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Der 3D-Druck erfindet die Bassdrum neu

BigRep 3D printed drum cover image

Was bringt jemanden dazu, ein Musikinstrument neu zu erfinden, das es schon seit mehreren tausend Jahren gibt?

Für den Produktingenieur und Musiker Oliver Deeg war es Langweile, Neugier, und viel Wissen über die additive Fertigung. Sein Traum? Bassdrums zu bauen, die mit traditionellen Fertigungsmethoden nicht möglich wären. Das Werkzeug seiner Wahl? 3D-Druck im Großformat!

Grenzen überwinden

Oliver Deeg ist ein Mann voller Talent und Leidenschaft, und noch dazu Experte in CAD-Design, 3D-Druck und E-Commerce. Er hat eine klare Vision: Er will die Grenzen von Design und Sound der Bassdrum durch die additive Fertigung überwinden.

Wie die meisten Schlagzeuger träumte er schon immer davon, sein eigenes Schlagzeug zu entwerfen und zu fertigen. Anfangs stellte er mit einem Freund Schlagzeuge aus Holz her, doch mit traditionellen Methoden konnte er sich das Design nie wirklich zu eigen machen.

BigRep 3D printed drum Oliver Deeg

Bassdrums werden schon immer in sorgfältiger Holzarbeit hergestellt. Im ersten Schritt wird ein hochwertiges Holz, z.B. Ahorn oder Birke, getrocknet, damit es sich nicht verzieht. Hölzerne Dauben werden zu einem Zylinder geformt und verklebt, und bilden so den Kessel der Bassdrum. Die Ränder werden präzise zugeschnitten, um den Kontakt zwischen Trommelfell und Kessel zu optimieren, der ausschlaggebend für den Klang ist. Danach werden Löcher für die Hardware gebohrt, und der Kessel wird geschliffen und poliert. Die Hardware wird montiert, und Trommelfelle aus synthetischem oder tierischem Material werden angebracht. Zum Schluss wird die Trommel mittels der Stimmschrauben auf die gewünschte Tonlage und Resonanz gestimmt. Man benötigt viel handwerkliches Geschick und Liebe zum Detail, um eine Bassdrum in diesem komplexen Prozess herzustellen.

An dem Prozess selbst hat sich wenig geändert, und er lässt kaum Spielraum für das Experimentieren mit Sound und Design. Oliver sah eine Gelegenheit, Drums herzustellen, die diesen Einschränkungen nicht unterworfen waren. Mit seinen 3D-Druckkenntnissen fing er an, kleine Trommeln zu produzieren. Aber es blieb nicht lange bei kleinen Prototypen: der Musiker und Ingenieur wandte sich schnell ambitionierteren Projekten zu.

BigRep 3D printed drum

„Mit dem 3D-Druck gab es für mich zum ersten Mal keine echten Grenzen. Dir kommt eine Idee, und in wenigen Stunden hast Du einen Prototypen in den Händen. Das ist ein echter Traum.“

Große Träume

Der Wendepunkt kam, als Oliver auf der Formnext 2022 BigRep entdeckte. Die Zusammenarbeit mit der Firma trieb seine Vision voran. Die Materialien und großformatigen 3D-Drucker von BigRep halfen ihm, seine Vision zu verwirklichen: eine 24-Zoll Bassdrum mit 6 USPs:

  1. Konischer Innenkessel für neue, einzigartige Sounds. 
  2. Kessel im Reliefdesign für Stabilität und ansprechende Optik. 
  3. Klang- und Kabelöffnung als Auslass für den Luftdruck und für das Einführen eines Mikrofons in die Drum. 
  4. Hohle Trommelwand mit Einfüllloch, durch das Granulat, z.B. Sand, oder Wasser eingefüllt werden kann. Wenn die Wand leer ist, wirkt der Sound eher geigenartig, während eine gefüllte Wand niedrigere Frequenzen produziert. 
  5. Speziell entworfene Ringe zur Befestigung des Trommelfells befestigt wird. 
  6. Sound, Passform und Oberfläche durch Experimentieren mit verschiedenen Materialien optimiert.
BigRep 3D printed drum cover image

„Die Zusammenarbeit mit BigRep war ein echter Gamechanger. Die fortschrittliche Technik der 3D-Drucker hat es mir erlaubt, Drums in hervorragender Qualität herzustellen.“

Anatomy of the 3D printed 24-inch bass drum

3d printed bass drum
  1. Relief design for shell stability and an attractive look.
  2. Holes for lugs Space for metal lugs for the tuning screws.
  3. Drum shell drum body
  4. Conical inner shell Megaphone-shaped shell that produces new sounds.
  5. Screw Holes Used to secure lugs from the inside.
  6. Sound and cable opening allows air to escape and can also be used to insert a microphone into the drum.
  7. Hollow drum wall with filling hole Can be filled with granules, such as sand, or water.
  8. Rings hold the eardrum to the 3D printed shell. Two pieces were needed.

Oliver's drums embody unconventional acoustic principles. Conical shapes have a sound-enhancing effect; That's why its design consists of two shells with an acoustic gap. This would be impossible with traditional manufacturing methods. 

„Meine größten Herausforderungen: das richtige Material zu finden und einen Druck in dieser Größe zu produzieren. Es hat mehrere Tage gedauert, die Drum zu drucken. Nach dem Druck war die Oberfläche tadellos, und benötigte gar keine Nachbearbeitung.“

BigRep 3D printed drum close-up

3D-Druck trifft den richtigen Ton 

Kunststofftrommeln sind nicht neu, es gibt sie schon seit geraumer Zeit. Deren Haptik und Klang sind jedoch sehr eigen. Die 3D-gedruckte Bassdrum ist dagegen etwas ganz Besonderes. Oliver war sofort von dem Klang der Drum begeistert. Klang, Design, Material und Konstruktion – sie alle hatten seine Erwartungen erfüllt. Im Studio konnte die Trommel ihre Stärken voll ausspielen. Sie kann klingen wie eine normale Drum, aber sie kann auch, dank konischem Innenkessel, einen völlig eigenen Klang erzeugen,

BigRep 3D printed drum Oliver Deeg in a recording studio

Es klingt so einfach: 3D-Datei für die Drumteile erstellen, auf „Drucken“ drücken, und dann die Teile produzieren. Doch Oliver wusste, dass es viel komplizierter werden würde. Die Geometrie mag einfach erscheinen, aber sie ist es nicht. Für die Drum benötigte Oliver Expertise und Präzision. Hier half die Zusammenarbeit mit BigRep. Heute ist er fest davon überzeugt, dass die additive Fertigung bei der Produktion von maßgeschneiderten Trommeln in Zukunft eine große Rolle spielen wird.

Als Fan des 3D-Drucks kann er sich gut vorstellen, dass die Technik nicht nur eine neue Ära neuer Musikinstrumente einläutet, sondern sich auch in unseren Alltag einfügen wird. Ihn fasziniert die Vorstellung, dass in Zukunft jeder Haushalt seinen eigenen 3D-Drucker haben könne, um individualisierte Produkte auf Abruf selbst zu fertigen.

„In der Zukunft könnte jedes Zuhause einen 3D-Drucker haben, der das druckt, was wir bestellen“

Oliver schließt ab.

LARGE-SCALE INNOVATION. LIMITLESS CREATIVITY.

The BigRep ONE is an award-winning, large-format 3D printer at an accessible price point. With over 500 systems installed worldwide, it's a trusted tool of designers, innovators, and manufacturers alike. With a massive one-cubic-meter build volume, the fast and reliable ONE brings your designs to life in full scale.

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Natasha Mathew <a style="color: #0077b5" href="https://www.linkedin.com/in/natasha-mathew/" target="_blank" rel="noopener"><i class="fab fa-linkedin"></i></a>

Natasha Mathew

Copywriter

Natasha Mathew enjoys trying new things and one of them she’s currently obsessed with is 3D printing. Her passion for explaining complex concepts in simple terms and her knack for storytelling led her to be a writer. In her 7 years of experience, she has covered just about any topic under the sun. When she’s not carefully weighing her words, she’s reading, crafting, spinning, and adventuring. And when asked about herself, she writes in the third person.

Alles, was Sie über den 3D-Druck wissen müssen: Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft

BigRep ONE.4 Large-Format 3D Printer

Seit seinen bescheidenen Anfängen als Nischentechnologie für Rapid Prototyping hat sich der 3D-Drucker in einen echten Alleskönner verwandelt. Er kann Objekte produzieren, die mit anderen Methoden kaum möglich wären, und hat eine neue Ära der Produktion eingeleitet.

Dieser Artikel beschreibt die Ursprünge des 3D-Drucks, die Meilensteine in seiner Geschichte und die Zukunft dieser Technik.

Inhaltsverzeichnis

1. Grundsätze des 3D-Drucks

Was ist 3D-Druck und wie funktioniert er?

Der 3D-Druck, auch bekannt als additive Fertigung, ist ein Prozess, der digitale Entwürfe in physikalische dreidimensionale Objekte umwandelt. Um ein Objekt zu fertigen, legt der 3D-Drucker ein Material wie Metall, Harz oder sogar Biowerkstoff in dünnen Schichten ab. Er folgt dabei einem digitalen Entwurf, der mit einer computergestützten Designsoftware (CAD, englisch: computer-aided design) erstellt wurde.

3D Print Speed

Im ersten Schritt wird das digitale 3D-Modell in zahlreiche dünne Schichten zerlegt. Der 3D-Drucker folgt dieser Anleitung und platziert das Material präzise Schicht für Schicht, bis das physische Objekt fertiggestellt ist. Diese Technologie findet mittlerweile in einer Vielzahl von Branchen Anwendung, darunter Luft- und Raumfahrt, Gesundheitswesen, Automobilindustrie, Mode und Architektur.

Materialien für den 3D-Druck

Materialien für den 3D-Druck können wie folgt unterschieden werden:

  1. Kunststoffe (PLA, ABS, PETG, Nylon)
  2. Metalle (Edelstahl, Titan, Aluminium, Kupfer)
  3. Harze (normal, flexibel, robust, gießbar)
  4. Keramik (Porzellan, Steinzeug, Irdenware)
  5. Holzstoff mit verbindendem Polymer (Bambus, Birke, Ahorn, Kirsche)
  6. Verbundwerkstoffe (Kohlefaser, Glasfaser)
  7. Pappe und Papier
  8. Lebensmittel (Schokolade, Teig, Zucker)
  9. Biologische Werkstoffe (lebende Zellen und Gewebe)

Die Evolution

Timeline Visual Charts Presentation in Aquamarine Black White Simple Style

Die Wurzeln des 3D-Drucks erstrecken sich in die 1980er, als Visionäre wie Hideo Kodama Methoden entwickelten, mit denen man dreidimensionale Modelle aus Fotopolymeren herstellte und diese dann mit UV-Licht härtete. Um die gleiche Zeit erfand Charles Hull das Konzept der Stereolithografie, das er 1986 patentieren ließ. Bei dieser Technik wird UV-Licht verwendet, um Schichten aus flüssigen Fotopolymer-Harzen zu härten – die Basis für die additive Fertigung. In den nachfolgenden Jahrzehnten wurden verschiedene Druckmethoden entwickelt, darunter das Selektive Lasersintern (SLS) und die Fused Filament Fabrication (FFF), was wiederum zu neuen Materialoptionen und Anwendungen führte.

In den 2010er Jahren wurde der 3D-Druck durch diese Entwicklungen viel zugänglicher und wurde von verschiedenen Industrien aufgegriffen, darunter die Luftfahrttechnik, das Gesundheitswesen und die Automobilindustrie. Der Biodruck machte ebenfalls Fortschritte, sodass lebende Gewebe und Organe gedruckt werden konnten. In der Fertigung, dem Rapid Prototyping und der Medizintechnik ist der 3D-Druck mittlerweile ein wichtiger Faktor, dank der Fähigkeit, komplizierte Entwürfe schnell und präzise zu fertigen.

DIE VORTEILE

Vorteile für verschiedenste Industrien

Rapid Prototyping

Schnelles und kostengünstiges Prototyping erlaubt es Designer*innen und Ingenieur*innen, Entwürfe schnell zu iterieren und neue Produkte so schneller auf den Markt zu bringen.

Individualisierte Produkte für spezifische Bedürfnisse und Wünsche können ohne signifikant höhere Produktionskosten 3D-gedruckt werden.

Maßanfertigung und Personalisierung

Komplexe Geometrien und Designfreiheit

Mit dem 3D-Druck können komplexe Geometrien und Designs gedruckt werden, die mit traditionellen Fertigungsmethoden schwierig oder unmöglich wären.

Additive Fertigung ist effizienter, da nur das benötigte Material verwendet wird, wodurch die Materialverschwendung im Vergleich zu subtraktiven Methoden minimiert wird.

Weniger Materialverschwendung

Effiziente Lieferketten

Produkte können auf Anfrage gefertigt werden, was zu einer Reduzierung des Bedarfs an aufwändiger Lagerhaltung führt und die Lieferketten effizienter gestaltet.

Für kleine Chargen oder Kleinserien ist der 3D-Druck oft kostengünstiger als traditionelle Fertigungsmethoden, da die Rüstkosten niedriger sind.

Kostengünstige Kleinserienproduktion

Innovation und Prototypen in der Medizintechnik

3D-Druck ermöglicht patientenspezifische Implantate, Prothesen und medizinische Modelle zur präziseren Anpassung und chirurgischen Planung.

3D-Druck ermöglicht Studierenden und Wissenschaftler*innen in verschiedenen Bereichen die Visualisierung von Konzepten und die Erstellung von Prototypen.

Bildung und Forschung

2. Technologien im 3D-Druck

BigRep One - Amir & Bea

Fused Filament Fabrication (FFF)

FFF ist eine der am häufigsten verwendeten 3D-Druckmethoden. Bei dieser Technik wird thermoplastisches Filament geschmolzen und anschließend Schicht für Schicht durch eine beheizte Düse auf einem Druckbett abgelegt. Jede Schicht kühlt dabei aus und verfestigt sich, bis das gewünschte Objekt vollständig erstellt ist. FFF zeichnet sich durch seine Einfachheit, kosteneffiziente Umsetzung und Vielseitigkeit aus, weshalb es eine beliebte Wahl für Hobbyisten und Prototypenentwicklung ist.

Stereolithography (SLA)

Der SLA-Druck verwendet ein Bad, das mit flüssigem Polymerharz gefüllt ist, und härtet dieses Harz dann schichtweise von unten nach oben aus. Ein UV-Laser fährt nacheinander über die Schichten auf der Oberfläche des flüssigen Harzes und sorgt somit für die Aushärtung. Diese Technologie ermöglicht die Herstellung von hochauflösenden, detailreichen Drucken und eignet sich daher besonders gut für präzise Anwendungen wie zahntechnische und medizinische Prototypen.

Selektives Lasersintern (SLS)

Beim SLS wird in der Regel pulverförmiges Material wie Nylon oder andere Polymere mithilfe eines Hochleistungslasers gezielt geschmolzen, um schichtweise eine feste Struktur aufzubauen. Im Gegensatz zu den Verfahren der Stereolithographie (SLA) und des Fused Filament Fabrication (FFF) erfordert SLS keine zusätzlichen Stützstrukturen, da das nicht geschmolzene Pulver als natürliche Unterstützung dient. SLS ermöglicht die Realisierung flexibler Designs, komplexer Geometrien und widerstandsfähiger funktionaler Prototypen. Daher findet dieses Verfahren häufig Anwendung in der Luft- und Raumfahrtindustrie sowie in der Automobilindustrie.

PolyJet 3D-Druck

Die PolyJet-Technik ähnelt dem Tintenstrahldruckverfahren, bei dem flüssiges Polymer schichtweise durch die Aushärtung mittels UV-Licht formt. Die winzigen Polymertröpfchen härten sofort aus, wenn sie auf das Druckbett aufgetragen werden, wodurch Schichten entstehen. PolyJet-Drucker zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, mehrfarbige Teile aus verschiedenen Materialien äußerst präzise und mit feinen Details zu erzeugen. Diese Drucktechnik wird oft in Bereichen wie Produktdesign und Architekturmodellbau eingesetzt, wenn hochauflösende Modelle benötigt werden.

3. Praktische Anwendungen des 3D-Drucks in verschiedenen

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1. Luft- und Raumfahrttechnik & Rüstung

In der Luft- und Raumfahrttechnik sowie in der Rüstungsindustrie sind leichtgewichtige und langlebige Komponenten von entscheidender Bedeutung. Turbinenblätter, Kraftstoffdüsen, Halterungen und sogar vollständige Raketentriebwerke werden mithilfe von 3D-Druckverfahren hergestellt. Das Ergebnis sind leichtere Komponenten, Einsparungen bei Treibstoffverbrauch und die Möglichkeit des schnellen Prototypings zur Erprobung verschiedener Designs.

