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?

3D scanner for car- structure light

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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About the author:

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.

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.

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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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LEITFADEN FÜR INTEGRATION GROSSFORMATIGE ADDITIVE FERTIGUNG

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:

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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.

Gyroid-Infill im 3D-Druck: Festigkeit, Effizienz, Präzision

Gyroid Infill Muster

Verbessern Sie Ihre 3D-Drucke mit Gyroid-Infill, einem Aufbau, der Ihr Bauteil stärkt, leichter und präziser macht. Dieser Leitfaden behandelt die Vorteile, Strategien und Anwendungen, mit denen Sie die besten Ergebnisse erzielen können.

Hier erfahren Sie:

  • Was ist Gyroid Infill?
  • Vorteile von Gyroid Infill
  • Wie man Gyroid Infill verwendet

Was ist ein Gyroid?

Ein Gyroid ist eine faszinierende mathematische Form, die aus einer dreifach periodischen Minimalfläche besteht. Es wurde 1970 von dem Physiker Alan Schoen entdeckt und ist seither ein beliebtes Infill-Muster im 3D-Druck geworden.

Um ein Gyroid zu verstehen, muss man sich ein komplexes Netzwerk aus verdrehten und miteinander verbundenen Röhren vorstellen. Diese Röhren bilden ein sich wiederholendes Muster, das sich unendlich in alle Richtungen erstreckt, ohne sich zu überschneiden oder zu überlappen. Das Ergebnis ist eine kontinuierliche Gitterstruktur, die den Raum auf einzigartige und fesselnde Weise ausfüllt.

Das Gyroid-Muster weist ein bemerkenswertes Gleichgewicht zwischen Komplexität und Symmetrie auf. Es zeichnet sich durch sich selbst wiederholende Formen aus, die ein verschlungenes und miteinander verbundenes Gitter bilden. Diese komplizierte Geometrie verleiht dem Gyroid Infill seine außergewöhnlichen Eigenschaften.

Während das Verständnis der mathematischen Feinheiten eines Gyroids komplex sein kann, vereinfacht 3D-Drucksoftware den Prozess der automatischen Erstellung dieses Musters. Indem Sie die Leistungsfähigkeit intelligenter 3D-Drucksoftware nutzen, können Sie Gyroid-Infill einfach implementieren und seine einzigartigen Eigenschaften für Ihre 3D-Drucke nutzen.

Digitales Modell einer Gyroid-Struktur
Digitales Modell einer Gyroid-Struktur

Gyroid Infill verstehen:

Das Gyroid-Infill-Muster ist bekannt für sein hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Aufgrund seiner komplizierten, verzahnten Geometrie bietet es eine hervorragende Tragfähigkeit und eignet sich daher ideal für Teile, bei denen es auf Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit ankommt. Ganz gleich, ob Sie Prototypen von funktionalen Bauteilen herstellen oder komplexe Kunstwerke entwerfen, Gyroid-Infill sorgt dafür, dass Ihre Drucke dem Praxistest standhalten können.

Neben seiner Festigkeit ist Gyroid Infill auch für seine effiziente Materialnutzung bekannt. Durch die Verwendung seiner miteinander verbundenen Kanäle wird der Materialverbrauch reduziert, ohne die strukturelle Integrität zu beeinträchtigen. Diese Eigenschaft ist besonders vorteilhaft, wenn größere Objekte gedruckt werden, die übermäßig schwer werden können und große Mengen an Material verbrauchen, oder wenn eine kostengünstige Produktion Priorität hat. Mit Gyroid-Infill lassen sich leichte 3D-Drucke bei gleichzeitiger Minimierung des Materialverbrauchs erzielen, was es zu einer umweltfreundlichen Wahl für nachhaltige Herstellungsprozesse macht.

Gyroid-Infill eignet sich dank seines komplizierten und organischen Musters hervorragend für die Erstellung optisch ansprechender 3D-Drucke. Die ineinander greifenden Röhren erzeugen einen faszinierenden visuellen Effekt, der Ihren 3D-Drucken eine einzigartige Note verleiht. Besonders auffällig ist dies bei 3D-Drucken, die ohne Außenwände hergestellt werden, so dass das Gyroid-Infill vollständig sichtbar ist.

