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3D-Druck-Shop Berlin
Verleih, Verkauf & Reparatur von 3D-Druckern
3D-Datenerstellung 3D-Internetlösungen
3D-Druck?
● es wird kein Druck ausgeübt – additives Produktionsverfahren
● Objekt wird durch Hinzufügen von Material erzeugt● Herstellung der Bauteile auf Basis von 3D CAD-Daten
(computer aided design)● Der „Druck“ erfolgt schichtweise
Entstehung und Aussichten
● 80er Jahre erste Geräte zum Rapid Prototyping (schneller Modellbau)
● Seit 2010 rasante Entwicklung durch:
Besserer Zugang und breiteres Verständnis für Computersysteme
– Preissenkung und technische Entwicklung von 3D-Drucksystemen
– Entstehung einer Open-Source (Entwicklungen werden allen zur Verfügung gestellt) Szene
– Interesse seitens Politik, Forschung und Investoren, Medienhype
Anwendungsgebiete
– Konzeptmodelle– Funktionale Prototypen – Ersatzteile, Gussformen – Präsentationsmittel (Give-aways)– medizinische Produkte (Prothesen, Zähne, etc.)– Schmuck
Anwendungsgebiete
● Branchen:
– Modellbau, Architektur– Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie– Kunst und Design– Gesundheitswesen
Wie ensteht ein 3D-Druck
● Datenerfassung durch Scan oder durch ein 3D-Grafikprogramm
● Datenbearbeitung Erstellung eines druckbaren „geschlossen“ Objektes
● „Slicen“ des Objektes – Zerschneiden des Objektes in Schichten
● Druck des Objektes
● Nachbearbeitung
3D Scanner
● Datenerfassung eines realen Objekte mit Hilfe von einem „3D Scanner“
– Fotokamera● Silhouetten● Structured light
– Laserscanner (Lidar)– Reales Abtasten mit einem Roboter
Computer Aided Design
● CAD
– Erstellung von 3D Modellen am PC mit spezieller 3D Software
● Eingabegeräte– 3D Mouse– Spezial Stifte und Pads
● Architekturmodelle● Kunst & Design
Software für 3D Modellierung
● 3D Modellerstellung
– Geometrische Grundkörper● Sketchup, Blender ...● Maya, 3D Studio Max …
– Organische Formen● Sculptris● Zbrush
Visualisierung des 3D Modells
● Wie sieht das 3D Modell überhaupt aus?– Unterschiede zum 2D Druck: Kein Acrobat Reader!
● Visualisierungstyp (Rendering 3D Modells)– Gittermodell– Licht / Schatten– Virtueller Raum– Farbinformationen (Texturen)
● Skalierungsprobleme– Jede Software eigene Masseinheiten
● Unsichtbare Stellen, Überhänge, Innenräume ...
Dateiformat
● Welches Dateiformat?
– Jede 3D Software hat eigenes Format
vergleichbar mit: .ai .cdr .doc .indd ...– Für den 3D-Druck wird eine .STL Datei benötigt
– Reparatur der Datei
– Vereinfachung und Reduzierung
vergleichbar mit DPI– Geschlossene Form, falsche Ausrichtung, usw..