2. Automobilindustrie

In der Automobilindustrie findet der 3D-Druck vielfältige Anwendungsbereiche. Er wird sowohl für das Rapid Prototyping genutzt als auch für die Herstellung funktionaler Prototypen, mit denen Produkte vor der Serienproduktion geprüft und validiert werden können. Darüber hinaus erfolgt der 3D-Druck von Motorteilen, Innenausstattung, maßgeschneidertem Werkzeug und sogar ganzen Karosserien. Diese Technologie ermöglicht schnellere Design-Iterationen und die Produktion komplexer Teile, was die Effizienz in der Automobilfertigung erheblich steigert.

Auto Restaurierung: 3D-gedruckte Auto-Mittelkonsole
FDM vs SLS Healthcare: 3D Printed Wheelchair

3. Medizintechnik & Zahntechnik

Der 3D-Druck revolutioniert Medizin und Zahntechnik durch maßgeschneiderte Implantate, Prothesen und chirurgische Instrumente. In der Zahntechnik passen Zahnkronen, Brücken und Modelle präzise zu den Patienten. In der Medizintechnik werden anatomische Modelle für chirurgische Planung und kundenspezifische orthopädische Implantate hergestellt. Es ermöglicht auch den 3D-Druck von Geweben und Organen für Transplantationen und Forschung, was zu besseren Ergebnissen für die Patienten führt.

4. Konsumgüter

Der 3D-Druck hat mittlerweile das Interesse führender Unternehmen in den Bereichen Unterhaltungselektronik und Sportbekleidung geweckt und durch die Verfügbarkeit von industriellen 3D-Druckern den Fertigungsprozess demokratisiert. Diese Zugänglichkeit ermöglicht es Designern und Ingenieuren, das immense Potenzial dieser Technologie zu erkunden. Die Produktentwicklung wird durch Rapid Prototyping beschleunigt, wodurch Produkte schneller auf den Markt kommen, und individuelle Kundenwünsche können durch eine flexibilisierte Massenproduktion erfüllt werden.

BigRep ONE 3D-Druck-Service
3D Printed Jigs and Fixtures Ebook

5. Industrielle Anwendungen

Die Industriegüterbranche ist von entscheidender Bedeutung für die Herstellung von Maschinen und Ausrüstungen, steht jedoch vor einer Reihe von Herausforderungen. Sie muss ihre Agilität und Kosteneffizienz steigern, während die Kosten steigen und der digitale Fortschritt rasant voranschreitet. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, setzen Hersteller jetzt verstärkt auf den 3D-Druck, um mehr Agilität, Reaktionsfähigkeit und Innovation zu ermöglichen. Dieser ermöglicht das schnelle Erstellen von Prototypen, erleichtert die Anpassung von Designs und verkürzt die Vorlaufzeiten, da kein Tooling mehr erforderlich ist. Darüber hinaus kann der 3D-Druck selbst komplexe Geometrien effizient herstellen, was die Produktion auf Abruf ermöglicht und herkömmliche Produktionsmethoden verändert.

4. In 7 Schritten zum richtigen 3D-Drucker

Nachdem Sie nun die Grundlagen, Typen und Anwendungen des 3D-Drucks verstanden haben, können Sie die passenden 3D-Drucker für Ihre Bedürfnisse leicht identifizieren, indem Sie die nachfolgenden Faktoren in Betracht ziehen:

1. Druckertyp

Es gibt verschiedene Drucktechniken, darunter FFF, SLA und SLS. SLA und SLS bieten zwar eine höhere Präzision, sind jedoch auch kostenintensiver im Vergleich zu FFF.

2. Druckerpreis

Einstiegsdrucker sind bereits unter 500 Euro erhältlich, während industrielle Drucker mehrere hunderttausend Euro kosten können. Zudem sollten Sie die Ausgaben für Wartung und Filamente nicht außer Acht lassen.

3. Druckergröße und Druckvolumen

Entscheiden Sie selbst, wie viel Platz Sie zur Verfügung haben und welches Druckvolumen Sie benötigen. Für Anfänger sind schnelle und kleinere 3D-Drucker absolut ausreichend, während in der Industrie größere Formate empfohlen werden.

4. Druckqualität und Druckgeschwindigkeit

Hier kommt es auf die Auflösung, die Schichthöhe und die Druckgeschwindigkeit an. Eine höhere Auflösung bedeutet oft eine niedrigere Druckgeschwindigkeit und umgekehrt.

5. Benutzerfreundlichkeit

Wählen Sie einen zuverlässigen Drucker aus, der eine benutzerfreundliche Oberfläche bietet und einfach zu kalibrieren ist. Lesen Sie Rezensionen, um die Verlässlichkeit zu bewerten.

6. Support und Wartung

Gibt es Wartungshandbücher, Ersatzteile und technischen Support? Einige Unternehmen bieten 3D-Drucker an, die von Ihnen selbst vollständig zusammengebaut werden müssen, während andere ein umfassendes Servicepaket bereitstellen. Gibt es auch eine Community-Unterstützung? Diese kann bei der Fehlerbehebung am 3D-Drucker enorm hilfreich sein.

7. Zusätzliche Features

Je nach Bedarf und Budget können auch zusätzliche Optionen in Betracht gezogen werden, wie beispielsweise mehrere Extruder für gemischte Drucke, automatische Kalibrierung, integrierte Kameras, Touchscreen-Displays, proprietäre 3D-Software und Internetkonnektivität.

5. Die Zukunft des 3D-Drucks

BigRep PRO on MARS

Der 3D-Druck birgt ein enormes und bisher weitgehend unerforschtes Potenzial, unseren Alltag durch Innovation, maßgeschneiderte Anpassungen, Nachhaltigkeit und Effizienz grundlegend zu transformieren.

  1. Verschiedenste Materialien
    Eine breite Palette an druckbaren Materialien wird voraussichtlich verfügbar sein, darunter hochentwickelte Polymere, Metalle, Keramik und biokompatible Substanzen, die die Grundlage für zahlreiche weitere Anwendungen bilden werden.
  2. Verfügbarkeit
    Durch technologische Fortschritte könnte der 3D-Druck in Zukunft leichter zugänglich, kostengünstiger und benutzerfreundlicher werden, sodass er sogar in normale Haushalte und Arbeitsumgebungen integriert werden kann.
  3. Nachhaltige Fertigung
    Im Streben nach nachhaltiger Fertigung werden Ansätze verfolgt, den 3D-Druck umweltfreundlicher zu gestalten, beispielsweise durch die Verwendung von recycelten Materialien und die Minimierung von Verschwendung während des Druckprozesses, wodurch die Nachhaltigkeit in der Produktion gefördert wird.
  4. Biodruck und Gesundheitswesen
    Die Weiterentwicklung des Biodrucks könnte das Gesundheitswesen revolutionieren, indem sie die Herstellung von Geweben, Organen und medizinischen Implantaten ermöglicht und zu personalisierten medizinischen Lösungen führt.
  5. Integration mit KI und Robotik
    Die Integration von 3D-Druck, künstlicher Intelligenz und Robotik könnte den gesamten Druckprozess optimieren und automatisieren, was zu einer Steigerung sowohl der Effizienz als auch der Präzision führt.
  6. Weltraumforschung
    In der Weltraumforschung eröffnet der 3D-Druck die Möglichkeit, Strukturen aus den vor Ort verfügbaren Materialien herzustellen, was eine Revolution in der Raumfahrt und einen wichtigen Beitrag zur Kolonisierung anderer Planeten darstellen könnte.

In der Vergangenheit waren Fortschritte in der Produktion oft das Ergebnis einer schrittweisen Entwicklung, bei der bestehende Produktions- und Lagerungssysteme nach und nach verbessert wurden. Der 3D-Druck hingegen revolutioniert die Produktion in ihrer Grundform. Er rationalisiert, beschleunigt und schlankt den Schöpfungsprozess mit einer einzigen Maschine ab, anstatt von mehreren Maschinen abhängig zu sein.

Das ist auch der Grund, warum viele Branchen in diese Technologie investieren. Sie sind überzeugt, dass der 3D-Druck bislang unerschlossene industrielle Anwendungen im Fertigungssektor eröffnen wird. Einige Innovationen, wie zum Beispiel das Telefon und der Personal Computer, markieren Meilensteine in der menschlichen Geschichte – Momente, in denen eine Technologie die Gesellschaft grundlegend verändert hat. Wir erleben gerade einen solchen historischen Augenblick.

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INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT  KOSTENEFFIZIENZ.
KOMPLEXE TEILE. GANZ GROSS.

Der BigRep PRO ist ein Großformat-3D-Drucker, der auf hohe Produktivität in der industriellen Fertigung ausgelegt ist. Für Ingenieure und Hersteller bildet der 3D-Drucker eine in hohem Maße skalierbare Lösung, mit dem Teile und Produkte für den Endverbraucher oder Fertigungswerkzeuge aus technischen Hochleistungswerkstoffen effizient hergestellt werden können. Mit einem großzügigen Bauvolumen von 1 m3 trägt dieser schnelle und zuverlässige 3D-Industriedrucker zur Beschleunigung Ihrer Produktion bei.

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BigRep heizt mit der Übernahme von HAGE3D den 3D-Druck-Markt an

Reinhard Festag (Geschäftsführer, BigRep), Matthias Katschnig (CTO, HAGE3D), Sven Thate (Geschäftsführer, BigRep) und Thomas Janics (CEO, HAGE3D) auf der Formnext 2023.

In unserem Bestreben, außergewöhnliche Technologien und Lösungen für die Additive Fertigung anzubieten und unsere Fähigkeiten zu erweitern, markiert der heutige Tag einen bedeutenden Meilenstein in der Geschichte von BigRep, da wir die Übernahme von HAGE3D bekannt geben. Diese Partnerschaft ist ein großer Schritt in die Richtung unserer Vision, ein umfassendes Ökosystem für eine Reihe von Niedrig- bis Hochtemperaturanwendungen zu werden, das ein Powerhouse an Innovationen und Möglichkeiten bietet.

Die Zusammenarbeit mit HAGE3D wird neue Möglichkeiten im Bereich des industriellen 3D-Drucks erschließen. Gemeinsam bieten wir ein umfassendes Portfolio an industriellen 3D-Druckern mit einem Bauvolumen von bis zu einem Kubikmeter und der Möglichkeit, eine breite Palette an leistungsstarken, technischen Thermoplasten in Niedrig-, Mittel- und Hochtemperatur-Baukammern einzusetzen.

Neuordnung der AM-Landschaft

HAGE3D, bekannt für seine Hochtemperatur-3D-Drucker und seine offene AM-Plattform, wird BigRep in die Lage versetzen, ein komplettes Spektrum an Nieder- bis Hochtemperaturlösungen anzubieten. Die Übernahme basiert auf umfangreichen technologischen Synergien, datengesteuerten Innovationen, außergewöhnlichen Kundenerfahrungen und einem ehrgeizigen Expansionsplan, der die Position von BigRep in der Branche weiter stärkt und die Marktreichweite erweitert.

Die Collabosphere, eine 3D-gedruckte Demonstration der vereinten Kräfte von BigRep und HAGE3D mit einer breiten Palette von Materialien beider Unternehmen.
Die Collabosphere, eine 3D-gedruckte Demonstration der vereinten Kräfte von BigRep und HAGE3D mit einer breiten Palette von Materialien beider Unternehmen.

Die Akquisition verändert bestehende Möglichkeiten

Beide Unternehmen konzentrieren sich auf die Entwicklung intelligenter FFF-Technologien, die die Produktion komplexer, großformatiger Funktionsteile für Hersteller weltweit zugänglich machen.

Dr.-Ing. Sven Thate, Geschäftsführer der BigRep GmbH, äußerte sich begeistert über den Zusammenschluss und betonte, dass BigRep damit gut positioniert ist, da der AM-Markt, getrieben durch Megatrends wie Digitalisierung und Dezentralisierung der Fertigung, weiterhin dynamisch wächst und BigRep mit HAGE3D gut aufgestellt ist, um diese Chancen zu nutzen.

"Für unsere weltweiten Kunden werden wir durch diese Akquisition zum örtlichen Anbieter offener industrieller AM-Lösungen über alle Temperaturstufen hinweg und eröffnen ihnen grenzenlose Materialoptionen. Gemeinsam, mit derselben Einstellung zu kundenorientierter, datengetriebener Innovation, planen wir, einen europäischen Marktführer zu bilden, der die Grenzen dessen, was mit FFF möglich ist, verschiebt."

BigRep PRO and BigRep SHIELD
BigRep PRO und BigRep SHIELD
HAGE3D MEX ONE
HAGE3D MEX ONE

Thomas Janics, Geschäftsführer von HAGE3D, betonte die globalen Wachstumschancen, die sich durch die Hochtemperatur-FFF-Plattformen von HAGE3D ergeben, die das Materialportfolio und die großformatigen AM-Lösungen von BigRep erweitern. In Ergänzung zu den aktuellen Niedertemperatur- und energieeffizienten Großformat-AM-Plattformen wird dies ein breites Spektrum an neuen Anwendungen und Märkten eröffnen.

Thomas Janics, Geschäftsführer von HAGE3D, erklärt:

“Mit BigRep haben wir einen perfekten Partner gefunden, um die attraktiven globalen Wachstumschancen im industriellen AM-Bereich zu beschleunigen. Während unser Fokus bisher auf den deutschsprachigen Märkten lag, können wir unsere Produkte nun über das BigRep-Vertriebsnetz weltweit anbieten und Graz neben den BigRep-Zentren in Berlin, Boston, Shanghai und Singapur auf die Karte der Technologiezentren setzen. Das ist eine Win-Win-Situation für Forschung und Entwicklung, Produktion und Vertrieb. Daher freuen wir uns gemeinsam auf eine innovative, einzigartige und erfolgreiche Zukunft.”

Collabosphere and team at formnext 2023

Innovationen mit vereinten Kräften

Mit mehr als 1.000 großformatigen 3D-Druckern, die bereits in zahlreichen Industriebranchen im Einsatz sind, hat sich BigRep mit seiner Expertise im Bereich der Fused Filament Fabrication (FFF) in großem Maßstab einen Namen gemacht. Die in Deutschland entwickelten 3D-Drucker ermöglichen es Ingenieuren, Designern und Herstellern - von Start-ups bis hin zu Fortune-100-Unternehmen - den Übergang vom Prototyping zur Produktion zu beschleunigen und so sicherzustellen, dass ihre Produkte zeitnah auf den Markt kommen.

Auf der anderen Seite ist HAGE3D ein fortschrittliches Maschinenbauunternehmen mit 40 Jahren Erfahrung im Sondermaschinenbau. Ihre hochmodernen großformatigen Mittel- und Hochtemperatur-3D-Drucksysteme sind bekannt für ihre Präzision und Zuverlässigkeit. Die in Österreich vollständig aus Komponenten in Industriequalität gefertigten Maschinen arbeiten in einer Vielzahl von Branchen und Anwendungen zuverlässig.

Durch die Verbindung mit HAGE3D ist BigRep in der Lage, Innovationen voranzutreiben und Fertigungsverfahren neu zu definieren. Diese Integration wird durch ein vollständig integriertes, offenes AM-Geschäftsmodell untermauert, das den Anwendern eine umfassende Lösung bereitstellt.

Durch die Zusammenarbeit von BigRep und HAGE3D werden wir die Grenzen dessen, was mit der FFF-Technologie möglich ist, weiter verschieben und eine Welt der Möglichkeiten in der großformatigen, offenen additiven Fertigung erschließen.

Weitere Informationen finden Sie unter https://bigrep.com/press-media/

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AM in der Kleinserienproduktion: Schnell, Hochwertig und Kostengünstig

Bei der Entwicklung neuer Produkte ist der Sprung vom Entwurf zur Produktion eines der größten Hindernisse. Bei Kleinserien von 100-1000 Teilen sind Kosten und Aufwand exponentiell höher und möglicherweise untragbar.

In den letzten Jahren ist die additive Fertigung zunehmend in den Mittelpunkt gerückt, und zwar nicht nur zur Herstellung von Prototypen: die Technik wird inzwischen für Kleinserien, Maßanfertigungen und sogar für die flexibilisierte Massenproduktion genutzt. Die Anwendung der additiven Fertigung für Kleinserien bedeutet einen Paradigmenwechsel: modernste 3D-Drucktechnik fördert Innovation, rationalisiert Arbeitsprozesse, und erzielt erhebliche Kosteneinsparungen. Vor allem aber erhöht der 3D-Druck die operative Leistungsfähigkeit.

Was ist Kleinserienfertigung?

