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

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

Begrüßung & Informationen zur AG3D

• Links & Ressourcen:
• Wiki: <https://ag3d.org>
• Mailingliste abonnieren: <https://www.listserv.dfn.de/sympa/subscribe/ag3d>
• Protokolle: <https://ag3d.org/index.php/Protokolle>
• Videos: <https://www.youtube.com/channel/UCgacyn-2vUVvVG3tySHpovA>
• Tassen-Benchmark: <https://ag3d.org/index.php/Tassenbenchmark>
• Miro-Board: <https://miro.com/app/board/o9J_l-VOz-g=/>

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?

• Katja Link: Vom Digitalen zum Realen : Museen und der 3D-Druck in Rheinland-Pfalz und Deutschland, https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/artdok/7960/

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