähnlich, wie das beim Gipsdruck. Nur werden die Materialien nicht wie beim Gipsdruck durch (r)einen Binder miteinander verklebt, sondern die Schichten werden gesintert. D.h. die Materialien werden angeschmolzen und so miteinander verbunden. Zuständig dafür ist ein Laser.

Vom Druckverfahren her, verläuft der 3D-Druck dann ansonsten so wie der Gipsdruck: dünne Schicht pulverisiertes Material auftragen, Laser drüber, nächste Schicht... fertig!

Die zu verwendenden Materialien sind vielfältig. Angeboten werden 3D-Drucker mit Plastik, Keramik, Gummi oder aber auch Metall. Im Fall von Metall bedarf es bspw. noch einer Nachbehandlung im Brennofen. Dazu wird das 3D-Modell für ca. einen Tag bei einer Temperatur von 900°C "gebrannt". Der Polymerbinder wird so entfernt und das 3D-Objekt bekommt durch bspw. Auffüllen mit Bronze, seinen entgültigen Schliff.

Erfunden wurde dieses Verfahren an der University of Texas in Austin von Carl Deckard.

Kurzer Abriss über den 3D Druck - Teil 2.1: Materialien und Verfahren: 3D-Druck mit Gipspulver

Guten Morgen :-)

...heute geht es um das 3D-Druckverfahren mit Gipspulver...

Das Gipspulververfahren ist ein 3D-Druckverfahren, dass ziemlich präzise ist. Allerdings sind die 3D-Objekte nach dem eigentlichen Druck noch nicht wirklich zu gebrauchen und recht weich. Deswegen müssen sie nachbehandelt werden. Doch dazu später mehr...

Beim 3D-Druck mit Gipspulver wird die gesamte Druckkammer bzw. Baukammer des 3D-Druckers - in der das zu druckende Objekt zusammengesetzt wird - mit Gips gefüllt. Dies geschieht in der Art, dass das Gipspulver aus einer Gipskammer, Schicht für Schicht in die Baukammer gefüllt und mit einer Walze zu einer dünnen Schicht verteilt wird (bis zu einer Dünne von 0,1mm möglich). Diese dünne Gipspulverschicht wird im zweiten Schritt mit einem Bindemittel besprüht. Das Bindemittel wird natürlich nur auf die Stellen aufgetragen, die das spätere 3D-Objekt ergeben sollen. Das Bindemittel klebt somit nicht nur die einzelne Schicht an sich zusammen, sondern auch die aufeinanderliegenden Schichten.
Das Bindemittel wird dazu mit dem gleichen Prinzip wie bei einem normalen Farbdrucker aufgetragen: durch Düsen. Ein weiterer Vorteil: verwendet man eingefärbtes Bindemittel, kann ein vollfarbiger Druck entstehen. Dabei ist die Farbpalette ebenfalls mit denen herkömmlicher nicht 3D-Drucker vergleichbar.

Nach und nach entsteht so eine komplett mit Gips ausgefüllte Baukammer in der sich sowohl noch unverbauter, loser Gips, als auch der zu dem gewünschten 3D-Objekt verklebte Gips befinden. Der lose Gips erfüllt dabei eine wichtige Rolle: er stützt das entstehende 3D-Modell. Weitere Stützkonstruktionen sind bei diesem Verfahren also eigentlich nicht nötig. Sinnvoll bei diesem Verfahren ist es auch je nachdem bei seinem 3D-Modell - sofern es einen abgeschlossenen Körper darstellt - eine kleine Öffnung vorzusehen, aus der man das überflüssige Material herauslösen kann. So spart man Material = Druckkosten und Gewicht - aber büst evtl. auch ein wenig Stabilität des fertigen 3D-Objektes ein.

Um an das gedruckte 3D-Objekt zu gelangen, muss es es quasi ausgraben werden. Der überflüssige Gips, kann erneut der Gipskammer zugeführt werden, so dass man kaum Abfälle erhält. Kleinere Gipsreste am 3D-Objekt, können bspw. durch Druckluft entfernt werden.

Hat man das 3D-Objekt aus der Baukammer entnommen und von Gipsresten gesäubert, muss es noch ausgehärtet werden, da das 3D-Modell bis jetzt nicht besonders stabil ist. Erreichen kann man dies durch Epoxydharz oder Cyanacrylat (Sekundenkleber).

Das Architekturmodell des Hauses auf den Fotos wurde mit solch einem Gipsdrucker hergestellt.