In der Kleinserienfertigung, auch bekannt als LVM (englisch: Low Volume Manufacturing), werden Teile in kleineren Serien produziert. Die Kleinserienfertigung ist das Bindeglied zwischen Prototypen und Serienproduktion. Hier können Hersteller die Flexibilität des Protoyping mit der Präzision und Reproduzierbarkeit der Serienproduktion kombinieren. Und die Anwendungen sind fast endlos: von präzisem Tooling, funktionalen Prototypen und maßgeschneiderten Teilen, über Vorrichtungen und Halterungen, bis hin zu Ersatzteilen in kleinen Mengen. LVM ist besonders vorteilhaft wenn es um Kosteneffizienz, kundenspezifische Anpassungen und schnelles Prototyping geht, und erlaubt Herstellern zudem einen schnelleren Zugang zum Markt.

Großer Bauraum für 3D-Druck von mehreren Teilen gleichzeitig

Was treibt die Nachfrage nach Kleinserienfertigung?

Teile werden in kleinen Mengen für folgende Zwecke benötigt:

1. Kundenspezifische Anpassung

Dank der steigenden Nachfrage nach personalisierten Produkten und Komponenten ist die Kleinserienfertigung sehr gefragt. Die Produktion von kundenspezifisch angepassten Teilen benötigt eine automatisierte, effiziente, schlanke und hochflexible Lieferkette – für die der 3D-Druck prädestiniert ist. Ein Bestandteil der Kleinserienfertigung ist die flexibilisierte Massenproduktion. Mithilfe mehrerer Konzeptversionen können Unternehmen feststellen, welche Eigenschaften kundenspezifisch angepasst werden müssen und wie diese Anpassungen am Fließband vorgenommen werden können.

2. Nischenmärkte

Viele Industrien benötigen kleine Serienproduktionen mit spezifischen Anforderungen für Nischenmärkte. In diesen Fällen ermöglicht der 3D-Druck von Kleinserien die kostengünstige Produktion von Spezialprodukten in kleinen Mengen, die mit anderen Methoden schwierig herzustellen wären. Beispiele sind u.a. Sonderfahrzeuge, Einzelprodukte und ausgefallene Designs.

3. R&D und Innovation

Die Kleinserienfertigung macht es möglich, auf Nachfrage zu reagieren und neue Features und Produkte schneller einzuführen. Man kann damit Rapid Prototyping durchführen, und Geräte für die Prüfung, Validierung und Verfeinerung neuer Entwürfe und Komponenten produzieren. Diese Kapazität für schnelle Innovation ist entscheidend für bahnbrechende Ideen, und um neue Produkte und Technologien vor den Wettbewerbern einzuführen.

omni-platform-web

4. Nachhaltigkeit

Umweltschutz wird immer wichtiger. Hier kann die Kleinserienproduktion in Kombination mit dem 3D-Druck nachhaltigere Produktionsmethoden ermöglichen. Der 3D-Druck ist ein additives Verfahren, in dem Material Schicht um Schicht aufgebaut wird; deswegen sind Materialverschwendung und Energieverbrauch niedriger als bei traditionellen subtraktiven Fertigungsmethoden. Dabei wird nur das produziert, was benötigt wird, und Verschwendung wird minimiert, so dass der 3D-Druck gut zur nachhaltigen Fertigung passt.

Szenarien für die Kleinserienfertigung

1. Tooling

Das Tooling ist im Produktionsablauf extrem wichtig, vor allem in der Automobilindustrie. Mit traditionellen Produktionsmethoden können die Vorlaufzeiten für das Tooling sogar mehrere Monate betragen, einhergehend mit hohen Kosten. Mit der additiven Fertigung dagegen können Formen sowie Montage- und Prüfvorrichtungen kosten- und zeiteffektiv hergestellt werden, was die Vorlaufzeit erheblich verkürzt. So können Entwürfe und Rohstoffe schneller validiert werden, bevor die Produktion beginnt.

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2. Rapid Prototyping

Neue Entwürfe enthalten eigentlich immer Mängel; das Prototyping macht es möglich, Teile auszuprobieren und verschiedenen Möglichkeiten nachzugehen. Für Kleinserien und ähnliche Szenarien ist es sehr hilfreich, wenn Änderungen flexibel in Echtzeit vorgenommen werden können. Der 3D-Druck wurde ursprünglich für das Rapid Prototyping entwickelt, und ist dadurch auch für Produktionsabläufe in Kleinserien hervorragend geeignet.

3. Übergangslösungen

Die Beschaffung eines Ersatzteils für eine Maschine oder einen Prototypen kann langwierig sein. Dieser Zeitverlust kann durch alternative Methoden vermieden werden. Ein additiv gefertigtes Teil kann die Rolle übernehmen, bis das bestellte Teil geliefert ist. Besitzt das Unternehmen einen 3D-Drucker, so kann es das Teil selber aus einem flexiblen und starken Material wie TPU von BigRep drucken. 

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Audi Breathe Chair 3D print on BigRep ONE

4. Brückenproduktion

Für manche Teile stellt die Kleinserienfertigung das Mittelstück zwischen Produktentwicklung und Serienproduktion dar. Die so produzierten Einheiten können für Tests, Sitzkontrollen, Designvalidierung und Konformitätsprüfungen verwendet werden, und um vorhersehbare Defekte zu verhindern. Dieser Prozess ist für neu entwickelte Produkte und Komponenten extrem wichtig, um Risiken in der Serienproduktion vorzubeugen.

5. Kleinserienfertigung

Die Kleinserienfertigung kommt dann ins Spiel, wenn die Nachfrage gering oder unregelmäßig ist, wenn Proben für ein neues Produkt oder einen neuen Markt benötigt werden, oder wenn es um limitierte Auflagen und spezialisierte Komponenten geht.

Eine extern vergebene Produktion ist hier nicht unbedingt die kostengünstigste und zeitsparendste Variante, da es Mindestbestellmengen gibt, und die Größe der Bestellung nicht flexibel angepasst werden kann. Zudem sind interne Kleinserienfertigungsabläufe von Vorteil, da die Hersteller damit ihre Produkte iterieren können, bevor sie sie auf den Markt bringen.

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BigRep ONE.4 Large-Format 3D Printer

6. Produktion auf Abruf

Wenn die Nachfrage für ein Produkt nicht berechenbar ist, können Kosten gespart werden, indem Einheiten nur dann produziert werden, wenn sie tatsächlich benötigt werden. Dieser Just-In-Time-Ansatz für kleine Mengen ist eine gute Alternative zu riesigen Lagerhäusern. Wenn Teile auf Abruf 3D-gedruckt werden, ist keine aufwändige Logistik mehr notwendig, das Risiko der Überbevorratung wird minimiert, und sich wandelnde Ansprüche können schneller erfüllt werden.

7. Herstellung von obsoleten oder nicht mehr verfügbaren Teilen

In manchen Fällen, vor allem bei alten Systemen und Maschinen, werden gewisse Teile obsolet, oder die Produktion wird eingestellt. Hier bietet der Kleinserien-3D-Druck eine kostengünstige Lösung: Teile können nachgebaut und produziert werden, so dass Geräte, die sonst unbrauchbar wären, weiter verwendet werden können. LVM ist besonders wertvoll, wenn es um Ersatzteile geht, die nur in kleinen Mengen produziert werden.

Airbus

Warum der 3D-Druck die richtige Lösung ist

1. Zunehmende Akzeptanz und Vielseitigkeit

Der LVM 3D-Druck erfreut sich aufgrund einer Vielzahl an Vorteilen immer größerer Beliebtheit, darunter Designfreiheit, zuverlässige Druckqualität, Prototyping, Reproduzierbarkeit, niedrige Kosten und viel Spielraum. Unternehmen in zahlreichen Branchen nehmen die Druckprozesse nun selber in die Hand, um neue Produkte und Eigenschaften vor dem Wettbewerb auf den Markt zu bringen.

BigRep PRO 3D Printer

Zudem bieten 3D-Drucker wie der BigRep PRO ein vielseitiges Portfolio an technischen Filamenten; sie können auch Materialien von anderen Herstellern verdrucken, und eignen sich so für vielfältige Anwendungen.

2. Sicherheit durch Automatisierung

Durch die Automatisierung kann die Produktion auch ohne hochqualifizierte Arbeitnehmer ablaufen.

Safi Barqawi ist Eigentümer von AVI Boston, einer Firma, die sich auf die Fertigung kundespezifischer Fahrzeuge spezialisiert hat. Er erläutert, dass der BigRep STUDIO in seinem Unternehmen ein weiteres Paar Hände darstellt.

„Es ist fast so, als würde ein Angestellter in Vollzeit ein Teil bauen. Wir konstruieren, drücken auf "Start", gehen ins Wochenende, und am Montag sind die Teile fertig.“

BigRep Fiber-Ready PEX (Power Extruders)

3D-Druck-Software, zum Beispiel die von BigRep, bietet Unterstützung bei Materialwirtschaft, Datenanalyse, Autokalibrierung, Chargenfertigung, automatisiertem Design und Workflows. Das erlaubt stringentere Abläufe und zuverlässige Zeitrahmen für Workflows im gesamten Druckprozess. Man kann die Software sogar ohne Vorkenntnisse in 3D-Druck oder CAD-Software bedienen.

3. Teilepräzision und Bauvolumen

Die 3D-Drucktechnik stellt sicher, dass große und kleine Teile präzise gefertigt werden – ein wesentlicher Aspekt der Produktqualität. Dank hervorragender Toleranzen können komplexe Geometrien präzise produziert werden – perfekt für hochwertige große Teile.

„Der größte Vorteil des großformatigen 3D-Drucks ist, dass wir keine Baugruppen mehr benötigen. Wir können größere Teile aus einem Stück fertigen, was für uns ein riesiger Vorteil ist.“

Lars Bognar, Forschungsingenieur mit Verantwortung für die additive Fertigung bei Ford Engineering Europe.

BigRep-One-printing

Der große Bauraum macht es möglich, Chargen von mehreren Teilen oder größeren Komponenten in einem Zug zu produzieren. Teile müssen nicht mehr zusammengebaut werden; das verschlankt den Fertigungsprozess und spart gleichzeitig Kosten.

4. Risikoarmes Investment spart Zeit und Kosten

Im Gegensatz zu traditionellen Methoden, bei denen Teile aus großen Rohlinge nicht wiederverwertbarer Materialien geschnitten werden, verwendet der 3D-Druck nur das nötige Material, was Materialverschwendung und Kosten erheblich reduziert. Dieser ressourcensparende Ansatz passt gut zu Nachhaltigkeitszielen und bietet gleichzeitig finanzielle Einsparungen. Teile, die auf Abruf gedruckt werden, reduzieren zudem die Kosten für Lagerung und Logistik.

WAT Berlin ist ein Automobilzulieferer, der sich auf die Fertigung von Fahrzeugrahmen spezialisiert hat. Dort werden Arbeitsabläufe in großem Umfang durch den Einsatz des 3D-Drucks verbessert. André Lenz, Ingenieur in der Berliner Niederlassung erklärt, wie der BigRep ONE die Herstellung leichter und haltbarer Komponenten ermöglicht.

„Wenn wir sie aus Stahl oder Aluminium gefertigt hätten, wäre das unglaublich teuer gewesen; zudem wären die Teile extrem schwer und würden aus mehreren Teilen bestehen."

 

Der 3D-Druck vereinfacht die Produktion und fungiert als ein einziger Prozess. Es ist keine Vielzahl an Maschinen mehr nötig, was wertvolle Zeit spart und gleichzeitig Kosten senkt. Der Prozess kann unkompliziert automatisiert werden, statt von einer Arbeitskraft ausgeführt zu werden – eine weitere Kosteneinsparung.

Airbus

5. Andere Vorteile

  • Starke, leichte Teile Materialien, die beispielsweise durch Karbonfaser verstärkt werden, sind leicht und gleichzeitig stark, sodass leichtere, festere Teile in kürzerer Zeit gedruckt werden können.
  • Flexible Verwendung von 3D-Druckern Obwohl Unternehmen einen 3D-Drucker meist für einen speziellen Zweck kaufen, ergeben sich schnell andere Anwendungen, was wiederum den ROI erhöht.
  • Teile passen auf Anhieb Durch schnelle, präzise und kostengünstige 3D-gedruckte Iterationen sitzen die Komponenten auf Anhieb richtig. Das ist vor allem bei Bauteilen aus Stahl wichtig, die absolut präzise sein müssen.

Mit Kleinserien groß rauskommen

Die Kleinserienproduktion gedeiht in Szenarien, die schnelllebig, innovativ und kosteneffizient sind. Die Vielseitigkeit, Automatisierung, Präzision und Effizienz des 3D-Drucks machen ihn zur idealen Lösung. Ein Ökosystem wie das von BigRep bietet eine risiko- und aufwandsarme, zeit- und kostensparende 3D-Drucklösung für die Kleinserienproduktion und darüber hinaus.

Möchten Sie mehr über Kleinserien mit additiver Fertigung erfahren?

Holen Sie sich unser englischsprachiges eBook, „7 Wege, Wie 3D-Drucker Von Bigrep Sofort Die Profitabilität Ihres Unternehmens Steigern“.

Erfahren Sie, wie eine Investition in großformatige additive Fertigungslösungen ihr Geschäft revolutionieren, Innovation vorantreiben und zu signifikanten Kosteneinsparungen führen kann - mit BigReps fortschrittlicher Technologie.

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INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT  KOSTENEFFIZIENZ.
KOMPLEXE TEILE. GANZ GROSS.

Der BigRep PRO ist ein Großformat-3D-Drucker, der auf hohe Produktivität in der industriellen Fertigung ausgelegt ist. Für Ingenieure und Hersteller bildet der 3D-Drucker eine in hohem Maße skalierbare Lösung, mit dem Teile und Produkte für den Endverbraucher oder Fertigungswerkzeuge aus technischen Hochleistungswerkstoffen effizient hergestellt werden können. Mit einem großzügigen Bauvolumen von 1 m3 trägt dieser schnelle und zuverlässige 3D-Industriedrucker zur Beschleunigung Ihrer Produktion bei.

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INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT  KOSTENEFFIZIENZ.
KOMPLEXE TEILE. GANZ GROSS.

Der BigRep PRO ist ein Großformat-3D-Drucker, der auf hohe Produktivität in der industriellen Fertigung ausgelegt ist. Für Ingenieure und Hersteller bildet der 3D-Drucker eine in hohem Maße skalierbare Lösung, mit dem Teile und Produkte für den Endverbraucher oder Fertigungswerkzeuge aus technischen Hochleistungswerkstoffen effizient hergestellt werden können. Mit einem großzügigen Bauvolumen von 1 m3 trägt dieser schnelle und zuverlässige 3D-Industriedrucker zur Beschleunigung Ihrer Produktion bei.

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Natasha Mathew <a style="color: #0077b5" href="https://www.linkedin.com/in/natasha-mathew/" target="_blank" rel="noopener"><i class="fab fa-linkedin"></i></a>

Natasha Mathew

Copywriter

Natasha Mathew enjoys trying new things and one of them she’s currently obsessed with is 3D printing. Her passion for explaining complex concepts in simple terms and her knack for storytelling led her to be a writer. In her 7 years of experience, she has covered just about any topic under the sun. When she’s not carefully weighing her words, she’s reading, crafting, spinning, and adventuring. And when asked about herself, she writes in the third person.

Wie man den richtigen 3D-Scanner für den automobilen Aftermarket findet

3D scanner for car customization - feature image

Im Bereich der kundenspezifischen PKW-Anpassung sind 3D-Scanner ein echtes Arbeitstier, das physische Objekte in den virtuellen Raum überträgt. Für manche Fahrzeugkomponenten sind 3D-Modelle leicht verfügbar. Bei Individualisierten oder originalen 3D-Drucken ist das nicht der Fall; hier wird ein 3D-Scanner benötigt, der die Objektgeometrie akkurat in einer simulierten Umgebung nachbildet. Dazu erfasst der 3D-Scanner Millionen von Datenpunkten eines Objekts aus allen Winkeln, und erstellt daraus innerhalb von wenigen Minuten einen digitalen Klon. Diese virtuelle Version funktioniert dann wie eine dreidimensionale Testumgebung, in der man Konzepte zügig bauen und iterieren kann, bevor das Prototyping und die Fertigung beginnen.

3D Scanner car customization

 

Großformatige 3D-Drucker werden häufig dazu verwendet, Fahrzeugteile oder maßgeschneiderte Komponenten wie z.B. Armaturenbretter, Konsolen und Türverkleidungen zu drucken. In Kombination mit 3D-Scannern produzieren sie visuell ansprechende und hoch funktionelle Teile. 3D-Scans können problemlos von großformatigen 3D-Druckern verarbeitet werden und optimieren den Prozess von Anfang an. Das spart nicht nur Zeit, Aufwand und Geld, sondern ergibt auch eine hervorragende Druckqualität mit weniger Fehldrucken.