Beispiel für Gyroid Infill
Beispiel für Gyroid Infill

Vorteile von Gyroid Infill im 3D-Druck:

Geringer Verzug:

Im Gegensatz zu anderen Infill-Mustern geben die gekrümmten Linien des Gyroid-Infill keine bestimmte Richtung für die Schwindung des Kunststoffs vor. Diese einzigartige Eigenschaft trägt dazu bei, die Spannungen und Kräfte gleichmäßig über den gesamten Druck zu verteilen, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Verzugs verringert wird. Durch die Vermeidung von Richtungsabhängigkeiten werden die Gesamtstabilität und die Maßhaltigkeit von 3D-gedruckten Objekten verbessert.

Erhöhte Festigkeit und strukturelle Integrität:

Gyroid-Infill weist aufgrund seiner ineinander greifenden Gitterstruktur eine außergewöhnliche Festigkeit und strukturelle Integrität auf. Das komplexe Netzwerk aus miteinander verbundenen Kanälen verteilt die Kräfte gleichmäßig über den gesamten 3D-Druck, wodurch das Risiko eines Versagens minimiert und die Gesamtstabilität verbessert wird. Dadurch eignet sich Gyroid Infill für lasttragende Anwendungen, die Langlebigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Kräften erfordern.

Signifikante Gewichtsreduzierung:

Einer der herausragenden Vorteile von Gyroid Infill ist die Fähigkeit, eine erhebliche Gewichtsreduzierung von 3D-gedruckten Objekten zu erreichen. Die komplizierte Gitterstruktur optimiert den Materialeinsatz und schafft ein leichtes und dennoch robustes Innengerüst.

Materialeffizienz und Kosteneinsparungen:

Gyroid-Infill ist äußerst effizient im Hinblick auf den Materialverbrauch. Die miteinander verbundenen Kanäle und das feine Netzmuster reduzieren das für die Füllung benötigte Material, wodurch der Verbrauch von Rohmaterial minimiert und die Kosten gesenkt werden. Dies ist besonders wertvoll, wenn mit teuren Materialien oder großen Volumina gearbeitet wird, da Gyroid Infill die Materialeffizienz maximiert, ohne die Festigkeit oder strukturelle Integrität zu beeinträchtigen.

Verbesserte Wärmeableitung:

Die Gyroidstruktur bietet hervorragende Wärmeableitungseigenschaften. Die miteinander verbundenen Kanäle ermöglichen einen effizienten Luftstrom, der den Kühlungsprozess während des Drucks unterstützt. Die verbesserte Wärmeableitung trägt dazu bei, Verformungen oder andere thermische Probleme zu vermeiden, was zu zuverlässigeren und maßgenauen 3D-Drucken führt.

Erhöhte Flexibilität und Stoßfestigkeit:

Die komplizierte Gitterstruktur des Gyroid-Infill bietet einen einzigartigen Vorteil in Bezug auf Flexibilität und Stoßfestigkeit. Die ineinandergreifende Natur des Gitters ermöglicht eine kontrollierte Verformung und Absorption von Energie bei einem Aufprall, wodurch 3D-gedruckte Teile widerstandsfähiger gegen Bruch oder Rissbildung sind. Diese Eigenschaft ist vorteilhaft für Teile, die Belastungen ausgesetzt sind oder ein gewisses Maß an Flexibilität erfordern, wie z. B. Schutzhüllen, Sportgeräte oder tragbare Accessoires.

Ausgezeichneter Filamentfluss:

Das Gyroid-Infill-Muster ermöglicht einen reibungslosen und gleichmäßigen Filament-Fluss während des Drucks. Die kontinuierlichen, miteinander verbundenen Kanäle ermöglichen eine effiziente Materialverteilung und verringern die Gefahr von Verstopfungen oder uneinheitlicher Extrusion. Dies führt zu einer verbesserten Qualität, Genauigkeit und Zuverlässigkeit des 3D-Drucks und trägt zu erfolgreichen Drucken mit weniger Fehlern oder Problemen bei.