3D Architekturmodell mit Gipsdruckverfahren

3D Architekturmodell mit Gipsdruckverfahren- Seitenansicht

Kurzer Abriss über den 3D Druck - Teil 2.0: Materialien und Verfahren: FDM-Fused Deposition Modeling

Guten Morgen :-)

...Inhalt des heutigen Posts, ist eine kurze Übersicht über die gängigsten 3D-Druckverfahren und deren verwendete Materialien. Beginnen wir mit dem populärsten Beispiel:

FDM - Fused Deposition Modeling
Dieses Verfahren wird von den meisten 3D-Druckern verwendet. Es ist sowohl in den niedrigeren Preisklassen der Drucker, als auch in den hohen Preisklassen wiederzufinden. Beim Fused Deposition Modeling wird geschmolzenes Material verwendet, um das 3D-Objekt daraus herzustellen. Geschmolzen wird das Material zumeist direkt im Druckkopf (einer Heizdüse) und gelangt so verflüssigt auf die Trägerscheibe. Die Schichtdicke liegt zumeist zwischen 0,025-1,25 mm. Die Trägerscheibe ist oftmals auch beheizt (60C° eignen sich bspw. ganz gut), um das geschmolzene Material langsam auskühlen zu lassen und ihm nicht einem Temperaturschock auszusetzen. In den meisten Fällen ist das zum 3D-Druck verwendete Material Plastik. Gängig sind PLA (Poly-Lactic Acid) und ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrol). Die Kunst beim Drucken mit der FDM Technik, liegt bei der richtigen Druckeinstellung. Dicke, Breite und Dichte des Materials können beim Ausdruck eingestellt werden. Sind diese Parameter zu grob gewählt, hat das Objekt zum Beispiel Löcher oder knickt in sich ein.

PLA oder das sogenannte "Bioplastik", ist ein Thermoplastik und wird beispielsweise aus Stärke gewonnen. Es weist eine biologische Abbaubarkeit vor. Hierzu sind jedoch industrielle Kompostverfahren notwendig. Beim täglichen Gebrauch, löst sich das Plastik nicht von alleine auf. Wäre ja auch blöd, wenn man sich eine Vase druckt, diese mit Wasser und Blumen ausstattet und am nächsten Tag hat sich die Vase in Luft aufgelöst...
Chemisch ist PLA ein Polyesther, dass aus Milchsäuremolekülen zusammengesetzt ist. Es wird bspw. auch zur Herstellung von Kleidung verwendet. Für den 3D-Druck kommt es meist als dünne Plastik-Schnur auf einer Rolle aufgerollt daher. Es wird in den Druckkopf geleitet und dort bei einer Temperatur von ca. 220C° geschmolzen. Etwas kälter funktioniert das Ganze auch.

ABS ist ein Thermoplastik, dass nicht biologisch abbaubar und wesentlich härter ist. Es ist das bevorzugtere Material in der Industrie und wird bspw. für Gehäuse wie Computermäuse etc. verwendet. Es ist kratzfester als PLA und ölbeständiger. Seine Verarbeitungstemperatur fürs Schmelzen liegt zwischen 220C° und 250C°. Verwendet wird es genauso wie das PLA.

Beide Materialien können eingefärbt vorliegen. Die meisten Drucker im Niedrigpreissegment arbeiten dabei mit einer PLA/ABS-Spule, so dass einfarbige Objekte hergestellt werden. Es gibt aber auch Drucker, die gleichzeitig mit mehreren Spulen arbeiten oder das Plastik beim Druck direkt einfärben bzw. ansprühen.

Das Modell auf dem Foto ist aus einem einfarbigen PLA hergestellt:

3D-Modell aus gelbem PLA

Kurzer Abriss über den 3D Druck - Teil 1: vom Rapid Prototyping zum Rapid Manufacturing

Guten Morgen :-)

Im Prinzip ist die Geschichte des 3D-Drucks schon recht alt. Angefangen hat sie Ende der 70er/Anfang der 80er unter dem Label Rapid Prototyping. Schon damals wurden reale Objekte aus Computerdateien erzeugt. Fornehmlich genutzt wurde dies bspw. in der Autoindustrie. An Stelle die Modelle aus reiner Modellage herzustellen, begann man damit die Prototypen direkt aus dem 3D-Drucker zu erzeugen. Bis heute hat sich an dem grundlegenden Verfahren nichts geändert: man hat eine Computerdatei, schickt diese an einen Drucker und erhält ein reales 3D-Modell. Was sich geändert hat ist, dass man heute mehr und mehr dazu übergeht von Rapid Manufacturing zu sprechen. Warum? Das liegt auf der Hand...