Wie wählen Sie also den richtigen Aftermarket-Scanner für Ihre Werkstatt?

Wir sind einigen Fragen nachgegangen:

1. Warum ist das 3D-Scannen wichtig?

Das 3D-Scannen eröffnet unendlich viele Möglichkeiten der Individualisierung, mit denen Sie Komponenten schnell und effizient mit hoher Präzision und Genauigkeit produzieren können.

Qualitäts-
kontrolle

Durch Prüfen des virtuellen 3D-Modells kann sichergestellt werden, dass jeder Aspekt des Teils präzise gemessen wurde und sich innerhalb der Toleranzen befindet.

Reverse Engineering

Ein 3D-Scanner verwandelt komplexe Geometrien in hochwertige CAD-Dateien wenn diese nicht zur Verfügung stehen. Das optimiert Ergebnisse, und es ist kein Raten mehr nötig.

Einfacheres Prototyping

Die digitale Modifizierung und Optimierung von Prototypen vor dem Druck stellt sicher, dass auch komplexe Formen präzise gefertigt werden.

Schnellere Designzyklen

Sie können Ihre Produktionszeiten verkürzen, indem Sie einen Scan des Objekts anfertigen. Dank der erfassten Daten passt das 3D-gedruckte Teil perfekt.

Präzise Messungen

Durch den Scan können die genauen Dimensionen einer Komponente erfasst werden, selbst kleine Details an engen und unzugänglichen Stellen.

Kosten-günstig

Mit dem 3D-Scannen brauchen Sie weniger physische Prototypen. Zusätzlich gibt es weniger Fehldrucke, was die Kosten noch einmal erheblich senkt.

2. Wie funktioniert das 3D-Scannen?

3D-Scanner erzeugen hochpräzise und visuelle dreidimensionale virtuelle Modelle, indem sie 3D-Oberflächendaten von einem Objekt erfassen. Unter anderem verwenden sie Technologien wie Laser-Triangulation, Streifenprojektion, Photogrammetrie und ToF-Scannen um die Form, Farbe und Struktur einer Komponente digital zu erfassen. 3D-Daten bringen physische Objekte in die digitale Welt, doch sie haben auch viele weitere Anwendungen: Untersuchungen, Dimensionsanalyse, Reverse Engineering, dezentrale Reproduzierung von Teilen, und Validierung von CAD-Modellen für den 3D-Druck.

time-of-flight-3d-scanner

3. Was für 3D-Scanner gibt es?

Es gibt verschiedene Technologien für 3D-Scanner, und jede hat ihre eigenen Vorteile, Nachteile und Kosten. Ob ein 3D-Scanner mit dem großformatigen 3D-Druck kompatibel ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab, u.a. Abtastbereich, Auflösung, Scangeschwindigkeit, und nötige Detailgenauigkeit für den Druck eines Fahrzeugteils. Der folgende Abschnitt beschreibt die verschiedenen Arten von 3D-Scannern und ihre Eignung für den großformatigen 3D-Druck:

Automotive scanner

1. Laser-Triangulations-Scanner

Dieser Scanner projiziert ein Muster aus Laserstrichen oder -Punkten auf das Objekt und erfasst die Reflexionswinkel mithilfe von Sensoren, um die Form zu replizieren. Diese Methode wird normalerweise für kleinere Objekte verwendet, kann aber auch die Geometrie von größeren Gegenständen erfassen.

2. Scanner mit strukturiertem Licht  

Dieser Scanner projiziert linienförmiges Licht auf das Objekt und analysiert das Bildfeld, um ein 3D-Modell zu generieren. Dieser Scanner ist gut geeignet für große Objekte, da er komplexe Formen und Details erfassen kann, und gleichzeitig einen großen Abtastbereich hat.

Laser Triangulation Scanners
Time of flight 3D scanner

3. Photogrammetrie-Scanner

Anstelle von aktiven Lichtquellen verwendet der Photogrammetrie-Scanner eine Vielzahl an Fotos aus verschiedenen Blickwinkeln, um daraus digital ein 3D-Modell zu erstellen. Photogrammetrie wird meist für großformatige Anwendungen verwendet, z.B. um Architektur oder Landschaften zu scannen.

4. Time-of-Flight Scanner

Auf den ersten Blick erscheint „Time-of-Flight“ ein sehr willkürlicher Begriff für einen kameraähnlichen Scanner, doch der Name basiert auf zugrunde liegenden Prinzip. Dieser Scanner emittiert Licht und misst dann, wie lange es dauert, bis das Licht von der Objektoberfläche zurückgeworfen wird. Er kann große Objekte mit Leichtigkeit erfassen, und wird für großformatige 3D-Druckprojekte verwendet.

Time of flight scanner

4. Was ist ein Scan-to-Print-Workflow?

Der Name ist Programm: hier wird ein 3D-Scan in ein druckbares Modell umgewandelt. Nachdem ein Objekt mit einem 3D-Scanner erfasst wurde, werden die 3D-Daten mit einer Spezialsoftware bearbeitet und bereinigt. Im nächsten Schritt wird das gescannte Modell in ein 3D-Druckformat konvertiert, z.B. in eine STL-Datei. Schließlich wird das Modell für den großformatigen 3D-Druck vorbereitet: die Orientierung wird optimiert, Stützstrukturen werden hinzugefügt, und das Modell wird in Schichten geslict.

SCHRITTE FÜR EINEN 3D-SCAN-TO-PRINT-WORKFLOW

1. 3D-Scan anfertigen

Scannen Sie das Objekt mit einem 3D-Scanner mit einer Genauigkeit von mindestens 100 Mikrometern.

2. Mesh verfeinern

Bereinigen Sie die Daten mittels einer Software, die kleine Lücken repariert und den Scan vereinfacht.

3. Modell bearbeiten

Das 3D-Modell wird mit CAD-Software bearbeitet; dazu können mehrere Scans kombiniert werden.

4. Teil
slicen

Überführen Sie das Modell mit spezieller Slicer-Software in Anweisungen für den 3D-Drucker.

5. 3D-Druck vorbereiten

Versorgen Sie den Drucker mit Druckfilament und nehmen Sie die entsprechenden Einstellungen vor.

6. Teil
drucken

Drucken Sie das Teil z.B. mit einem Drucker wie dem BigRep STUDIO - perfekt für die Individualisierung von Fahrzeugen.

7. Nach-bearbeitung

Entfernen Sie nach dem Druck Stützstrukturen und überschüssiges Material und schleifen oder polieren Sie das Teil.

SCHRITTE FÜR EINEN 3D-SCAN-TO-PRINT-WORKFLOW

1. 3D-Scan des Objekts anfertigen

Das physische Objekt wird von einem hochpräzisen 3D-Scanner mit einer Genauigkeit von mindestens 100 Mikrometern erfasst.

2. Mesh verfeinern

Die gescannten Daten werden mit einer Scanner-Software bereinigt, die kleine Lücken repariert und den Scan vereinfacht.

3. Modell bearbeiten

Das 3D-Modell wird mit CAD-Software bearbeitet; dazu können wenn nötig mehrere Scans kombiniert werden.

4. Slicen

Das 3D-Modell wird durch spezielle Slicer-Software in Schichten geslict, um es in Anweisungen für den 3D-Drucker zu übersetzen.

5. 3D-Druck vorbereiten

Der Drucker wird mit dem Druckfilament vorbereitet und parametriert.

6. Drucken

Mit einem Industriedrucker wie dem BigRep STUDIO, der perfekt für die Individualisierung von Fahrzeugen geeignet ist, wird das Teil zum Leben erweckt.

7. Nachbearbeitung

Nach dem Druck wird das Objekt von Stützstrukturen und überschüssigem Material befreit, gewaschen und gehärtet sowie gesandet oder poliert.

5. Welcher 3D-Scanner eignet sich am besten für den Aftermarket der Fahrzeugindividualisierung?

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Zwei Arten von 3D-Scannern werden häufig für den Aftermarket der Fahrzeugindividualisierung und für großformatige 3D-Druck-Workflows verwendet: Scanner mit strukturiertem Licht, und Laser-Triangulations-Scanner. Strukturiertes Licht bietet hohe Präzision, und ist damit die perfekte Wahl für komplexe Fahrzeugdetails. Laser-Triangulation erfasst dagegen die Gesamtform und Geometrie von größeren Objekten wie z.B. Karosserien.

Ein tragbarer 3D-Scanner mit strukturiertem Licht oder Laser-Triangulation ist eine gute Wahl für das Scannen von Fahrzeugen. Tragbare 3D-Scanner sind mobil und flexibel, so dass Sie die Objekte direkt am Auto anfertigen können, egal, wo es gerade steht. Perfekt für Individualisierungen oder Restaurierungen, die vor Ort geschehen sollen.

Bei der Wahl des tragbaren 3D-Scanners sollten Sie mehrere Faktoren berücksichtigen, darunter Scangenauigkeit, Auflösung, Bedienkomfort, Kompatibilität mit verschiedenen Oberflächenarten (reflektierende oder transparente Oberflächen), und die Software, mit denen die Daten bearbeitet werden.

Sehen Sie zu, wie Ihre 3D-Scans Gestalt annehmen

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Jetzt ist es an der Zeit, Ihren Entwurf Schicht um Schicht zum Leben zu erwecken.
Hier kommen die BigRep 3D-Drucker ins Spiel. Erfahren Sie, wie Sie mit unseren 3D-Druckern reine Konzepte in individualisierte Fahrzeugteile verwandeln. Kontaktieren Sie unser Team noch heute!

GRADUATE FROM DESKTOP. GET INDUSTRIAL.

The BigRep STUDIO G2 gets 3D printing off your desk and takes it to the next level. Operating with the same ease as a desktop 3D printer and with 10 times the build volume, the STUDIO G2 provides large-scale industrial manufacturing capabilities in a compact “fits everywhere” build.

Explore the STUDIO

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Natasha Mathew

Copywriter

Natasha Mathew enjoys trying new things and one of them she’s currently obsessed with is 3D printing. Her passion for explaining complex concepts in simple terms and her knack for storytelling led her to be a writer. In her 7 years of experience, she has covered just about any topic under the sun. When she’s not carefully weighing her words, she’s reading, crafting, spinning, and adventuring. And when asked about herself, she writes in the third person.

Nutzung des 3D-Drucks für die Automobilindividualisierung von AVI

AVI Boston auf den 3D-Druck gekommen und konnte damit Kosten und Zeit einsparen

AVI Boston bindet moderne Technologie nahtlos in personalisierte und maßgeschneiderte Automobilteile wie etwa Armaturenbretter, Radargeräte, Türverkleidungen und vieles mehr ein. Das Unternehmen zeichnet sich durch sein Fachwissen aus, bahnbrechende audio-visuelle Anlagen zu verbauen, die sowohl die Ästhetik als auch die Funktionalität des Fahrzeugs untermalen. Der innovative Ansatz von AV Boston wird durch den Einsatz von 3D-Druck bei der Herstellung funktionsfertiger Teile mit dem BigRep STUDIO G2 verstärkt, um die Konzepte des Unternehmens zum Leben zu erwecken.

Mit 17 Jahren Erfahrung im Bereich der Individualisierung von Fahrzeugen hat sich AVI kürzlich dazu entschieden, den Großformat-3D-Drucker STUDIO G2 von BigRep zu erwerben.

„Das ist fast so, als hätten wir einen Vollzeitangestellten, der das Teil herstellt.“

„Wir standen wir vor dem großen Problem, dass wir einfach nicht genug Personal hatten. Es ist wirklich nicht einfach, gute Verarbeiter/Installateure zu finden. Diese Arbeit erledigt nun der 3D-Drucker für uns. Das ist fast so, als hätten wir einen Vollzeitangestellten, der das Teil herstellt“, sagt Safi Barqawi, Eigentümer von AVI.

Neuerungen mit dem STUDIO G2

„Wir können alles spezifisch gestalten – mit einem Knopfdruck haben wir die gesamte Datei auf dem Rechner. Das Tolle daran ist, dass wir einen Scan einer Tür, eines Armaturenbretts oder einer Mittelkonsole hier haben und diese Teile gestalten und bauen können, selbst wenn das eigentliche Fahrzeug gar nicht hier ist“, fügt Safi hinzu.
Merkmale des STUDIO G2, die bei AVI den entscheidenden Unterschied gemacht haben:

Merkmale des STUDIO G2, die bei   AVI BOSTON   Den entscheidenden Unterschied gemacht haben

Großes Bauvolumen

Der STUDIO G2 bietet ein großzügiges Bauvolumen von 1000 x 500 x 500 mm, was dem Zehnfachen eines standardmäßigen 3D-Desktop-Druckers entspricht. Dadurch kann AVI große und hochwertige funktionsfertige Teile in einem einzigen Druckauftrag herstellen und somit die Individualisierungsmöglichkeiten ausweiten.

BigRep STUDIO - Large build volume
BigRep STUDIO Dual Extru

Doppelte Düsen

Der STUDIO G2 ist dazu in der Lage, Strukturen mit zwei verschiedenen Materialien zu drucken, ohne die Filamente austauschen zu müssen. Mit dem STUDIO G2 ist es nicht mehr erforderlich, die Filamente zu wechseln. Somit ist ein ununterbrochener und nahtloser Druckprozess ohne manuellen Eingriff möglich.

Kaum Nachbearbeitung erforderlich

Das wasserlösliche Trägermaterial BVOH– ein bahnbrechendes Filament für die Nachbearbeitung – ist mit dem Doppeldüsensystem des STUDIO G2 kompatibel. Dieses umweltfreundliche und fortschrittliche Material unterstützt während des Drucks und senkt den Nachbearbeitungsbedarf erheblich.

BigRep BVOH Water-Soluble Support Filament
Blade

Digitales Inventar

Der Drucker macht es möglich, Teile je nach Bedarf herzustellen, ohne dass dadurch Zusatzkosten entstehen. So spart man viel Lagerplatz. Anstatt Teile einzulagern und Gefahr zu laufen, dass sie in den Regalen verstauben, konnte AVI komplexe und funktionale Strukturen wie Armaturenbretter, Türen, Mittelkonsolen und Becherhalter je nach Bedarf drucken.

Automotive Customization with 3D Printing
Komplette Fahrzeuginnenräume 3D-gedruckt, einschließlich Verkleidungen, Türen, Getränkehalter und mehr.

Wie AVI vom STUDIO G2 von BigRep profitiert hat

Betrieb rund um die Uhr

Mit dem STUDIO G2 ist es so, als hätte man zwei zusätzliche Hände in der Garage zur Verfügung, die keine Pause und allenfalls hier und da etwas Fett brauchen. Wenn wir fünf Bestellungen erhalten, stellen wir einfach am Drucker ein, dass er das Teil fünf Mal drucken soll, und nach dem Wochenende kommen wir montags wieder auf die Arbeit und alles ist fertig“, sagt Safi. Wir stellen viele Magnet-Kits für ein spezifisches Fahrzeug her und nachdem ein solches Kit gestaltet wurde, können wir es beliebig oft ausdrucken, ohne das eigentliche Produkt nachzubauen.“

Komplexe Geometrien und feine Details kommen zur Geltung

Autoteile wie individuelle Innenverkleidungen und Lautsprecherabdeckungen erfordern komplexe Designs, die viel Zeit in Anspruch nehmen und ohne traditionelle maschinelle Bearbeitung schwer umzusetzen sind. „Mit dem STUDIO G2 konnten wir diese Teile in unserer eigenen Produktion herstellen und saubere Struktur für derart komplexe Stücke entwickeln. Das hätten wir niemals von Hand geschafft. Die ganz feinen Details lassen sich nur schwierig umsetzen. Das, was wir ansonsten ausgelagert hätten und was Tage oder Woche gedauert hätte, können wir mit dem STUDIO nun in einem Bruchteil dieser Zeit erledigen.“

Automotive Customization with 3D Printed Car Parts
AVI Boston 3D druckt individuelle Autoteile mit dem BigRep STUDIO G2.

Kosteneffektive Lösung

Unter anderem bietet der 3D-Druck für die Individualisierung von Fahrzeugen die Möglichkeit, Produktionskosten zu senken. Bei traditionellen Herstellungsverfahren müssen oft spezifische Werkzeuge und Formen hergestellt werden, was sich in hohen Kosten niederschlägt. Als AVI auf dem STUDIO überwechselte, musste das Unternehmen keine teuren Werkzeuge mehr herstellen und konnte somit die Produktionskosten senken – besonders bei Kleinserien und individuell gefertigten Teilen.