Durch die Nutzung dieser Vorteile eröffnet Gyroid Infill neue Möglichkeiten im 3D-Druck und ermöglicht stärkere, leichtere, kostengünstigere und optisch ansprechende Drucke.

Verschiedene Infill Muster
Verschiedene Infill Muster

Nachteile von Gyroid Infill im 3D-Druck:

Obwohl Gyroid-Infill zahlreiche Vorteile bietet, müssen auch seine potenziellen Nachteile berücksichtigt werden:

Längere Slicing-Zeiten

Jede Schicht muss präzise berechnet und den ineinander greifenden Kanälen des Gyroid-Infill zugeordnet werden. Folglich muss die Slicing-Software mehr Daten verarbeiten und zusätzliche Berechnungen durchführen, was zu längeren Slicing-Zeiten führt.

Begrenzte Kontrolle über die interne Geometrie:

Die komplexe Natur des Gyroid-Gitters kann es schwierig machen, bestimmte interne Merkmale oder Strukturen in den Druck einzubauen. Im Gegensatz zu Gitter-Infill-Mustern kann Gyroid-Infill die Möglichkeit einschränken, präzise interne Geometrien zu erstellen oder funktionale Elemente wie interne Kanäle oder Kammern einzubauen. Wenn Ihr Druck ein präzises internes Layout oder eine bestimmte Funktionalität erfordert, ist Gyroid Infill möglicherweise nicht die beste Option.

Verminderte Transparenz bzw. Klarheit:

Wenn Sie für Ihren Druck Transparenz oder visuelle Klarheit wünschen, ist Gyroid Infill möglicherweise nicht die beste Wahl. Die komplexe Struktur von Gyroid-Infill kann die Lichtdurchlässigkeit behindern und zu einer verminderten Transparenz führen. Diese Einschränkung eignet sich möglicherweise nicht für Anwendungen, die optische Klarheit oder die Möglichkeit, durch das 3D-Druck-Objekt zu sehen, erfordern.

Wenn Sie diese potenziellen Nachteile verstehen, können Sie bei der Auswahl von Infill-Mustern für Ihre 3D-Drucke die richtige Entscheidung treffen.

Rotorblatt einer Windkraftanlage mit Gyroid-Infill
Doktoranden der TU Berlin erforschen das Rotorblattdesign für Windkraftanlagen anhand von 3D-gedruckten Prototypen, die auf einem BigRep ONE hergestellt wurden. Da das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht entscheidend war, bot der Gyroid-Infill eine hervorragende Lösung für starke, leichte Teile.

Anwendungen und Einsatzmöglichkeiten:

Die Vielseitigkeit von Gyroid-Infill eröffnet eine breite Palette von Anwendungen und Einsatzfällen, in denen seine einzigartigen Eigenschaften zum Tragen kommen. Hier sind einige Bereiche, in denen sich Gyroid-Infill als besonders vorteilhaft erwiesen hat:

Funktionale Prototypen:

Bei der Herstellung von Prototypen für Funktionstests bietet Gyroid-Infill die perfekte Balance zwischen Festigkeit, Gewichtsreduzierung und Materialeffizienz. So wird sichergestellt, dass die Prototypen anspruchsvollen Tests standhalten und gleichzeitig die Materialkosten minimiert werden.

Mechanische Komponenten:

Teile, die Haltbarkeit, Stabilität und Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Kräften erfordern, profitieren in hohem Maße von Gyroid Infill. Ob es sich um Zahnräder, Halterungen oder strukturelle Stützen handelt, Gyroid Infill verbessert die Gesamtleistung und Langlebigkeit dieser Bauteile.

Leichtbau-Strukturen:

In Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Robotik werden häufig leichte Komponenten benötigt, um die Leistung und Effizienz zu verbessern. Gyroid-Infill hilft, diese Ziele zu erreichen, indem es das Gewicht reduziert, ohne die Festigkeit oder strukturelle Integrität zu beeinträchtigen.