Anfangs wurden die 3D-Modelle als Prototyp hergestellt. Man wollte sich anschauen, wie das zu produzierende Produkt in der Realistät aussieht und wirkt. Da die Qualität und das Material der damaligen 3D-Drucker noch nicht besonders gut war, beließ man es beim Druck der Prototypen und fertigte das Endprodukt dann ganz klasssich auf herkömmlichen Wegen. Heutzutage hat sich der Anspruch an den 3D-Druck rapide geändert. Die Verfahren haben sich verbessert und die Qualität ist so gut, dass man dazu übergeht das konkrete Produkt selbst aus dem Drucker zu locken. Die Industrie hat so den 3D-Druck in den letzten Jahren immer mehr für sich entdeckt. Das liegt klar daran, dass sich Material und Stabailität wesentlich verbessert haben.
Jüngstes Beispiel ist Nike:

http://nikeinc.com/news/nike-debuts-first-ever-football-cleat-built-using-3d-printing-technology#/inline/17742

Auch die Drucker an sich werden immer günstiger und die Computertechnik wird mehr und mehr auch für Nicht-Experten zugänglich gemacht. Es gibt ganze Industriezweige, die sich rund um das Thema 3D-Druck gebildet haben. So gibt es mittlerweile verschiedene Hersteller von 3D-Druckern mit unterschiedlichen Zielgruppen und unterschiedliche Comunnities. Es gibt Anwendungsmöglichkeiten in der Wissenschaft (bspw. Archäologie oder Medizin), in der Schmuckbranche (individuelle Schmuckstücke), in der Architektur (Modellbau und Innendesign 3D-Objekte) etc., etc., pp, pp...

...genug Stoff also, um demnächst darüber zu berichten:

In Teil 2 wird es um die verschiedenen Materialien zum 3D-Druck und die zugehörigen 3D-Druckverfahren gehen.

Workshop: Introduction to 3D Printing

Guten Morgen :-)

...am 24.02.2013 nahm ich an einem Workshop teil: Introduction to 3D Printing. Der Workshop fand im Rahmen der Maker Week des betahauses in Berlin statt. Inhalte waren die Einführung und ein erster Überblick über die Geschichte, die Gegenwart und die Zukunft des 3D Drucks, sowie eine Livedemo eines 3D-Modell-Drucks. Der Vortragende (Bram de Vries) ist Ingenieur und selbst sehr bewandert in punkto 3D Druck. Er bastelt seine 3D Drucker selbst und hatte zwei-einhalb seiner selbstgebauten Drucker dabei. Der "halbe" 3D-Drucker kam in selbst gedruckten Einzelteilen daher und sollte - sobald fertiggestellt - einen Delta-Drucker ergeben. Beeindruckend dabei: die Drucker drucken die Bestandteile für neue 3D-Drucker selbst. Sie sorgen quasi selbstständig für Nachwuchs, der mehrere Schritte in der Evolution überspringen kann... was für ein 3D-Drucker Leben...

Erstaunlich auch die Entwicklung der Anwendungsmöglichkeiten der 3D-Drucker. So ist es mittlerweile möglich, neben Druckern, die sich selbst drucken, auch Rindfleisch zu drucken... Kein Scherz. Natürlich kommt aus dem Drucker kein ganzes Rind aber angeblich doch ein mehr oder weniger saftiges Steak. Gelistet wird das Ganze unter dem Begriff "Bioprinting" (http://www.focus.de/wissen/technik/bioprinting-steaks-und-schnitzel-aus-dem-3d-drucker_aid_830184.html) Dieses Thema wird an anderer Stelle noch einmal ausführlicher im Blog besprochen werden. Zurück zu den Druckern...
 

Die beiden vollständigen 3D-Drucker waren ein selbst gebastelter 3D-Drucker mit zwei Zugängen; d.h. man kann bspw. mit zwei unterschiedlichen Farben drucken und der andere ein handelsübliches Selbau-Kit. Gedruckt wurde exemplarisch auf dem Selbstbau-Kit.



Links auf dem Bild erkennt man den Drucker mit zwei Düsen. Die Düsen sind auf dem unteren Bild noch einmal detaillierter dargestellt.

3D-Drucker mit mehreren Düsen sind relativ neu auf dem Markt und werden auch bspw. beim Bioprinting eingesetzt. Hier werden dann unterschiedliche Materialien in die Düsen gefüllt und aus dem Drucker kommt quasi dann ein ganzes Menü. Wie wenn man sich an den Herd stellt und kocht... scary...