Intuitive Nutzerschnittstelle

„Der STUDIO G2 war für uns durchweg von Vorteil. Die Maschine ist extrem leicht handzuhaben und sehr intuitiv. Man muss einfach nur auf die Drucktaste betätigen und schon geht‘s los.“ Der STUDIO ist mit einer intuitiven Nutzerschnittstelle ausgestattet, die es AVI ermöglicht, G-Codes per Fernzugriff in die Systeme zu laden. Darüber hinaus unterstützt die Maschine in Kombination mit dem CONNECT von BigRep die Kalibrierung des Druckbetts, den Start-Stopp-Betrieb und die Überwachung von Systemen. Wenn wir drei Aufgaben haben, die wir immer wieder ausführen, haben wir hierfür drei Voreinstellungen an der Maschine, so dass man einfach nur noch auf die Drucktaste drücken muss. Ein wirklich durchdachtes Produkt – unterstützt von einem guten Serviceteam“, führt Safi aus.

Assembly of 3D Printed Car Parts
Ein Mitarbeiter von AVI Boston untersucht eine neu installierte 3D-gedruckte Türverkleidung.

Der große Vorteil

Früher war die Herstellung von Autoteilen mit viel Handarbeit verbunden. Mit dem STUDIO konnte AVI funktionsfertige Teile drucken, die weniger kosten und bereits beim ersten Mal perfekt passen – was natürlich der Termineinhaltung zugutekommt. Das kompakte Design des 3D-Druckers war das Sahnehäubchen, das AVI zum Kauf bewegt hat. „Eine der coolsten Eigenschaften des STUDIO G2 ist, dass er schlank ist und es uns ermöglicht, den Platz, den wir haben, optimal auszunutzen. Somit können wir nun Bauteile mit einem 3D-Drucker in den eigenen vier Wänden gestalten und drucken“, sagt Safi abschließend.

Möchten Sie mehr über die Individualisierung von Fahrzeugen und die additive Fertigung erfahren?

Schauen Sie sich unser On-Demand-Webinar Die Produktion großformatiger Autoteile digitalisieren an. (In englischer Sprache)

Hier erfahren Sie, wie die Digitalisierung dieses Prozesses die Produktionszeiten und einige Arbeitsschritte drastisch verkürzt und dabei Geld und Materialkosten einspart. Außerdem berichtet Ihnen Jeremy Katz, Eigentümer von JK Automotive Designs, wie er sich in neue Technologien eingearbeitet hat und es somit seinem Team ermöglichte, den Kunden noch mehr zu bieten und ihre Erwartungen zu übertreffen. Registrieren Sie sich jetzt für das Webinar:

DIGITIZING PRODUCTION OF CUSTOM LARGE-FORMAT AUTOMOTIVE PARTS

IN DEUTSCHLAND ENTWICKELT – ZUVERLÄSSIGKEIT ZUM ATTRAKTIVEN PREIS

Der BigRep ONE ist ein in Deutschland entwickelter Großformat-3D-Drucker für den Einsatz rund um die Uhr. Bisher wurden über 500 dieser kostengünstigen Systeme installiert, die sich bei Fertigungsunternehmen weltweit als zuverlässig erwiesen haben. Der ONE zeichnet sich durch ein großes Bauvolumen von 1 m³ und eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit aus, sodass Sie Ihre Entwürfe zuverlässig in Originalgröße herstellen können.

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IN DEUTSCHLAND ENTWICKELT – ZUVERLÄSSIGKEIT ZUM ATTRAKTIVEN PREIS

Der BigRep ONE ist ein in Deutschland entwickelter Großformat-3D-Drucker für den Einsatz rund um die Uhr. Bisher wurden über 500 dieser kostengünstigen Systeme installiert, die sich bei Fertigungsunternehmen weltweit als zuverlässig erwiesen haben. Der ONE zeichnet sich durch ein großes Bauvolumen von 1 m³ und eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit aus, sodass Sie Ihre Entwürfe zuverlässig in Originalgröße herstellen können.

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Über die Autorin:

Natasha Mathew <a style="color: #0077b5" href="https://www.linkedin.com/in/natasha-mathew/" target="_blank" rel="noopener"><i class="fab fa-linkedin"></i></a>

Natasha Mathew

Texterin

Natasha Mathew probiert gern Neues aus – und derzeit ist sie besessen vom 3D-Druck. Ihre Leidenschaft, komplexe Konzepte in einfacher Sprache zu erklären, und ihr Hang zum Geschichtenerzählen hat sie dazu bewegt, Autorin zu werden. Im Zuge ihrer 7-jährigen Autorenkarriere hat sie über unterschiedlichste Themen geschrieben. Wenn sie gerade mal nicht mit dem Schreiben beschäftigt ist, widmet sich ihren Hobbies: Lesen, Basteln, Spinning und Reisen. Und über sich selbst schreibt sie in der dritten Person.

3D-Druck eines riesigen Benchys als Benchmark für Großformat-3D-Drucker

Das 3DBenchy – das am häufigsten gedruckte 3D-Modell der Welt – hat die Form eines Boots und wurde als Benchmark entwickelt, um unterschiedlichste 3D-Druckparameter zu testen. BigRep stellt seinen Großformat-3D-Drucker auf den Prüfstand und produziert das weltweit größte Benchy mit ganzen 816 mm Druckhöhe. Hier erfahren Sie mehr darüber, was dieses gigantische Benchy und seine Merkmale über die 3D-Druckfähigkeiten von BigRep aussagen.

Was ist ein 3DBenchy?

Ein 3DBenchy ist ein Computermodell, das spezifisch entwickelt wurde, um die Fähigkeiten eines 3D-Druckers zu testen. Der Name dieses Modells leitet sich vom Begriff „Benchmark“ ab und spiegelt die Relevanz für den 3D-Druck wider. Ursprünglich wurde das Benchy im Jahr 2015 als STL-Datei veröffentlicht und ist oftmals das allererste Objekt, das man mit einem neuen 3D-Drucker druckt. Das Benchy hat eine Reihe von Merkmalen, die dem Zweck dienen, die Fähigkeiten und möglichen Begrenzungen eines Druckers zu testen.

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Benchy-Merkmale

Die gängigsten Benchy-Merkmale umfassen Überhänge, Brücken, Oberflächenqualität und Maßgenauigkeit. Alle diese Merkmale sind beim 3D-Druck maßgeblich, um die Fähigkeit des Druckers zu ermitteln, aufwendige Design zu produzieren, komplexe Geometrien zu drucken und präzise Maßvorgaben einzuhalten. Durch nähere Betrachtung der Qualität des Benchy-Drucks lassen sich Probleme und Begrenzungen des 3D-Druckers erkennen, um die erforderlichen Anpassungen vorzunehmen und somit bessere Ergebnisse zu erzielen.

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Überhänge

Überhänge sind waagerechte oder schräge Linien, die über eher vertikal ausgerichtete Teile eines 3D-Drucks herausragen. Erfolgreiche Überhänge zeigen die Fähigkeit des Druckers, komplexe Geometrien zu meistern und die strukturelle Integrität ohne Abstützungen aufrechtzuerhalten.

Bridging - Design for Additive Manufacturing

Maßgenauigkeit

Die 3D-Druckmaße des Benchy können mit den ursprünglichen Spezifikationen des 3D-Modells verglichen werden. Eine maßgenaue Reproduktion ist ein entscheidendes Indiz für die Fähigkeit eines Druckers, präzise Maße einzuhalten und Skalierungsprobleme zu umgehen.

Bridging front view - Design for Additive Manufacturing

Brücken

Als Brücke wird der Übergang zwischen zwei erhöhten Punkten bezeichnet. Brücken demonstrieren die Fähigkeit eines Druckers, gleichmäßige und robuste waagerechte Abschnitte zu erstellen, die nicht in der Mitte durchsacken. Die Länge möglicher Brücken ist von der Fähigkeit des Druckers, den Slicing-Einstellungen und dem verwendeten Material abhängig.

Part Orientation - DfAM

Oberflächenqualität

Die Oberflächenqualität des Benchy-Modells ist ein wichtiges Merkmal, das es zu beurteilen gilt. Die Rauheit, Textur und das Gesamterscheinungsbild des 3D-gedruckten Benchys kann auf Fehler wie etwa Schichtlinien, Warping oder inkonsistente Extrusion getestet werden, die sich auf die Qualität des endgültigen Drucks auswirken können.

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Vorteile und Herausforderungen beim Druck eines 3DBenchys

Das Benchy ist in 3D-Druckkreisen weitgehend für seine Vorteile und Herausforderungen anerkennt. Eine der größten Stärken des Modells besteht darin, unterschiedliche 3D-Drucktechnologien und deren Einsatz mit unterschiedlichen Materialien zu prüfen. Die Vielseitigkeit ermöglicht es Nutzern, die Fähigkeiten und Leistung unterschiedlicher Drucker und Materialien zu beurteilen, um genaue Erkenntnisse über ihre Stärken und Schwächen zu erlangen. Ein weiterer Vorteil beim Einsatz des Benchys ist der Fokus auf die Auswertung von Druckqualität und -genauigkeit. Mit dem Benchy als Testmodell können Nutzer das Detailniveau, die Maßgenauigkeit und die Oberflächenqualität auswerten, die sie mit ihrem 3D-Drucker erzielt haben. Diese Informationen sind wichtig, um bei den tatsächlichen Druckprodukten die gewünschte Qualität zu gewährleisten.

Neben diesen Vorteilen ist das Benchy allerdings auch mit Herausforderungen verbunden. Eines der größten Probleme dieses Tests besteht darin, dass er viel Zeit in Anspruch nimmt. Das Benchmarking erfordert den Druck eines komplexen Modells, was zeitaufwendig, ressourcenintensiv und besonders für Nutzer eine Herausforderung darstellen kann, die rasche Ergebnisse benötigen oder nur begrenzte Ressourcen zur Verfügung stehen haben.

Eine weitere Begrenzung des Benchys besteht darin, dass das Modell realistische Druckszenarien nicht vollständig widerspiegelt. Wenngleich das Modell entwickelt wurde, um Drucker mit unterschiedlichen Merkmalen und Geometrien herauszufordern, kann es nicht alle Komplexitäten und Nuancen wiedergeben, die bei tatsächlichen Druckprodukten maßgeblich sind, was die Eignung des Modells als Benchmark für realistischen Anwendungen einschränkt.

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Giant BigRep Benchy

Spezifikationen des Benchys von BigRep

Das weltweit größte Benchy wurde am Hauptsitz von BigRep in Berlin gedruckt. Und obwohl es sich um ein riesiges Modell handelte, war es trotzdem nicht der größte, schwerste und zeitintensivste Druck, den das Unternehmen bewerkstelligt hat.
Die Druckspezifikationen für das Benchy von BigRep:

  • Drucker: BigRep ONE
  • Material: BigRep PLA
  • Düsendurchmesser: 1,0 mm
  • Schichthöhe: 0,6 mm
  • Maße: 864 x 864 x 816 mm (x, y, z)
  • Druckzeit: 121 Stunden
  • Materialgewicht: 11,1 kg
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Wie hat das Benchy von BigRep abgeschnitten?

Das Benchy ist ein beliebtes und skurriles 3D-Modell, fungiert aber auch als nützliche Benchmark für die Bewertung einer Vielzahl von 3D-Druckparametern. Werfen wir einen näheren Blick auf die Ergebnisse dieses riesigen Benchys.

Giant BigRep Benchy Overhangs

Überhänge

Schichthöhe, Düsendurchmesser und allgemeine 3D-Druckmaße wirken sich maßgeblich auf die Qualität von Überhängen aus. Das gigantische Benchy hat große Überhänge mit einer Spanne von bis zu 50 mm. Diese wurde ohne Abstützungen gedruckt, um die Begrenzungen des Druckers aufzuzeigen. Der BigRep ONE erzielte eine gleichbleibende Qualität mit minimalen Abweichungen beim Erscheinungsbild der Schichten.

Giant BigRep Benchy Dimensional Accuracy

Maßgenauigkeit

Die Genauigkeit hängt stark davon ab, welche Toleranzen für ein Teil gelten, damit es in der Praxis hinnehmbar ist. Bei diesem gigantischen Benchy war kein Warping erkennbar und selbst bei den anspruchsvollsten Aspekten dieses Drucks waren nur minimale Abweichungen in puncto Schichtqualität erkennbar. Für eine praxisnahe Analyse der Maßgenauigkeit kann ein 3D-Scan des Drucks mit dem Originaldesign verglichen werden, um die Toleranzen zu bestimmen.

Giant BigRep Benchy Bridging

Brücken

Einige der Brücken des Benchys sind zu lang (in diesem Fall bis zu 180 mm), um ohne Durchsacken gedruckt zu werden, und erforderten daher eine Abstützung. Das Bild oben zeigt den oberen Abschnitt einiger runder Ausschnitte, die ohne Abstützung gedruckt wurden. Hier sieht man einige leichte Fehler, im Allgemeinen ist die Qualität für einen so großen Maßstab jedoch überraschend gut.

Giant BigRep Benchy Surface Finish

Oberflächenqualität

Je senkrechter die Oberfläche orientiert ist, desto glatter ist das Erscheinungsbild der Schichtlinien. Je horizontaler die Oberfläche ist, desto ausgeprägter werden die Schichten und desto eher entsteht der Treppeneffekt. Mit einer relativ großen Schichthöhe von 0,6 mm sind die Unterschiede zwischen waagerecht und senkrecht orientierten Flächen deutlich sichtbar.

Schlussfolgerung

Das Benchy-3D-Modell ist zu einem Meilenstein in der Welt des 3D-Drucks geworden und dient als zuverlässige Benchmark für die Auswertung der Fähigkeiten und Begrenzungen unterschiedlicher 3D-Drucker. Seine unterschiedlichen Merkmale wie etwa Überhänge, Brücken, Oberflächenqualität und Maßgenauigkeit bietet wertvolle Einblicke in die Fähigkeit des Druckers, komplexe Geometrien handzuhaben und hochwertige Drucke zu erstellen. Durch nähere Prüfung der Qualität des Benchy-Drucks lassen sich Probleme des 3D-Druckers erkennen, um die erforderlichen Anpassungen vorzunehmen und somit bessere Ergebnisse zu erzielen.

Wichtig ist jedoch, die möglichen Herausforderungen beim Einsatz des Benchys anzuerkennen. Der Test kann zeit- und ressourcenintensiv ausfallen, was gegebenenfalls kein optimales Szenario für Nutzer ist, die rasche Ergebnisse benötigen oder nur begrenzte Ressourcen wie etwa Filamente zur Verfügung stehen haben. Das Modell kann jedoch die Komplexitäten und Nuancen eines realistischen Druckszenarios nicht widerspiegeln und ist daher möglicherweise nur begrenzt für bestimmte Anwendungen geeignet.

Trotzdem bleibt das Benchy ein wertvolles Bewertungs-Tool in der 3D-Druckgemeinde. Mit dem Benchy ist umfassende Beurteilung der Druckerfähigkeiten möglich, mit der potentielle verbesserungsbedürftige Bereiche aufgedeckt werden, die es den Nutzern ermöglichen, begründete Entscheidungen bei der Wahl der Drucker und Materialien für ihre Projekte zu treffen. Indem man die Stärken und Begrenzungen versteht und auch andere Beurteilungsmethoden heranzieht, können die Vorteile des Benchys für spezifische Druck- und Anwendungsanforderungen maximiert werden.

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IN DEUTSCHLAND ENTWICKELT – ZUVERLÄSSIGKEIT ZUM ATTRAKTIVEN PREIS

Der BigRep ONE ist ein in Deutschland entwickelter Großformat-3D-Drucker für den Einsatz rund um die Uhr. Bisher wurden über 500 dieser kostengünstigen Systeme installiert, die sich bei Fertigungsunternehmen weltweit als zuverlässig erwiesen haben. Der ONE zeichnet sich durch ein großes Bauvolumen von 1 m³ und eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit aus, sodass Sie Ihre Entwürfe zuverlässig in Originalgröße herstellen können.

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Über den*die Autor*in:

Nika Music <a style="color: #0077b5" href="https://www.linkedin.com/in/nika-music-2301/" target="_blank" rel="noopener"><i class="fab fa-linkedin"></i></a>

Nika Music

Digital Marketing Specialist

Nika ist Digital Marketing Specialist mit einem Hintergrund in der Technologiephilosophie. Nach dem Master-Abschluss führten Nikas Leidenschaft und Fachwissen auf diesem Gebiet Sie ganz natürlich in die spannende Welt des 3D-Drucks. Derzeit floriert Nika bei BigRep, indem Sie die Social-Media-Präsenz des Unternehmens entwickeln und die Markenbekanntheit steigern.

Wie man sechs typische Herausforderungen in der Fertigung meistert

Die Unternehmenslandschaft für alle Hersteller, ob Traditionsfirma oder Startup, befindet sich in einem ständigen und immer schneller werdenden Wandel.