3D-gedrucktes Träger mit Gyroid-Infill
3D-gedruckter Träger ohne Wände

Anwendung und Tipps zum Einsatz von Gyroid Infill:

Nachdem wir uns nun mit den Vor- und Nachteilen von Gyroid Infill befasst haben, wollen wir uns nun mit der Umsetzung und einigen Tipps zur Erzielung optimaler Ergebnisse befassen:

  • Software- und Slicer-Einstellungen:
    Um Gyroid-Infill effektiv zu nutzen, müssen Sie sicherstellen, dass Ihre 3D-Drucksoftware und Ihr Slicer dieses Infill-Muster unterstützen. Die meisten gängigen Slicing-Programme, wie z. B. Cura, Simplify3D oder BigRep BLADE, bieten Gyroid-Infill als Option an. Wählen Sie das Gyroid-Infill-Muster aus und passen Sie die Infill-Dichte entsprechend Ihren Anforderungen an. Das Experimentieren mit verschiedenen Dichten kann helfen, das optimale Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Materialverbrauch zu finden.
  • Druckausrichtung:
    Berücksichtigen Sie bei der Verwendung von Gyroid-Infill die Ausrichtung des Drucks. Die Ausrichtung kann die Festigkeit und die Gesamtleistung des 3D-Druckobjekts beeinflussen. Bei Teilen, die eine erhöhte Festigkeit in einer bestimmten Richtung erfordern, sollten Sie den Druck entsprechend ausrichten. Das Testen und Analysieren der Belastungsfähigkeit in verschiedenen Ausrichtungen kann helfen, die Leistungsfähigkeit Ihrer Drucke zu optimieren.
  • Infill-Dichte:
    Die Dichte des Gyroid Infill bestimmt die Menge des verwendeten Materials und hat Auswirkungen auf die strukturelle Integrität des Drucks. Höhere Füllungsdichten führen zu stärkeren Drucken, erfordern aber mehr Material. Umgekehrt verringert eine geringere Fülldichte den Materialverbrauch, kann aber zu Einbußen bei der Festigkeit führen. Es ist wichtig, das richtige Gleichgewicht zwischen Fülldichte und Materialeffizienz zu finden. Berücksichtigen Sie die spezifischen Anforderungen Ihres 3D-Drucks, um die optimale Infill-Dichte zu bestimmen.
  • Experimentieren und iterieren Sie:
    Wie bei jeder 3D-Druckmethode ist es wichtig, zu experimentieren, zu iterieren und Ihre Drucke zu testen. Passen Sie die Fülldichte, die Druckausrichtung und andere Parameter an, um die optimalen Einstellungen für Ihre spezielle Anwendung zu finden. Dieser iterative Ansatz hilft Ihnen bei der Feinabstimmung Ihrer Drucke und beim Erreichen des gewünschten Gleichgewichts zwischen Festigkeit, Gewichtsreduzierung und Ästhetik.

Zusammenfassung:

Gyroid-Infill bietet eine Vielzahl von Vorteilen beim 3D-Druck, darunter

  • erhöhte Festigkeit,
  • erhebliche Gewichtsreduzierung,
  • Materialeffizienz,
  • verbesserte Druckqualität,
  • und vielseitige Anwendungen.

Seine ineinandergreifende Struktur bietet eine hervorragende strukturelle Integrität und ist daher ideal für funktionale Prototypen, mechanische Komponenten und leichte Strukturen.

Um Gyroid-Infill effektiv nutzen zu können, müssen Sie sicherstellen, dass Ihre Software und Ihr Slicer dieses Infill-Muster unterstützen, und die Infill-Dichte und Druckausrichtung an Ihre spezifischen Anforderungen anpassen.

Experimentieren, Testen und Iteration sind der Schlüssel zum Erreichen optimaler Ergebnisse mit Gyroid-Infill.