Hier sieht man das Selbstbau-Kit des 3D-Druckers.
Links sieht man den Druckmeachanismus; unten den Drucker von oben. Das goldfarbene Material ist dabei die Platte, auf der das 3D-Modell entsteht. Die Platte wird beim Druck auf ca. 60 Grad vorgeheizt. So erleidet das Material keinen Temperaturschock, wenn es auf die Platte aufgebracht wird. Der Druckkopf ist oberhalb der Platte an den zwei Eisenstangen angebracht. Startet man den Druck, fährt der Druckkopf wie bei einem normalen Drucker von links nach rechts und umgekehrt. Das Material des 3D Druckers wird

 exakt auf die Druckplatte aufgebracht, in dem sie selbige hin und her bewegt. Vor und zurück, sowie schrittchenweise nach unten. Es wird also nur Material hinzugefügt beim Drucken. Das 3D-Modell entsteht schichtenweise - genauso wie wenn man Bierdeckel aufeinanderkleben würde, bis ein Würfel daraus entsteht. Das verwendete Material ist in diesem Fall: PLA (Poly-Lactic-Acid), ein mit einem niedrigen Schmelzpunkt ausgestattetes Bioplastik.


Anbei einige Beispielmodelle aus dem 3D-Drucker.

Besonders beeindruckend waren die 3D-Modelle aus einem anderen Drucker. Dieser war leider nicht im Workshop zu sehen aber es wäre auch etwas schwierig geworden ihn mitzubringen, da er - im Gegensatz zu den anwesenden Druckern - ungefähr die Größe eines Schrankes aufweist.

Das verwendete Verfahren wie es hier auf den Bildern zu sehen ist, heißt Gipsdruck. Verwendet wird Gipspulver, dass Schicht pro Schicht auf der Druckplatte aufgetragen und direkt mit Farbe versehen wird. Nach dem Druck, ist das Objekt noch recht instabil und es Bedarf einer Nachbehandlung. Auch hierzu wird es an anderer Stelle Genaueres im Block geben...





Die Ergebnisse der 3D Modelle sind beeindruckend und erleichtern bspw. den Architekten beim Modellbau durch 3D Druck die Arbeit enorm. Auch noch ein interessantes Thema für einen weiteren Post...

Hello there...

... als Blogger ziemlich unerfahren, starten wir nun diesen Blog über 3D-Druck.... stellt sich die Frage, was man in Zukunft hier finden wird...?

Ein guter Freund von mir - und hoffentlich auch bald Part dieses Blocks - kam vor ein paar Wochen um die Ecke und meinte: "Du, kennst du eigentlich 3D-Drucker?" Ich:"äh... nö...wieso?" Zuerst dachte ich - nachdem ich dann SOFORT von einem technischen Redeschwall a la 3D-Druck, Plotter, Slicing, 3DP, SLS – Selective Laser Sintering, SLM – Selective Laser Melting, FDM – Fused Deposition Modeling, Stereolithographie (STL, SLA), Laminated object manufacturing (LOM) - überrollt wurde... "wahhhh... ui... toll... jaja... NEIN! Hör auf mich zu quälen..." Aber dann...

... klar, textete er mich die folgenden Tage und Wochen und Monate und Jahre weiter damit zu.... nur, nötig war das - zugegebenermaßen - eigentlich schon nach der ersten Stunde, in der er mir davon erzählte nicht mehr wirklich, da ich sofort Feuer und Flamme für DEN 3D-Druck war und neben "äh... nö" dann auch Kommentare wie "oh", "ah", "echt?" etc. einfließen ließ, um meine gesteigerte Kompetenz zu demonstrieren...

Um diese Kompetenz noch ein wenig zu optimieren hab ich mich dann tatsächlich in den letzten Wochen vermehrt über 3D-Druck und dessen Geschichte etc. pp. informiert und mir ist aufgefallen, wie rasend schnell sich diese Technologie in den letzten Jahren entwickelt hat, wie unfassbar vielfältig man es einsetzen kann und wie toll das Ganze wirklich ist. Der Phantasie sind quasi keine Grenzen gesetzt...

...da ich nun selbst zu einem 3D-Druck Wörter sprudelnden Menschen geworden bin und mein direktes Umfeld schon genug unter meiner Begeisterung zu leiden hat, kamen wir auch auf die Idee diesen Blog zu starten... und immer wenn wir etwas Interessantes oder Neues finden, werden wir es hier posten. Natürlich hoffen wir euch damit genauso für 3D-Druck begeistern zu können, wie wir es sind... oder zumindest ein bisschen...

...also dann... starten wir mal...