Dieser Artikel beschreibt die sechs wichtigsten Herausforderungen für Hersteller und  bietet dafür intelligente und funktionierenden Lösungsvorschläge. Wenn Sie sich vorab mit diesen Themen beschäftigen, anstatt Probleme erst bei ihrem Auftreten zu bekämpfen, können Sie Ihr Geschäftsmodell nachhaltiger gestalten, und dadurch Ihr Geschäft und Ihre Umsätze stärken.

Hier beschäftigen wir uns mit sechs Herausforderungen in der Herstellung, die alle Produktionsfirmen betreffen. Zusätzlich erklären wir, wie Sie den Erfolg Ihres Unternehmens sichern können

1. Fachkräftemangel

HERAUSFORDERUNG

Weltweit wächst ein beunruhigende Trend; ein Mangel an Fachkräften in der Fertigungsindustrie. Die Gründe dafür sind vielfältig: fallende Beschäftigungsquoten in vielen Ländern, eine alternden Gesellschaft, ein Mangel an technisch versierten Arbeitern, und die Effekten der Corona-Pandemie, um nur ein paar Faktoren zu nennen. Ein englischsprachiger Lagebericht von The Manufacturing Institute und Deloitte Consulting hält fest, dass 22% der Arbeiter in der US-amerikanischen Fertigungsindustrie in den nächsten zehn Jahren in Rente gehen werden. Zusätzlich wird ein Mangel an Qualifikationen möglicherweise dazu führen, dass 2,1 Millionen Stellen 2030 nicht mehr besetzt werden können. Laut einem Eurofound Bericht von 2019 ist Europa ebenfalls von diesen Problemen betroffen: 39% der europäischen Fertigungsunternehmen berichteten, dass Ihre Produktion durch den Arbeitskräftemangel beeinträchtigt wurde. Dieses Jahr erklärte die Deutsche Industrie- und Handelskammer (DIHK), dass über die Hälfte der Firmen in Deutschland wegen dem Fachkräftemangel Schwierigkeiten dabei hatte, freie Stellen zu besetzen.

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LÖSUNG

Der 3D-Druck, auch bekannt als additive Fertigung, macht es möglich, auch Arbeiter ohne traditionelle Fertigungsqualifikationen in der Produktentwicklung, Kleinserienproduktion und industriellen Fertigung einzusetzen. Der 3D-Druck vereinfacht den Produktionsablauf, da komplexe Teile und Prototypen direkt aus digitalen Entwürfen gedruckt werden, und komplizierte Fertigungsprozesse mit minimalem menschlichen Eingreifen durchgeführt werden können. Arbeiter müssen nicht mehr hochqualifiziert sein, um Maschinen zu bedienen und manuelle Aufgaben auszuführen.

Der digitale Designprozess kann z.B. vereinfacht werden, indem man ein existierendes Teil scannt, daraus ein 3D-Modell generiert, und dieses dann wiederum 3D-druckt. Zudem können auch Menschen ohne viel Design-Erfahrung einen Design-Konfigurator verwenden, um existierende 3D-druckbare Entwürfe anzupassen. Möchten Sie mehr über die Design-Konfiguration erfahren? Dann sollten Sie sich mit den BigRep FLOW Konfigurationstools beschäftigen.

BigRep PRO 3D Printer

2. Bestandsverwaltung

HERAUSFORDERUNG

Die Bestandsverwaltung stellt Hersteller oft vor eine große Herausforderung. Sie müssen Kundenwünsche vorhersagen, doch diese Kundenwünsche ändern sich ständig. Dazu kommt, dass Waren von Zulieferern manchmal verspätet ankommen, und die Produktion deswegen angehalten werden muss. Es ist zwar teuer, zu viele Waren im Bestand zu haben, aber es ist viel schlimmer, wenn die Waren ausgehen. Andererseits gibt es Produkte, die schnell schlecht oder obsolet werden. Das Ganze wird noch schwieriger, wenn das Portfolio viele Produkte enthält; allerdings ist es keine leichte Aufgabe, zu entscheiden, welche Produkte wegfallen können. Es ist eine Gratwanderung: man braucht gerade genug Inventar, um die Anforderungen abzudecken, aber es ist auch gut, Ersatz vorzuhalten, falls doch etwas unerwartetes geschieht.

Forbes berichtet, dass ein typisches Fertigungsunternehmen heute 30 Tage mehr an Inventar vorhält, als es noch Anfang 2007 der Fall war. Ein ausreichender Bestand ist zwar ein wichtiger Puffer, wenn es zu Problemen in der Lieferkette kommt, aber er ist auch einer der Hauptursachen für Verschwendung bei Firmen. Überflüssige Bestände binden das Kapital und bringen zusätzliche Kosten, z.B.  für Lagerung, Versicherung und Wertverlust. In einer sich ständig ändernden Welt ist die Entscheidung, wie man mit dem Inventar umgeht, ein bisschen wie ein Strategiespiel, dass man spielen muss, um in dem Herstellungssektor nicht zurückzufallen.

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LÖSUNG

Der 3D-Druck ermöglicht eine Just-In-Time-Produktion, da Teile genau dann produziert werden können, wenn sie gebraucht werden. Dank erheblich kürzerer Vorlaufzeiten im Vergleich zu traditionellen Fertigungsmethoden können Sie schnell auf Veränderungen in der Nachfrage reagieren und rechtzeitig liefern. Wie in einem digitalen Lager können 3D-Designs auf Servern oder in der Cloud gespeichert werden; das betreffende Teil wird dann einfach gedruckt, wenn eine Bestellung eingeht. Dies mindert zusätzlich das Risiko der Überproduktion und minimiert die Kosten für überschüssige Bestände. Immer mehr Firmen 3D-drucken Komponenten, Produkte und Ersatzteile auf Anforderung; unter den Erstanwendern sind Unternehmen wie die Deutsche Bahn, Bentley, Miele, und Shell. Wenn Sie mehr über 3D-gedruckte Ersatzteile auf Anforderung wissen möchten, können Sie unser englischsprachiges eBook lesen:Deutsche Bahn Goes Additive with BigRep.

3d-printer-prediction

3. Abhängigkeiten und Transparenz von Lieferketten

HERAUSFORDERUNG

Als Hersteller sind Sie stets abhängig von Ihren Zulieferern für Materialien, Komponenten und Dienstleistungen. Jedoch birgt jede Abhängigkeit in der Lieferkette auch das potentielle Risiko von Verspätungen, Mangel an Verfügbarkeit oder Preissteigerungen. Je größer das Unternehmen, desto höher die Risiken, die von Ausfällen in der Lieferkette und der komplexen Logistik ausgehen. Wie die durch Corona verursachten Lieferproblemen gezeigt haben, kann ein Problem enorme Konsequenzen nach sich ziehen.

Doch die Probleme mit Lieferketten sind nicht nur rein praktischer Natur: Verbraucher verlangen inzwischen von Unternehmen mehr Transparenz über ihre Fertigung. Kunden schätzen heutzutage Produkte, die qualitativ hochwertig, nachhaltig und fair gehandelt sind, und sie sind bereit, mehr für solche Produkte zu bezahlen. Eine Studie von Forschern an der MIT Sloan School of Management zeigt, dass Verbraucher für Produkte mit mehr Lieferkettentransparenz zwischen 2% und 10% mehr zahlen würden. Hersteller müssen also nicht nur ihre Lieferketten unterhalten, um ihr Geschäft am Laufen zu halten; sie müssen auch überlegen, wie ihre Lieferantenwahl das Vertrauen der Verbraucher beeinflusst. 

LÖSUNG

Mit dem 3D-Druck können Firmen vor Ort produzieren. Sie sind dadurch weniger abhängig von entfernt gelegenen Zulieferern und den Auswirkungen von globalen Probleme in Lieferketten. Mit einem digitalen Lager wird sogar eine dezentrale Produktion möglich: Sie schicken einfach Ihre 3D-Datei an den Ort, wo das Teil benötigt wird, und drucken es dort. Mit mehr Kontrolle über Ihre Lieferketten können Sie Anlaufzeiten stärker beeinflussen und müssen sich weniger mit unerwarteten oder gestiegenen Kosten herumschlagen.

Wenn Sie eine interne 3D-Druck-Produktion einführen, können Sie viel leichter Ihre Lieferketten überwachen und regeln, und können so der Nachfrage nach mehr Transparenz gerecht werden. Sie besitzen ihre eigenen Produktionsprozesse, und müssen gleichzeitig weniger Schritte und Logistik überwachen. Durch eine dezentrale Fertigung wird Ihre Produktion umweltfreundlicher, und Sie benötigen weniger Transport und sonstige Logistik. Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie der 3D-Druck Ihre Abhängigkeit von Lieferketten reduzieren kann, dann können Sie unser englischsprachiges eBook lesen: How to Reduce Lead Times with In-House Supply Chains.

Design for Additive Manufacturing (DfAM)

4. Flexibilisierte Massenproduktion

HERAUSFORDERUNG

Immer mehr Industrien greifen den Trend zur flexibilisierten Massenproduktion auf. Manche davon sind etablierte Marken, die ihr Produktangebot mit Individualisierungsoptionen erweitern und dadurch ihre Umsätze erhöhen. Andere wiederum, Nischenhersteller und Startups, profitieren davon, dass sie keine teuren Fabriken und komplizierten Lieferketten haben. Laut Forbes sind maßgeschneiderte Produkte die Zukunft für kleine und mittelständische Unternehmen, und The Deloitte Consumer Review berichtet, dass über 50% der Verbraucher Interesse an personalisierten Produkten haben (beide Artikel sind nur auf Englisch verfügbar).

Kunden sind bereit, mehr für einzigartige Produkte zu zahlen. Bisher waren die Herstellungskosten für solche Produkte höher. Viele Kunststoffprodukte werden zum Beispiel in Formen gegossen, die aufwendig auf CNC-Fräsen hergestellt werden. Für die industrielle Fertigung ist dieser Prozess kosteneffektiv, doch für Kleinserien und Einzelprodukte sind die Kosten sehr hoch. Hersteller müssen versuchen, maßgeschneiderte Produkte industriell und kostengünstig zu fertigen.

LÖSUNG

Beim 3D-Druck gibt es keine zusätzlichen Kosten für Einzelanfertigungen und Kleinserien. Egal, ob Sie identische oder angepasste Produkte drucken, die Herstellungskosten variieren nur in Abhängigkeit von Materialverbrauch und Druckzeit. Wenn Sie Ihre Endanwendungsteile und Endprodukte 3D-drucken, dann können Sie diese Teile ohne zusätzliche Kosten anpassen. Herkömmliche Vorrichtungen, z.B. CNC-gefräste Formen, sind haltbar und langlebig, doch die Kosten sind untragbar, wenn solche Formen nur begrenzt oder sogar nur einmal verwendet werden. Obwohl 3D-gedruckte Vorrichtungen weniger haltbar sind, bieten sie die perfekte Lösung für kleinere Produktionsmengen, und sie sind robust genug, um ihre Aufgabe zu erfüllen. Lesen Sie in diesem englischsprachigen Blog mehr über flexibilisierte Massenproduktion und die Vorteile des 3D-Drucks.

Airbus

5. Geschäft erweitern

HERAUSFORDERUNG

Hersteller müssen den richtigen Zeitpunkt für jede Geschäftserweiterung finden. Zu früh, und es gibt finanzielle Schwierigkeiten, betriebliche Probleme und Qualitätsverlust. Zu spät, und man riskiert Marktsättigung, verpasste Chancen, und einen Wettbewerbsnachteil gegenüber etablierten Firmen. Um den richtigen Zeitpunkt zu finden, müssen Sie die richtigen Fragen stellen. Ist Ihr Produkt marktreif? Wenn Ihr Produkt sich nicht gut verkauft, müssen Sie vielleicht Ihr Angebot umstrukturieren oder das Produkt überarbeiten. Haben Sie die Kapazitäten, den Produktionsanforderungen gerecht zu werden, wenn die Nachfrage steigt? 

LÖSUNG

Für ein optimales, qualitativ hochwertiges Produktangebot mit guten Marktchancen brauchen Sie einen iterativen Designprozess. Mit herkömmlichen Produktionsmethoden bedeutet das normalerweise Outsourcing und/oder manuell gefertigte Prototypen; beides bringt hohe Kosten und lange Produktionszeiten mit sich. Der 3D-Druck wird generell als die beste Lösung für Rapid Prototyping gesehen; die beiden Begriffe werden sogar manchmal synonym verwendet. Mit dem 3D-Druck können Sie schnell ein Design oder einen funktionalen Prototypen herstellen, alle nötigen Veränderungen vornehmen, und dann einen neuen Druck produzieren, bis Ihr Produkt perfekt ist.

Der großformatige 3D-Druck ermöglicht es sogar, große Prototypen in Originalgröße zu drucken. Wenn Ihr Produkt sich nicht gut verkauft, können Sie Ihr Produkt durch den Iterationszyklus verbessern. Und was, wenn Ihr Produkt perfekt ist und die Nachfrage hoch? Dank dem 3D-Druck können Sie diese Nachfrage durch interne Produktion bedienen, mit einfacher Logistik und kurzen Lieferketten.

Kurz gesagt: mit dem 3D-Druck kommen Sie schneller auf den Markt, und können Ihre Produktion wie nötig hochfahren. Wenn Sie Erfolgsgeschichten hören möchten, wie der 3D-Druck Unternehmen hilft, schnell zu iterieren, schneller zu produzieren, und Produkte schneller auf den Markt zu bringen, dann schauen Sie doch unser Webinar Wie der 3D-Druck die Markteinführungszeit verkürzt und die individuelle Anpassung von Nutzfahrzeugen ermöglicht.

Nowlab BigRep Gripper 3d printed

6. Mit der Automatisierung Schritt halten

HERAUSFORDERUNG

Der ständige technische Fortschritt treibt die Nachfrage an und zwingt Hersteller dazu, große Aufträge zu erfüllen. Die Automatisierung kurbelt die Produktivität an, erhöht die Qualität und spart dabei Kosten. Und, was vielleicht noch wichtiger ist: sie macht es möglich, Daten zu sammeln und zu analysieren, die wiederum verwendet werden können, um die Entscheidungsfindung zu optimieren und Ergebnisse stetig zu verbessern. Der Markt für Robotic Process Automation (RPA) wurde 2022 auf 2,3 Milliarden Dollar geschätzt, und soll zwischen 2023 und 2030 eine durchschnittliche Wachstumsrate von fast 40% erreichen. Für kleine und mittelständische Unternehmen ist das ein Problem, da ihre großunternehmerischen Wettbewerber es sich leisten können, ihre Fertigungsanlagen mit KI effizienter zu machen. Die Automation ist inzwischen fest verankert, und darf deswegen nicht vernachlässigt werden. 

LÖSUNG

Ein digitalisierter Workflow kann Ihnen helfen, mit dem Supertrend der Automatisierung mitzuhalten, und der 3D-Druck kann hier eine wichtige Rolle spielen. Sie müssen nur entscheiden, welche Prozesse und Technologien modernisiert werden müssen, und wie sie in die existierenden Arbeitsabläufe integriert werden können, um Ihr Unternehmen agiler und effizienter zu machen.

Sie könnten Ihren Prototyping-Prozess für schnellere und datengestützte Design-Iterationen digitalisieren. Im Produktionsprozess können Sie dann 3D-gedruckte Vorrichtungen produzieren, um Ihren Produktionsablauf zu optimieren. Sie könnten auch Komponenten scannen, um so perfekt angepasste 3D-gedruckte Werkzeuge zu erhalten. Vielleicht möchten Sie z.B. Sensoren in diese maßgeschneiderten Werkzeuge integrieren, um während der Produktion wertvolles Feedback zu erhalten. Mit einem industriellen 3D-Drucker können Sie durch Automatisierungen in den Kalibrier- und Druckphasen verlässliche Ergebnisse erzielen.. Sie können den 3D-Druck auch mit Robotern, Fräsen oder KI kombinieren, und so die Stärken all dieser Technologien in einer intelligenten automatisierten Lösung zusammenbringen.

Zusammenfassung

Der 3D-Druck ist eine transformative Lösung für Herausforderungen in der Fertigung. Er vereinfacht komplexe Prozesse und reduziert dadurch den Bedarf an hochqualifizierten Mitarbeitern. Er verstärkt die Belastbarkeit von Lieferketten durch dezentrale Produktion auf Anforderung, optimiert die Bestandsverwaltung durch Minimieren der benötigten Lagerbestände, und ermöglicht flexibilisierte Massenproduktion. Durch den 3D-Druck können Sie Ihr Geschäft flexibel und effizient expandieren; zudem kann die Automatisierung nahtlos in die Produktion integriert werden, was wiederum die Produktivität erhöht und gleichzeitig die Lohnkosten senkt. Mit dem 3D-Druck wird die Fertigung agiler, effizienter und zukunftsfähiger.