Die Verwendung von gyroidem Infill kann die Festigkeit, die Effizienz und das Aussehen Ihrer 3D-Druckobjekte erheblich verbessern. Unabhängig davon, ob Sie ein Enthusiast, Ingenieur oder Designer sind, kann die Einbeziehung von Gyroid-Infill in Ihren 3D-Druckprozess neue Möglichkeiten eröffnen und innovative Anwendungen ermöglichen.

Erfahren Sie noch mehr über Gyroid Infill

Erforschen Sie mit dem Experten Jörg Alber von der TU Berlin den innovativen Einsatz von gyroiden Strukturen in der Windturbinenherstellung und in biomedizinischen Anwendungen. Lassen Sie sich das Webinar nicht entgehen und sehen Sie es sich jetzt an:

DER 3D-GEDRUCKTE GYROID: VERBESSERUNG STRUKTURELL ANSPRUCHSVOLLER ANWENDUNGEN.

About the author:

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 is a mechanical engineer whose passion to share knowledge turned him to content creation. His first 3D prints started in university. Back then the 3D printers were big on the outside and small on the inside. With BigRep the machines are finally big in their possibilities.

Studenten erwecken „atmenden“ Audi-Autositz mit 3D-Druck zum Leben

Audi Car Seat by Braunschweig students "Concept Breathe"

Reaktionsschneller Autositz durch großformatigen 3D-Druck zeigt Innovationspotenzial der additiven Fertigung im Automobilbereich.

Während bei Autos oft die Motorleistung und das Außendesign im Vordergrund stehen, gibt es ein weiteres Teil, das reif für Innovationen ist. Der Autositz als Schnittstelle zwischen Fahrer und Fahrzeug ist eines der wichtigsten Elemente eines Autos und muss ergonomischen Halt, Sicherheit und Komfort bieten.

Die Frage, wie Autositze neu erfunden und verbessert werden können, hat in den letzten Jahren durch neue Designkonzepte und fortschrittliche Fertigungsverfahren wie den 3D-Druck zunehmend an Bedeutung gewonnen. Ein solches Projekt mit dem Titel „Concept Breathe“ ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen Studierenden der Hochschule für Bildende Künste Braunschweig, dem deutschen Automobilhersteller Audi und dem 3D-Drucker-Hersteller BigRep.

Eine partnerschaftliche Anstrengung

Das Concept Breathe, das zur Entwicklung eines vollwertigen „atmenden“ Autositzes führte, entstand aus der Auseinandersetzung mit dem Auto der Zukunft.

Die Braunschweiger Designstudenten unter der Leitung von Dr. Manuel Kretzer, Professor für Werkstoffe und Technologie, und die Audi-Entwicklung/Innovation unter der Leitung von Mike Herbig ließen sich von der Idee inspirieren, dass das Auto der Zukunft eine engere Verbindung zum Fahrer haben könnte. Sie fragten sich: „Was wäre, wenn es ein Partner werden würde, der auf unsere Handlungen reagiert, ein Organismus, ein Freund, der lebt und atmet?“

Interessanterweise verfolgte Audi diese Idee bereits 2017 mit der Entwicklung von Klara, einem „sensitiven Audi A1“. Ziel dieser Konzeptstudie war es, die Empathie zwischen Auto und Fahrer zu fördern, indem ein sensitives, scheinbar atmendes Auto geschaffen wurde. Der Atmungseffekt wurde durch 39 Elektromotoren erreicht, die unter der Metallstruktur des Autos installiert waren, sowie durch mehrere Sensoren, die es Klara ermöglichten, Luft zu holen und auf ihre Umgebung zu reagieren.

Das im Frühjahr 2017 durchgeführte Autositzprojekt „Concept Breathe“ war eine Erweiterung der experimentellen Klara-Initiative, die darauf abzielte, verschiedene Technologien und Designprinzipien zu kombinieren, um einen menschlicheren Autositz zu schaffen, der sich dynamisch mit dem Fahrer bewegen kann.

"Was wäre, wenn der Sitz zu einem Partner würde, der auf unsere Handlungen reagiert, zu einem Organismus, einem Freund, der lebt und atmet?