3D Volumenmodell .STL
● Kontrolliertes .STL für den Druck– StereoLithografy
● Koordinaten und Ausrichtung von Dreiecken● Keine Farbinformationen● Große Datenmenge (nicht komprimiert)
– Optimiert, skaliert, ausgerichtet, konvertiert● Mannigfaltigkeit● Wasserdicht● Keine Doppelwände
Druckvorbereitung
● „Ausschießen“ Positionierung der Objekte im Drucker
– Minimierung der Produktionszeit– Minimierung des Materialverbrauchs
● Anlegen von Stützstrukturen
Slicing
● Digitales Zerschneiden des 3D-Modells in 2 dimensionale horizontale Scheiben (Layer)
● ca. 0,1 mm dicke Schichten (je nach Druckverfahren)● 3D Objekt entsteht aus Summe der Schichten● Wie Bierdeckel aufeinander kleben zu einem
Bierdeckelwürfel● Slic3r, Slicer, Kissslicer, Cura, Skeinforge
Slicing(Makerware)
Druckverfahren
● Druck mittels geschmolzener MaterialienFDM (FFM)-Verfahren
● Druck mittels flüssiger MaterialienStereolithografie, Digital Light Processing,MJM
● Druck mit Pulver3DP, Lasersintering, Electron Beam Melting
● Druck mit Papier oder FolienLaminated Object Modeling
FDM oder FFF
● FDM Fused deposition Modelling ● FFF (Fused Filament Fabrication)
Schichtschmelzung – Bewegliche Heißklebepistole
– Verflüssigung eines Kunststoffdrahtes durch Erhitzen
– Schichtstärken 0,1mm bis 1,25 mm
– Bastler Szene - OpenSource Geräte ab 350 Euro
– Kleingeräte zum selbstbauen (RepRap)
Materialien FDM
● PLA- Bioplastik kompostierbar, mehrfarbig● ABS- Plastik aus Rohöl, mehrfarbig● Laywood- holzartiges Material● Claywood- lehmartiges Material● Nylon● Flexible Materialen (Spezielles ABS /PLA)
Weiterverarbeitung
● Schleifen● Polieren● Lackieren● Evtl. Stützstrukturen entfernen
Stereolithografie
● Laser belichtet fotosensitives Kunstharz ● Hohe Auflösung möglich durch geringe Schichtdicken
von 0,025 mm bis 0,25mm● Extrem lange Druckzeiten● Nur ein Materialtyp zu verarbeiten einfarbig● Gut für hoch aufgelöste Designmuster, Urmodelle● Patente laufen aus – Entwicklungen openSource
Digital Light Processing
● Ähnlich der Stereolithografie● Benutzt handelsübliche Beamer Chips● Lemoncurry Projekt (openSource)
Multi Jet Modeling MJM
● Mischung aus Stereolithografie und FDM● Flüssiger Kunststoff wird mittels im Druckkopf
integrierter Lichtquelle ausgehärtet● Sehr detaillierte Modelle möglich● 3D-Systems, Objet jetzt Stratysis bald HP oder Epson● Mehrfarbige Modelle durch mehrere Druckköpfe
möglich
LaserSintering SLS, SLM
● Pulver als Druckmaterial● Material wird mittels Laser verschmolzen● Kunststoffe (Polyamid), Metalle, Keramik● Hohe Festigkeit, Funktionsmodelle● Schlüsselpatent abgelaufen
Electron Beam Melting
● Pulver wird im Vakuum mittels Elektronenstrahl verschmolzen
● Vakuum verhindert Sauerstoffeinschluss
● Sehr feste komplexe metallische Objekte
3DP-Druck mit Pulver
● Druckköpfe tragen Klebstoff auf eine Pulverschicht auf
● Mit Hilfe eines Rakels wird dann eine neue Pulverschicht aufgetragen und wieder verklebt
● 4-Farbdruck möglich● Zcorp jetzt 3D-Systems
Materialien 3DP-Druck
● Gips● Kunststoff● Keramik● Glas
Laminated Object Modeling (LOM)Selective Deposition Lamination(SDL)
● Papier- oder Folienschichten werden verklebt und mittels Cutter automatisch geschnitten
● 4 Farbdruck möglich ● Papier wird vor dem Schneiden bedruckt● Keine Stützstrukturen nötig
● Anbieter: Mcor
Auswahlkriterien
● Qualität, Quantität● Materialkosten● Farbsysteme● Oberflächenbeschaffenheit● Auflösung
Druckerhersteller
– 3D-Systems– Stratysis– Voxeljet– MCOR – Omni3D– Viele viele Klein- und Kleinstanbieter
3D-Informationsplatformen
● 3druck.com● RepRap Wiki● 3D-Druck-Shop.YOUin3D.com● 123DCatch● Netfabb● Thingiverse● Yeggi – Art google Suche für 3D
Aussichten und Entwicklung
● Bioprinting - drucken von Nahrung, von Organen● 3D-Druck in der Entwicklungs- und Katastrophenhilfe ● Drucken von Gebäuden
Und in der Zukunft?
● neue Materialien● neue Drucker ● neue Scanner● Software ● Crowdfunding● Auslaufende Patente (OpenSource)
Aussichten
● Heutiger Konsument wird zum Entwickler und Produzenten seiner Konsumgüter
● Wertschöpfung durch Konsument
Wir danken für Ihre Aufmerksamkeit und hoffen Sie für den 3D-Druck begeistert zu haben.
YOUin3D.com GmbHHannoversche Str. 3