Möchten Sie mehr darüber erfahren, wie Sie Herausforderungen in der Fertigung mithilfe von 3D-Druck überwinden können?

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Finden Sie heraus, wie der 3D-Druck Produktionskosten reduzieren und Produktionsgeschwindigkeiten erhöhen kann. Fachkräfte und Outsourcing können Kosten und Vorlaufzeiten massiv erhöhen, vor allem für Einzelteile und Kleinserien. Erfahren Sie, wie der großformatige 3D-Druck Prozesse optimieren, Logistik vereinfachen und Lieferkettenrisiken minimieren kann. Lassen Sie sich das Webinar nicht entgehen:

Maximize Efficiency for Localized Production

INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT  KOSTENEFFIZIENZ.
KOMPLEXE TEILE. GANZ GROSS.

Der BigRep PRO ist ein Großformat-3D-Drucker, der auf hohe Produktivität in der industriellen Fertigung ausgelegt ist. Für Ingenieure und Hersteller bildet der 3D-Drucker eine in hohem Maße skalierbare Lösung, mit dem Teile und Produkte für den Endverbraucher oder Fertigungswerkzeuge aus technischen Hochleistungswerkstoffen effizient hergestellt werden können. Mit einem großzügigen Bauvolumen von 1 m3 trägt dieser schnelle und zuverlässige 3D-Industriedrucker zur Beschleunigung Ihrer Produktion bei.

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INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT  KOSTENEFFIZIENZ.
KOMPLEXE TEILE. GANZ GROSS.

Der BigRep PRO ist ein Großformat-3D-Drucker, der auf hohe Produktivität in der industriellen Fertigung ausgelegt ist. Für Ingenieure und Hersteller bildet der 3D-Drucker eine in hohem Maße skalierbare Lösung, mit dem Teile und Produkte für den Endverbraucher oder Fertigungswerkzeuge aus technischen Hochleistungswerkstoffen effizient hergestellt werden können. Mit einem großzügigen Bauvolumen von 1 m3 trägt dieser schnelle und zuverlässige 3D-Industriedrucker zur Beschleunigung Ihrer Produktion bei.

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Über die Autorin:

Lindsay Lawson <a style="color: #0077b5" href="https://www.linkedin.com/in/lindsay-lawson-152a69185/" target="_blank" rel="noopener"><i class="fab fa-linkedin"></i></a>

Lindsay Lawson

Leiterin Productmarketing

Mit einem Master of Fine Arts in New Genres, und mit viel Erfahrung in den Bereichen Skulptur und Animation, hat Lindsay die Welt des 3D-Drucks für sich entdeckt. Sie beschäftigt sich vorwiegend mit Anwendungen für den großformatigen 3D-Druck, mit Schwerpunkt auf Nachbearbeitungstechniken und Design für die additive Fertigung.

Wie man Profilbuchstaben und Werbeschilder 3D-druckt

3D Printed Illuminated Sign

Die Industrielandschaft für Hersteller von Profilbuchstaben ändert sich rasant. Traditionelle Methoden sind zuverlässig, doch der 3D-Druck bietet eine nie dagewesene Effizienz und Anpassungsfähigkeit. Der 3D-Druck kann Herstellern dabei helfen, ihre Produktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, Kosten zu reduzieren, und dabei verschiedenste Kundenansprüche zu befriedigen.

Dieser Artikel erklärt die Vorteile und Herstellung von 3D-gedruckten Profilbuchstaben.

Grundlagen des 3D-Drucks für Profilbuchstaben

Was ist 3D-Druck?

3D-Druck, auch genannt additive Fertigung, ist ein Prozess in dem aus digitalen Entwürfen physikalische dreidimensionale Objekte werden. 3D-Drucker tragen eine Schicht Material nach der anderen auf, und können dadurch komplexe Entwürfe präzise und genau ausführen. Diese Technik wird in verschiedensten Bereichen angewendet, vom Gesundheitswesen bis hin zur Automobilindustrie – und jetzt auch für Firmenschilder.

Warum Profilbuchstaben 3D-drucken?

Der Hauptvorteil an 3D-gedruckten Profilbuchstaben ist ihre einzigartige Flexibilität. Traditionelle Herstellungsmethoden sind oft beschränkt, vor allem, wenn es um eigene Entwürfe oder kurzfristige Anpassungen geht. Der 3D-Druck hingegen ermöglicht maßgeschneiderte Designs, speziell zugeschnitten auf das einzigartige Markenimage einer Firma. Firmen können so eine Beschilderung erhalten, die nicht nur funktional ist, sondern auch den Charakter der Marke wiedergibt.

BigRep ONE Large-Format 3D Printer

Unkomplizierter 3D-Druckprozess

1. Profilbuchstaben entwerfen

Im ersten Schritt des 3D-Druckprozesses wird ein digitales Design entworfen. Dank intuitiver Software können sogar Menschen mit minimaler Designerfahrung ein digitales Modell der gewünschten Beschilderung produzieren. Anpassungen sind unkompliziert, so dass das Endprodukt perfekt zur Firmenvision passt.

2. Das richtige Material wählen

Die Materialauswahl ist entscheidend, um ein langlebiges und attraktives Endprodukt zu erhalten. Für 3D-gedruckte Schilder gibt es eine große Bandbreite an Materialien, von robusten Kunststoffen bis hin zu Metallen. Jedes Material hat seine Vorteile, so dass Firmen das passende Material für ihre Bedürfnisse und ihr Budget auswählen können.

3. 3D-Druck und Nachbearbeitung

Nach dem Entwurf und der Materialauswahl beginnt der eigentliche Druckprozess. Moderne 3D-Drucker sind effizient, und übersetzen digitale Entwürfe mit bemerkenswerter Präzision in physikalische Objekte. In manchen Fällen müssten die gedruckten Profilbuchstaben nachbearbeitet werden, z.B. durch Schleifen oder Lackieren, um das Erscheinungsbild und die Langlebigkeit zu optimieren.

Channel Letters - CAD Design

Profilbuchstaben entwerfen

Anfangs ist es gewiss eine Herausforderung, eigene Designs für den 3D-Druck zu entwerfen, aber mit der richtigen Herangehensweise kann der Prozess nahtlos sein.

Software: Als erstes sollten Sie eine 3D-Modellierungssoftware auswählen, die zu Ihren Fähigkeiten passt. Tools wie Tinkercad und SketchUp sind benutzerfreundliche Optionen für Anfänger, während erfahrenere Anwender sich eher für Blender oder Fusion 360 entscheiden.

Typographie: Wenn Sie Ihre Profilbuchstaben entwerfen, sollten Sie darauf achten, dass die Schrift lesbar ist und zu Ihrer Markenidentität passt. Denken Sie auch daran, dass dickere Schriften oft haltbarer und einfacher zu drucken sind. Sie sollten auch die Fähigkeiten des 3D-Druckers beachten, wenn Sie Ihre Buchstaben dimensionieren: extrem dünne Buchstaben zum Beispiel sind möglicherweise nicht druckbar.

Skalierung und Maße: Stellen Sie sicher, dass Ihr Design maßstabsgetreu ist. Messen Sie den Ort, an dem das Schild aufgestellt wird, und passen Sie Ihr digitales Modell dementsprechend an. Dadurch stellen Sie sicher, dass der fertige Druck perfekt an den vorgesehenen Ort passt.

Richtiges Speicherformat: Speichern Sie das fertige Design in einem Format, das mit Ihrem 3D-Drucker kompatibel ist, üblicherweise .STL oder .OBJ. 

BigRep filament material swatches
Materialproben für BigRep Filamente

Das richtige Material wählen

Sie sollten das Material sorgfältig auswählen, da es die Haltbarkeit, das Erscheinungsbild und die allgemeine Effektivität Ihrer Profilbuchstaben bestimmt:

PLA (Polymilchsäure): PLA ist eine beliebte Wahl für den 3D-Druck. Es ist biobasiert, benutzerfreundlich und kostengünstig. Es ist in einer Vielzahl von Farben erhältlich und eignet sich besonders gut für Schilder im Innenbereich, da es empfindlich gegenüber UV-Strahlen und hohen Temperaturen ist.

ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylat): ASA ist aufgrund seiner UV-Beständigkeit und Haltbarkeit eine ausgezeichnete Wahl für Schilder für den Außenbereich. Das Material erhält selbst unter anhaltender Sonneneinstrahlung seine Farbe und mechanischen Eigenschaften, und ist dadurch besser für Anwendungen im Außenbereich geeignet als ABS. Obwohl die Oberfläche der von ABS ähnlich ist, benötigt ASA ein geheiztes Druckbett und ist deswegen möglicherweise schwieriger zu drucken als PLA.

PETG (PETG (Polyethylenterephthalat mit Glykol): PETG ist so gut zu verdrucken wie PLA und so beständig wie ASA, und ist dadurch ein sehr vielseitiges Material. Dank seiner UV-Beständigkeit und Festigkeit ist es für Anwendungen sowohl im Innenbereich als auch im Außenbereich geeignet. Darüber hinaus hat PETG die höchste Lichtdurchlässigkeit der üblicherweise verwendeten FFF-Materialien. Dies kann bei der Herstellung von Profilbuchstaben und Beschilderungen von Vorteil sein.

Oberfläche und Haltbarkeit Bei der Materialauswahl sollten Sie die zukünftige Umgebung Ihres Schildes berücksichtigen. Für Schilder im Außenbereich sind UV-beständige und wasserfeste Materialien wie ASA und PETG perfekt geeignet. Sie sollten sich auch überlegen, ob die Oberfläche glänzend, matt oder strukturiert sein soll, und das dazu passende Material wählen.

BigRep Fiber-Ready PEX (Power Extruders)
3D Print Post Processing Powder Coating

3D-Druck und Nachbearbeitung

Nach Design und Materialauswahl müssen Sie Ihre Profilbuchstaben nur noch zum Leben erwecken.

Drucker kalibrieren: Bevor Sie loslegen, sollten Sie sicherstellen, dass Ihr 3D-Drucker kalibriert ist. Ist das Druckbett eben? Ist die Düse sauber? Und passen die Temperatureinstellungen zu den gewählten Materialien? ASA benötigt z.B. eine höhere Extrudertemperatur als PLA.

Stützstrukturen: Wenn Ihr Design sehr komplex ist, benötigt es womöglich Stützstrukturen. Diese temporären Strukturen helfen beim Drucken von Überhängen und komplizierten Details, und können nach dem Druck entfernt werden. Sie können die Stützstrukturen während des Slicing-Prozesses hinzufügen, mit dem Sie Ihre 3D-Druckdatei erstellen, den sogenannten G-Code. Eine Slicer-Software wie BigRep BLADE kann automatisch die notwendigen Stützstrukturen aus den Voreinstellungen erstellen.

Schichtauflösung: Wählen Sie die Schichthöhe für Ihren Druck. Mit einer kleineren Schichthöhe erreichen Sie eine glattere Oberfläche bei längeren Druckzeiten. Umgekehrt reduziert eine größere Schichthöhe die Druckzeit, aber die gedruckten Objekte benötigen oft mehr Nachbearbeitung für eine glatte Oberfläche.

Nachbearbeitung: Nach dem Druck ist oft noch etwas Reinigung und Feinarbeit notwendig, unter anderem:

  • Entfernen von Stützmaterial: Sie können die Stützstrukturen abbrechen; wenn Sie ein wasserlösliches Stützmaterial wie BigRep BVOH verwendet haben, können Sie die Strukturen auch einfach auflösen.
  • Schleifen: Damit glätten Sie die Schichtlinien oder Mängel.
  • Lackieren oder versiegeln: Vor allem wenn Sie eine spezielle Farbe oder zusätzlichen Schutz gegen die Elemente möchten.

Zusammenbau: Wenn Ihr Schild aus mehreren Teilen besteht, müssen Sie diese Teile mit starken Klebstoffen oder anderen Verbindungsmethoden zusammenfügen. 

3D Print Speed
Stützstrukturen sind so konzipiert, dass sie sich nach dem 3D-Druck leicht lösen lassen.

Wirtschaftliche Aspekte von 3D-gedruckten Profilbuchstaben

Anfängliche Ausgaben

Die Anfangskosten für einen 3D-Druckers, die Materialien und die Software werden oft durch die langfristigen Vorteile überwogen. Im Vergleich zu den wiederkehrenden Kosten für traditionelle Beschilderungsmethoden kann der 3D-Druck erhebliche Einsparungen erzielen, vor allem dann, wenn es um maßgeschneiderte Designs geht. 

Langfristige Einsparungen

Wenn Sie im eigenen Haus drucken können, müssen Sie diese Aufgaben nicht extern vergeben. Das reduziert Vorlaufzeiten und Kosten. Zudem bedeutet die Flexibilität des 3D-Drucks, dass Änderungen schnell möglich sind, und keine erheblichen Kosten mit sich ziehen. Das ist besonders für solche Firmen interessant, die Ihre Beschilderung nach Saison oder für Werbeaktionen ändern. Und natürlich kann man mit einem 3D-Drucker fast alles produzieren, nicht nur Profilbuchstaben. Wenn Sie erst einmal einen im Haus haben, werden Sie sicherlich viele Anwendungen entdecken, die durch den 3D-Druck einfacher und günstiger werden. 

3D-Druck Erfolgsgeschichten

ProLicht produziert komplexe und maßgeschneiderte 3D-gedruckte Schilder

ProLicht entwickelt und produziert weltweit Lösungen für beleuchtete Reklame und komplexe Werbeinstallationen für Marken und Firmendesign. Die Firma vertraut dabei auf moderne Technik, darunter den firmeneigenen BigRep ONE, um höchst individualisierte Produkte in hoher Qualität zu fertigen.

ProLicht hat den BigRep ONE in einen modernisierten Workflow integriert, bei dem 95% intern produziert wird. Dadurch hat die Firma das Qualitätsmanagement in der Hand, und damit die volle Kontrolle über Implementierungen.

Mit dem vollen Portfolio von ProLicht können alle Wünsche für das Erscheinungsbild (CI / CD) globaler Marken erfüllt werden.

Durch Qualität und Nachhaltigkeit in der Entwicklung, Produktion und Installation der Beschilderungslösungen schafft ProLicht einen bleibenden Wert.

Beleuchtete Profilbuchstaben in der BigRep-Zentrale

Das kreative Team bei BigRep zeigt in dem Video, wie es ein großformatiges, maßgeschneidertes Schild in der gewünschten Größe, Schriftart und Farbe 3D-gedruckt hat. Das Schild wurde ohne Stützfilament für den BigRep ONE entworfen, so dass der Druck sehr schnell und kostengünstig war. Dank dualer Extrusion sind zwei verschiedene Filamente (eins farbig, eins transparent) in einen einzigen Druck integriert, so dass sich die Markenfarben mit dem durch das transparente Material verbreiteten Licht vermischen.

Tipps und Tricks für 3D-gedruckte Profilbuchstaben

Die Lebensdauer der 3D-gedruckten Profilbuchstaben maximieren

Regelmäßige Wartung kann die Lebensdauer Ihrer Beschilderung verlängern. Dazu zählt eine regelmäßige Reinigung, um Staub und Fremdkörper zu entfernen, und eine regelmäßige Prüfung auf Verschleiß und Schäden. Wenn sich Ihr Schild draußen befindet, könnten Sie als Schutz vor der Witterung ein UV-beständiges Dichtmittel auftragen. 

Kreative Ideen

Der 3D-Druck eröffnet eine ganze Welt voller Möglichkeiten. Es geht nicht nur um Buchstaben. Sie können Logos, Symbole und sogar interaktive Elemente zu Ihrer Beschilderung hinzufügen. Beim 3D-Druck sind Ihrer Fantasie kaum Grenzen gesetzt. 

Wartung und Pflege

Stellen Sie sicher, dass Ihr Schild sicher befestigt ist, damit es nicht durch starke Winde oder andere externe Faktoren beschädigt wird. Prüfen Sie es regelmäßig auf Anzeichen von Verschleiß oder Schäden, und reparieren Sie diese sofort, um die Integrität und das Erscheinungsbild zu erhalten. 

3D Printed Sign by ProLicht
3D-gedrucktes Schild von ProLicht

Die Welt der Firmenschilder hat durch den 3D-Druck einen Wandel erlebt. Mit dieses Technik können Hersteller markante, haltbare und kostengünstige Beschilderungen erschaffen, die genau zu der Markenidentität passen. In der sich ständig entwickelnden Welt des 3D-Drucks ist jetzt ein guter Zeitpunkt für Unternehmen, diese Innovation zu ergreifen und sich gegen die Konkurrenz abzusetzen.