3D-gedruckter Autositz "Concept Breathe"
Design- und Formstudien in der Seitenansicht von Maximilian Dauscha

Konzeption von „Concept Breathe“

Das Sitzprojekt wurde von einer Gruppe von 10 Bachelor-Studenten der Hochschule für Bildende Künste Braunschweig im Rahmen des Moduls Digital Crafting entwickelt. Die Kurse dieses Moduls zielen speziell darauf ab, „ein experimentelles Verständnis für neue Designmöglichkeiten“ zu entwickeln. Dabei werden innovative algorithmische und parametrische Designprinzipien sowie digitale Fertigungstechnologien wie der 3D-Druck genutzt, um Designkonzepte zum Leben zu erwecken.

Das endgültige Design des Autositzes war von organischen Formen und Systemen inspiriert und bestand aus mehreren aktiven Komponenten, die in einen leichten Rahmen integriert waren. Aufgrund der komplexen Geometrie des endgültigen Entwurfs, der das Ergebnis mehrerer parametrischer Entwurfsiterationen war, entschieden sich das Studententeam und seine Partner, den Prototyp des Sitzes im Maßstab 1:1 in 3D zu drucken. BigRep, bekannt für seine großformatigen 3D-Drucker, war dieser Aufgabe mehr als gewachsen.

Die Sitzstruktur wurde mit dem BigRep ONE 3D-Drucker gedruckt, der über ein großes Bauvolumen von bis zu einem Kubikmeter verfügt, und mit dem BigRep PRO HT Filament, einem einfach zu druckenden Biopolymer mit verbesserter Temperaturbeständigkeit im Vergleich zu herkömmlichem PLA. Der Druckvorgang dauerte fast zehn Tage, was zu diesem Zeitpunkt der längste 3D-Druck von BigRep war.

Auf dem 3D-gedruckten Rahmen wurden 38 maßgeschneiderte aktive Komponenten angebracht, die einen haptischen und visuellen Atmungseffekt erzeugen, sowie eine Reihe speziell entwickelter Kissen aus Hochleistungstextil für optimalen Komfort und Halt. Die aktiven Komponenten (weiter unten in Rot dargestellt) „sollten die Fähigkeit des Sitzes erhöhen, auf sich ändernde Fahrbedingungen zu reagieren, aber vor allem die Identifikation des Benutzers mit dem animierten Objekt durch Atembewegungen verbessern“, so das Designteam.

Audi Breathe Chair 3D print on BigRep ONE

Den Weg für Innovation ebnen

Die 3D-Drucktechnologie von BigRep war für die Realisierung des Projekts von entscheidender Bedeutung. Der großformatige 3D-Drucker des Unternehmens war nicht nur in der Lage, die Struktur eines Autositzes in Originalgröße zu drucken (wodurch die Notwendigkeit einer Montage nach dem Druck verringert wurde), sondern konnte auch die komplexe organische Form des Produkts reproduzieren. Darüber hinaus bot der 3D-Druck den Projektpartnern eine kostengünstige Möglichkeit, direkt einen großen Prototypen herzustellen, ohne in Werkzeuge investieren oder komplexe Lieferketten in Anspruch nehmen zu müssen.

So wie der großformatige 3D-Druck für die Realisierung dieses Konzepts entscheidend war, wird die Technologie nun in der gesamten Automobilindustrie eingesetzt, um neue Designideen zu erforschen und innovative Lösungen auf den Markt zu bringen, von schnellen Prototypen bis hin zu fertigen Bauteilen.

Insbesondere im Bereich der Automobilsitze gibt es eine Reihe von Projekten, bei denen die Fähigkeit des 3D-Drucks genutzt wird, komplexe, auf Leistung und Komfort optimierte Designs sowie maßgeschneiderte Produkte in großem Maßstab zu entwickeln.

Auch der deutsche Automobilhersteller Porsche hat kürzlich einen 3D-gedruckten Bodyform-Vollschalensitz auf den Markt gebracht, in den anpassbare 3D-gedruckte Gitter integriert sind, die für hervorragenden Halt und Atmungsaktivität sorgen. Wie das Breathe-Konzept betont auch der 3D-gedruckte Sitz die Verbindung zwischen Mensch und Technologie, um insbesondere in Hochleistungsfahrzeugen ein verbessertes Fahrerlebnis zu schaffen.

