AG-Treffen 2023/03/15: 3D-Druck

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AG3D interaktives Protokoll • https://ag3d.org/ 2023/03/15, 10:00 Uhr

Begrüßung & Informationen zur AG3D

Werkstattbericht

Philipp Thiele (Leibniz Universität Hannover): 3D-Druck

  • Philipp Thiele ist Doktorand für angewandte Mathematik an der Leibniz Universität in Hannover und gewährt uns in seinem Werkstattbericht einen Einblick in die unterschiedlichen Verfahren des 3D-Drucks.
  • 3D aus einer anderen Perspektive: wie aus Daten etwas Anfassbares wird
  • Philipp ist Doktorand Leibniz-Uni Hannover, 3D-Druck ein Hobby, seit 2016

Fertigungsarten generell

  • Subtratktiv (Zerspanen, Fräsen, Laserschneiden, Steinmetzen etc.)
  • Umformung (Schmieden, Biegen, ...)
  • Additiv
  • 3D-Druck
  • Fused Depositing Modeling
  • Stereolithographie (SLA)
  • Selektives Lasersintern (SLS)
  • (Schweißen)

3D-Druck

  • immer schichtweise => 3D-Modell in Slices schichten
  • print-in-place-Verbindungen

Verfahren

  • FDM: Plastik wird als Filament per Klebepistole aufgetragen
  • (Masked) SLA: Harz/Resin, wird anschließend durch UV-Bestrahlung ausgehärtet. Dämpfe sind nicht gesund!
  • SLS: Pulver (Metall, Keramik, Plastik) wird gezielt durch Laser geschmolzen

Vorteile

  • FDM: günstig, große Modelle, stabil, Hohlräume
  • SLA: hoher Detailgrad, auch günstig, Material kann gefärbt werden, Material als Kleber, Transparenz, Es kann gleichzeitig gedruckt werden (härtet schnell aus)
  • SLS: hoher Detailgrad, Metalle/Keramiken, kein Stützmaterial nötig, richtungsunabhängige Stabilität

Nachteile

  • FDM: viele Bauteile, geht schnell kaputt, Stützmaterial nötig, langsam, maßstabsgerecht nicht unbedingt garantiert
  • SLA: "Chemiebaukasten" => Schutzmaßnahmen! Handschuhe, Maske, spröde Produkte, wenige Materialien, Stützmaterial nötig, muss gereinigt und ausgehärtet werden, schwer zu beobachten
  • SLS: Teuer! > 4.500 €, Material teuer, große Maschinen => eher für Industrie (Dienstleister)

Einsatzzwecke

  • SLA: detailreiche Objekte ausstellen, mit Maßstab; eher nicht um in die Hand zu nehmen, weil spröde
  • FDM: stabil, aber geringer Detailgrad
  • SLS: total stabil

Was lässt sich nicht drucken?

  • FDM: zu kleine Details, Stützmaterial im Innern
  • SLA: keine sehr großen Sachen
  • SLS: kann fast alles, universell

Ablauf

  • 3D-Modell: Scan, konstruiert in CAD, modelliert in 3D-Sculpting (Blender)
  • Slicing
  • FDM Software evtl. vom Hersteller vorgegeben, Ergebnis: G-Code ("Maschinencode")
  • SLA Software evtl. vom Hersteller vorgegeben, Ergebnis: Bilder von Maskenschichten
  • Druck, Übertragung per USB, LAN, WLAN, Material befüllen/wechseln
  • Nachbereiten
  • FDM: Stützmaterial entfernen, schleifen, bemalen, Lücken füllen
  • SLA: Waschen, Stützmaterial entfernen, aushärten, bemalen

<Demo>

Anwendungen

  • Rapid Prototyping
  • Ersatzteile (Ikea-Teile selber machen)
  • Bestehende Produkte ergänzen, selber "upgraden", z.B. Miele bietet offiziell Staubaugeraufsätze an
  • 3D-Drucker drucken
  • Deko & Kunsthandwerk

Drucken durch Dienstleister?

  • Beispiel Opferschale Landesmuseum BW & Craftcloud, 10 cm groß

Lost Wax Casting

  • SLA mit speziellem Resin
  • hält die Form
  • kann geschmolzen und ausgebrannt werden
  • Stuckform => ausgießen, Form zerschlagen

Fragerunde

  • Jacob: Bedarf nach einem sehr feinen Druck, Harz? Anschließend soll lackiert werden (Tastmodell)
  • Philipp: FDM: physische Begrenzung in der Detailtreue, SLS?


  • Robert: wie fein ist SLS?
  • Philipp: Sehr! Und sehr genau.


  • Clarissa: wie müssen 3D-Modelle gestaltet sind
  • Philipp: Nicht zu detailliert (sonst kommt der Slicer durcheinander), Flächennormalen müssen nach außen zeigen
  • Clarissa: Rohformate exportieren? – Ja


  • Birgit Borchert: Preise bei Dienstleistern sehr günstig. Warum selber machen?
  • Philipp: Ja. Preis kann schwanken bei Produktion, aber nicht enorm.
  • Birgit: Schnelle Entwicklung. 2015 noch viel viel teurer!


  • Katja Sternitzke: 3D-Druck im Kulturbereich?
  • Philipp: ist nicht direkt mein Zuständigkeitsbereich
  • Katja: wird im Kulturbereich noch experimentiert oder sind die Abläufe bereits etabliert?
  • Philipp: Ideen: experimentelle Forschung an historischen Objekten; Schokoladendruck?
  • Jacob: SKD: experimentelle Projekte: Tastmodell; Repliken von Benin-Bronzen; öffentlicher 3D-Space für Schüler:innen
  • Jessica Hornung: Interesse im Bereich der Restaurierung sehr hoch, z.B. Teile eines Brückengeländers duplizieren/rekonstruieren, z.B. Maschinenteile drucken als Ersatzteile
  • Jacob: https://voices.skd.museum/voices-mag/3d-druck-trifft-porzellanrestaurierung/
  • Eliane Christ: Halterungen für Objekte 3D-drucken, "Negativ erstellen"
  • Frank Bauer: GNM hat einen Maker Space gemacht


  • Jacob: warum 3D-Modelle vereinfachen? Nur wegen der Effizienz?
  • Philipp: Ja. Und bei FDM kommen die Details unter Umständen nicht


  • Frank Bauer: Optimieren ... Tools für unterschiedliche Auflösungen in den unterschiedlichen Achsen?
  • Philipp: leider keine Ahnung
  • Diskussion: wie intelligent sind die Slicer, um aus einem hochauflöslichen Modell die richtigen Schlüsse zu ziehen in Bezug zum Herstellungsprozess?



  • Diskussion über NFDI & 3D-Druck, 3D-Druck in der Forschung (Archäologie)
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