Innovationen zu ergreifen ist das Zeichen einer zukunftsorientierten Firma. Wenn Sie sich von dem Potential von 3D-gedruckten Profilbuchstaben inspiriert fühlen, dann ist es jetzt an der Zeit, den Sprung zu wagen. Egal, ob Sie ein junges Unternehmen sind oder ihre existierende Beschilderung modernisieren möchten, der 3D-Druck eröffnet Ihnen ungeahnte Möglichkeiten.

Haven Sie sich schon mit 3D-gedruckter Beschilderung beschäftigt? Oder sind Sie gerade dabei, eine Entscheidung zu fällen?  

Sprechen Sie mit uns! Lassen Sie uns gemeinsam die Zukunft der Firmenbeschilderung neu definieren! 

IN DEUTSCHLAND ENTWICKELT – ZUVERLÄSSIGKEIT ZUM ATTRAKTIVEN PREIS

Der BigRep ONE ist ein in Deutschland entwickelter Großformat-3D-Drucker für den Einsatz rund um die Uhr. Bisher wurden über 500 dieser kostengünstigen Systeme installiert, die sich bei Fertigungsunternehmen weltweit als zuverlässig erwiesen haben. Der ONE zeichnet sich durch ein großes Bauvolumen von 1 m³ und eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit aus, sodass Sie Ihre Entwürfe zuverlässig in Originalgröße herstellen können.

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IN DEUTSCHLAND ENTWICKELT – ZUVERLÄSSIGKEIT ZUM ATTRAKTIVEN PREIS

Der BigRep ONE ist ein in Deutschland entwickelter Großformat-3D-Drucker für den Einsatz rund um die Uhr. Bisher wurden über 500 dieser kostengünstigen Systeme installiert, die sich bei Fertigungsunternehmen weltweit als zuverlässig erwiesen haben. Der ONE zeichnet sich durch ein großes Bauvolumen von 1 m³ und eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit aus, sodass Sie Ihre Entwürfe zuverlässig in Originalgröße herstellen können.

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Über den Autor:

Dominik Stürzer <a style="color: #0077b5" href="https://www.linkedin.com/in/dominik-stuerzer/" target="_blank" rel="noopener"><i class="fab fa-linkedin"></i></a>

Dominik Stürzer

Head of Growth Marketing

Dominik ist Maschinenbauingenieur, dessen Leidenschaft, Wissen weiterzugeben, ihn dazu brachte, selbst Inhalte zu verfassen. Seine ersten 3D-Drucke fertigte er in der Universität an. Damals waren die 3D-Drucker von außen groß und von innen klein. Mit BigRep sind die Maschinen jetzt endlich groß in ihren Möglichkeiten.

Wie der 3D-Druck den Wasserbau verändert

3D Printed Weir in Hydraulics Lab at Helmut Schmidt University

Wollten Sie schon immer wissen, wie führende Wasserbauingenieure Flusssysteme optimieren, ohne dabei echte Schäden anzurichten?

Betreten Sie das moderne Hydrauliklabor der Helmut-Schmidt-Universität. Hier setzen Dr. Mario Oertel und sein Team mit dem BigRep ONE 3D-Drucker Wehrentwürfe um und machen aus digitalen Konzepten in kürzester Zeit greifbare Prototypen.

Diese Verschmelzung von bewährter Wasserbauforschung und moderner Technologie definiert die Wasserwirtschaft neu. Das Labor, das 1.500 Liter pro Sekunde durch ein maßstabsgetreues Flussmodell abfließen lässt, geht über Computersimulationen hinaus, um Wehrentwürfe zu testen. Dabei werden gleichermaßen Präzision und Kosteneffizienz gewährleistet.

Entdecken Sie, wie diese Mischung aus traditioneller hydraulischer Forschung und moderner Technologie die Zukunft der Wasserwirtschaft prägt.

Was ist ein Wehr?

Ein Wehr ist ein quer verlaufendes Bauwerk, das häufig in offenen Fließgewässern wie Flüssen, Bächen, Kanälen und hydraulischen Labors verwendet wird, um den Wasserfluss zu messen und zu steuern. Diese einfache und vielseitige Einrichtung hilft dabei, Wasserstände zu regulieren, Durchflussmengen zu messen und das Strömungsverhalten zu untersuchen. Ein Wehr kann spezifische Strömungsbedingungen schaffen, indem es den Wasserfluss einschränkt und ihn über die Wehrkrone überlaufen lässt.

Für Wehre gibt es viele Anwendungszwecke, darunter Wasserstandsregulierung, Hochwasserschutz, Bewässerungsmanagement, Umweltüberwachung und Wasserbauforschung. Es gibt mehrere Arten von Wehren in verschiedenen Formen und mit verschiedenen Zwecken. Am häufigsten sind rechteckige, dreieckige (keilförmige) und trapezförmige Wehre, sowie Piano-Key-Wehre, welche im Wasserbaulabor an der Helmut-Schmidt-Universität verwendet werden.

Wehr in Berlin, USA
Wehr in Berlin, USA

Digitale Simulation oder physikalisches Experiment

Forscher*innen und Ingenieur*innen an der Helmut-Schmidt-Universität führen im Rahmen des Bauingenieursprogramms Experimente und Studien zu Strömungsmechanik, Hydrauliksystemen und Strömungsverhalten durch.

Das Wasserbaulabor ist mit verschiedenen Apparaten und Instrumenten ausgerüstet, mit denen das Strömungsverhalten unter verschiedenen Bedingungen, Drücken und Strömungsgeschwindigkeiten untersucht wird. Ein Forschungsschwerpunkt liegt auf neuartigen Designs für Wehre, die dann in einem maßstabsgetreuen Modell eines Flusssystems getestet werden: eine Strömungsrinne mit einer Breite von einem Meter, die mit Prototypen ausgestattet wird.

Die Forscher*innen können neue Wehrdesigns in dem maßstabsgetreuen Modell im Wasserbaulabor entwickeln und testen, und so effizientere Wehre entwerfen, die ein Stromsystem stärker beeinflussen können. Die digitale Simulation ist ein leistungsfähiges Werkzeug für Forscher*innen, doch sie kann ohne Unterstützung nicht alles erreichen. Physikalische Experimente mit 3D-gedruckten Wehren bieten mehrere klare Vorteile, unter anderem:

Bewertung unter realen Bedingungen:

Durch physikalische Experimente können Simulationsergebnisse direkt bestätigt werden. Der Vergleich zwischen den tatsächlichen Messungen von 3D-gedruckten Wehrprototypen und simulierten Daten ermöglicht es, die Richtigkeit des Simulationsmodells und der angewendeten Annahmen zu bewerten.

Physikalisches Zusammenspiel:

Forscher*innen können das Strömungsverhalten, die Wasseroberfläche und deren Zusammenspiel mit der Wehrstruktur in Echtzeit beobachten. Diese praktische Erfahrung bietet wertvolle Einblicke, die eine Simulation nicht unbedingt bieten kann.

Zusammenspiel zwischen Strömung und Struktur:

Physikalische Experimente können komplexe Interaktionen zwischen Strömung und Struktur erfassen, z.B. Wirbelstraßen, Strudel und Turbulenzen, die kaum akkurat simuliert werden können.

Unerwartete Phänomene:

Während physikalischen Experimenten können unerwartete oder komplexe Phänomene auftreten, die eine Simulation nicht vorhergesehen hat. Diese Phänomene können zu neuen Einblicken und Entdeckungen führen.

Quantitative und qualitative Daten:

Physikalische Experimente liefern sowohl quantitative Daten (Strömungsraten, -drücke und -geschwindigkeiten) als auch qualitative Daten (visuelle Beobachtungen) die zusammen häufig ein umfassenderes Verständnis von Wehrverhalten ermöglichen.

Sensorkalibrierung und -verifizierung:

Zur Gewährleistung einer genauen Datenerfassung dienen diese Versuche der Kalibrierung und Überprüfung von Messgeräten und Sensoren im Labor.

Innovation und Optimierung:

Physikalische Experimente können Innovationen anstoßen und zur Entdeckung neuer und optimierter Wehrkonstruktionen führen, die bei Simulationen allein nicht berücksichtigt worden wären.

Komplexe Geometrien:

Der 3D-Druck ermöglicht komplexe, bedarfsgerechte Wehrgeometrien, die nicht akkurat simuliert werden können. Physikalische Prototypen können mit mehr Freiheit und Kreativität entworfen und produziert werden.

Wasserbaulabor an der Helmut-Schmidt-Universität
Wasserbaulabor an der Helmut-Schmidt-Universität

3D-gedruckte Wehre für die Wasserbauforschung

Ein Projekt der Wasserbauforscher*innen an der Helmut-Schmidt-Universität beschäftigt sich mit Piano-Key-Wehren. Diese Wehre sehen Klaviertasten ähnlich, daher der Name. Piano-Key-Wehre dienen dazu, hohe Strömungsraten effizient zu bewältigen und Überflutungen zu verhindern, und verbrauchen dabei weniger Platz als traditionelle Wehre. Damit sind sie besonders für städtische und beengte Umgebungen geeignet.

Früher wurden Wehrprototypen aus festen, lasergeschnittenen Acrylglasteilen hergestellt, die von Hand zusammengeklebt werden mussten. Dr. Mario Oertel hat sich stattdessen für den großformatigen 3D-Druck entschieden, mit dem bessere Lösungen erzielt werden können. Der 3D-Druck erlaubt es den Forscher*innen, die Prototypen schnell in Einsatz zu bringen, und dabei sogar Kosten zu sparen. Zusätzlich macht es der BigRep ONE 3D-Drucker möglich, neue Designiterationen zu entwerfen und innerhalb weniger Tage im Wasserbaulabor zu testen.

Dr. Mario Oertel, Professor für Wasserbau an der Helmut-Schmidt-Universität, mit dem BigRep ONE.
Dr. Mario Oertel, Professor für Wasserbau an der Helmut-Schmidt-Universität, mit dem BigRep ONE.

Vorteile von 3D-gedruckten Wehrprototypen

Rapid Prototyping:

Der 3D-Druck ermöglicht die schnelle und wirtschaftliche Produktion von Wehrprototypen. Forscher*innen können mehrere Designs in kürzester Zeit entwerfen, iterieren und testen, was wiederum den Forschungs- und Entwicklungsprozess verkürzt.

Traditionelle Produktionsmethoden bringen oft längere Vorlaufzeiten mit sich, da Produktionsmittel gerüstet und aufgestellt werden müssen. Der 3D-Druck minimiert Vorlaufzeiten, so dass Forscher*innen früher ihre Experimente durchführen und Ergebnisse sammeln können.

Unkomplizierte Iteration:

Forscher*innen können ohne Umstände individuelle Wehrentwürfe für spezifische Ziele erstellen. Diese Flexibilität macht es möglich, verschiedene Geometrien, Größen und Konfigurationen zu untersuchen, die mit traditionellen Produktionsmethoden schwierig oder teuer zu realisieren wären.

Forscher*innen können ohne Umstände mehrere Iterationen von Wehrprototypen anpassen und drucken, um verschiedene Parameter und Variablen zu testen. Dieser iterative Designprozess kann zu raffinierteren und optimierten Designs führen.

Komplexe Geometrien:

Der 3D-Druck ermöglicht die Herstellung von schwierigen und komplexen Geometrien, die mit traditionellen Bearbeitungsprozessen nicht realisierbar wären. Das ist besonders dann von Vorteil, wenn neuartige Wehrformen und -entwürfe untersucht werden sollen.

Niedrigere Kosten:

Traditionelle Bearbeitungsmethoden können teuer sein, vor allem, wenn es um kleine Chargen oder einzelne Prototypen geht. Der 3D-Druck reduziert Materialverschwendung und Produktionskosten, und ist dadurch eine wirtschaftlichere Option für Forschungszwecke.

Nach einer kurzen Einarbeitungszeit waren die Forscher*innen im Wasserbaulabor dazu in der Lage, die Slicer-Parameter in BigRep BLADE anzupassen, und dadurch den Materialverbrauch um über 60% zu senken.

Kürzere Vorlaufzeiten:

Traditionelle Produktionsmethoden bringen oft längere Vorlaufzeiten mit sich, da Produktionsmittel gerüstet und aufgestellt werden müssen. Typische Wehrprototypen werden aus Acrylglas gefertigt, einem Werkstoff, der aufwändig und teuer zu produzieren ist.

Der 3D-Druck minimiert Vorlaufzeiten, so dass Forscher*innen schon früher Experimente durchführen und Ergebnisse sammeln können.

Materialauswahl:

BigRep bietet ein breites Sortiment an eigenen Filamenten, und die BigRep 3D-Drucker können auch Fremdfilamente verdrucken. Dadurch können die Forscher*innen bei der Materialauswahl zwischen Forschungsanforderungen, Druckqualität und Preis abwägen. Das ist vor allem in der Wasserbauforschung wichtig, bei der die Materialeigenschaften das Verhalten der Prototypen beeinflussen können.

Forscher*innen an der Helmut-Schmidt-Universität erzielten mit BigRep PLX hervorragende Ergebnisse, da es leicht zu verdrucken und kostengünstig ist, und dabei wunderschöne Oberflächen produziert.

Pädagogisches Werkzeug:

3D-gedruckte Wehrprototypen machen theoretische Konzepte greifbar, und erlauben es den Forscher*innen und Studierenden, Strömungsmuster, Geschwindigkeitsprofile und andere wasserbautechnische Phänomene zu verstehen und visualisieren. Sie können zusätzlich mit Sensoren und Instrumenten versehen werden, die während der Experimente Daten sammeln können. Diese Daten können dann für die Analyse, Validierung und Kalibrierung von Wasserbaumodellen verwendet werden.

3D-gedruckter Wehr im Wasserbaulabor an der Helmut-Schmidt-Universität.
3D-gedruckter Wehr im Wasserbaulabor an der Helmut-Schmidt-Universität.

Großformat-3D-Druck in Forschungsinstituten

Obwohl der BigRep ONE im Wasserbaulabor der Helmut-Schmidt-Universität installiert ist, können andere Abteilungen und Studierende für andere Forschungszwecke und Projekte auf den großformatigen 3D-Drucker zugreifen. Dies ermöglicht gemeinsame Projekte zwischen Studierenden und Lehrenden aus anderen Abteilungen, und fördert dadurch eine interdisziplinäre Lern- und Problemlösungskultur. Zusätzlich erlernen die Studierenden im Umgang mit großformatigen 3D-Druckern verschiedene Kenntnisse und Fähigkeiten, die zunehmend in den vielen Industrien gefragt sind, in denen die additive Fertigung inzwischen angewendet wird.

Ein großformatiger 3D-Drucker an einer Universität kann den Lernprozess aufwerten, Innovation fördern, und Studierende auf die ständig wechselnden Anforderungen moderner Firmen vorbereiten. Er dient als vielseitiges Werkzeug, das Kreativität, Problemlösung und interdisziplinäre Zusammenarbeit fördert.

IN DEUTSCHLAND ENTWICKELT – ZUVERLÄSSIGKEIT ZUM ATTRAKTIVEN PREIS

Der BigRep ONE ist ein in Deutschland entwickelter Großformat-3D-Drucker für den Einsatz rund um die Uhr. Bisher wurden über 500 dieser kostengünstigen Systeme installiert, die sich bei Fertigungsunternehmen weltweit als zuverlässig erwiesen haben. Der ONE zeichnet sich durch ein großes Bauvolumen von 1 m³ und eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit aus, sodass Sie Ihre Entwürfe zuverlässig in Originalgröße herstellen können.

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IN DEUTSCHLAND ENTWICKELT – ZUVERLÄSSIGKEIT ZUM ATTRAKTIVEN PREIS

Der BigRep ONE ist ein in Deutschland entwickelter Großformat-3D-Drucker für den Einsatz rund um die Uhr. Bisher wurden über 500 dieser kostengünstigen Systeme installiert, die sich bei Fertigungsunternehmen weltweit als zuverlässig erwiesen haben. Der ONE zeichnet sich durch ein großes Bauvolumen von 1 m³ und eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit aus, sodass Sie Ihre Entwürfe zuverlässig in Originalgröße herstellen können.

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Über die Autorin:

Lindsay Lawson <a style="color: #0077b5" href="https://www.linkedin.com/in/lindsay-lawson-152a69185/" target="_blank" rel="noopener"><i class="fab fa-linkedin"></i></a>

Lindsay Lawson

Leiterin Productmarketing

Mit einem Master of Fine Arts in New Genres, und mit viel Erfahrung in den Bereichen Skulptur und Animation, hat Lindsay die Welt des 3D-Drucks für sich entdeckt. Sie beschäftigt sich vorwiegend mit Anwendungen für den großformatigen 3D-Druck, mit Schwerpunkt auf Nachbearbeitungstechniken und Design für die additive Fertigung.

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