3D Printed Audi Car Seat by Braunscheig Students

3D-Druck ist die Zukunft der Autoindustrie

Letztlich wäre das Projekt Concept Breathe ohne die additive Fertigung, insbesondere den Großformat-3D-Drucker von BigRep, nicht möglich gewesen. Diese Technologie hat sich als entscheidend für die schnelle und kostengünstige Umsetzung einer innovativen Idee erwiesen.

Für die gesamte Automobilindustrie bietet die Möglichkeit, große Strukturen und Produkte in einem Stück in 3D zu drucken, enorme Vorteile. Einerseits ermöglicht sie die Konsolidierung des Designs, so dass große Strukturen in einem einzigen Durchgang gedruckt werden können, wodurch die Montage- und Nachbearbeitungszeiten minimiert werden. Dies hat erhebliche Zeit- und Kosteneinsparungen zur Folge, unabhängig davon, ob ein Designkonzept, ein funktionaler Prototyp oder ein Endprodukt gedruckt wird.

Die Technologie ermöglicht es den Produktdesignern auch, Designs zu entwickeln, die bisher nicht möglich waren, und eröffnet grenzenlose Möglichkeiten für Innovationen. So können Einzelpersonen und Teams (wie die Braunschweiger Designstudenten und ihre Partner bei Audi und BigRep) wirklich in neue Ideen eintauchen und sie in etwas Reales verwandeln, das die Zukunft gestalten kann.

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie der 3D-Druck dazu beigetragen hat, das Concept Breathe zum Leben zu erwecken, sehen Sie sich das Video und den Originalbericht über das Projekt an.

Sind Sie interessiert, wie der BigRep ONE Ihre Innovationen vorantreiben kann? Hier erfahren Sie mehr über den Großformatdruck.

So wählen Sie aus, welche Funktionen Sie auf Ihrem BigRep ONE benötigen

BigRep ONE Large-Format 3D Printer

So wählen Sie aus, welche Funktionen Sie auf Ihrem BigRep ONE benötigen

BigRep ONE Large-Format 3D Printer

Der BigRep ONE ist ein großformatiger FFF-3D-Drucker (FFF: Fused Filament Fabrication, Schmelzschichtung), der für die Herstellung hochwertiger, langlebiger Bauteile entwickelt wurde und Ihnen Zeit und Geld spart. Mit einem riesigen Bauvolumen von einem Kubikmeter und vielseitigen Funktionskonfigurationen eignet er sich perfekt für eine Vielzahl von Anwendungen, darunter Prototypen, Möbeldesign, kreative Exponate, Automobilkomponenten, Werkzeugbau und vieles mehr.

Die neueste Version, der BigRep ONE.4, kann mit verschiedenen Modulen und Add-ons konfiguriert werden. Passen Sie den spezifischen großformatigen 3D-Drucker an Ihre aktuellen Bedürfnisse an, während Sie auch die Möglichkeit haben, aufzurüsten, wenn sich diese Bedürfnisse in Zukunft ändern. Es ist wichtig, die Standardfunktionen und -fähigkeiten des BigRep ONE als modularen 3D-Drucker zu verstehen, damit Sie den ONE an Ihre spezifischen Anforderungen an die additive Fertigung anpassen können.

Welche Funktionen hat der BigRep ONE.4 bereits?

Die neueste Version des BigRep ONE verfügt über eine Reihe fantastischer Funktionen, mit denen Sie die volle Kontrolle über Ihre Drucke haben.

Riesiges Druckvolumen

Mit seinem riesigen Bauvolumen von einem Kubikmeter ist der ONE.4 einer der größten 3D-Drucker in der FFF-Fertigung und bietet Ihnen die Möglichkeit, Ihr Potenzial in einer Weise zu entfalten, die kleinere Drucker einfach nicht erreichen können.

Geschlossenes Gehäuse

Der ONE.4 ist mit einem Plexiglasgehäuse ausgestattet, das sich perfekt zur Überwachung des Druckvorgangs und zur Präsentation Ihrer Arbeit vor potenziellen Besuchern eignet. Sie bietet außerdem einen CE-konformen Bedienerschutz: Wenn Sie das Gehäuse mitten im Druckvorgang öffnen, wird die Maschine angehalten. Das Gehäuse reduziert die Temperaturschwankungen innerhalb des Bauraums, was für die Aufrechterhaltung von Qualität und Konsistenz wichtig ist, insbesondere bei längeren Druckvorgängen.

PEX Fiber-Ready Extruder

Mit einer 0,6mm, 1,0mm oder 2,0mm Düse ausgestattet, bietet der faserfähige Power Extruder (PEX) vielseitige Lösungen von maximaler Detailgenauigkeit bis hin zum High-Flow 3D-Druck. Mit BigRep-Materialien wie Biopolymeren, wasserlöslichen Trägermaterialien, technischen Materialien und faserverstärkten Filamenten lassen sich erstaunliche Ergebnisse erzielen, und der faserfähige Power Extruder ist auch für den Druck mit Materialien anderer Hersteller geeignet.

BigRep Fiber-Ready PEX (Power Extruders)

Teilautomatisiertes Druckbett

Das 1m²-Druckbett ist mit einer Polyimid-Folie überzogen, um sicherzustellen, dass Ihr Druck auf dem Druckbett fixiert bleibt, wobei eine zusätzliche Haftung mit Kleber wie Magigoo möglich ist. Der ONE.4 verfügt über eine halbautomatische Kalibrierung des Druckbetts, um die richtige Extrusion und Haftung der ersten Schichten Ihres Drucks sicherzustellen. Für eine vollautomatische Kalibrierung und noch mehr Steuerungsmöglichkeiten lohnt es sich jedoch, den BigRep PRO zu testen.

Out-of-Filament Sensor

Der Sensor des BigRep ONE unterbricht alle Druckvorgänge, wenn das Filament zur Neige geht. Dies ist wichtig für große Drucke, bei denen mehrere Spulen verbraucht werden können. Ersetzen Sie einfach das Filament und setzen Sie Ihren Druck fort.

Intuitive Benutzeroberfläche

Für die vollständige Optimierung und Kalibrierung Ihres Drucks ist der BigRep ONE mit einer intuitiven Benutzeroberfläche ausgestattet. Sie hilft Ihnen, aus der Ferne oder manuell mit einem USB-Stick gcodes (Druckdaten) auf das System zu laden, das Druckbett zu kalibrieren, den Druckvorgang zu stoppen und zu starten und Systeme in Verbindung mit BigRep CONNECT zu überwachen.

BigRep ONE.4 Intuitive User Interface

Filament-Kammer

Die Filament-Kammer wurde so konzipiert, dass es für alle Standard-Spulengrößen geeignet ist, einschließlich zwei Spulen mit bis zu 8 kg. Dies ermöglicht eine längere, kontinuierliche Druckzeit.

Serienmäßige Kamera

Für besonders große Drucke, die Tage oder sogar Wochen dauern können, ist es wichtig, dass Sie Ihre Drucke aus der Ferne von Ihrem Computer, Tablet oder Mobilgerät aus überwachen können. Der ONE.4 ist mit einer Webcam ausgestattet, die an Ihrem Drucker angebracht ist und für sorgenfreie Ausdrucke sorgt. Mit der Kamera können Sie auch Zeitraffervideos erstellen, die für Ihr Marketing nützlich sein können.

Welche Konfiguration ist für mich geeignet?

Der ONE.4 lässt sich an Ihre spezifischen Bedürfnisse anpassen, was mit der von Ihnen gewählten Extruderkombination beginnt.

single

EINZELMODUS

Die einfachste Konfiguration besteht aus einem Power Extruder mit einer 1mm-Düse und ist die günstigste Option. Dies ist eine hervorragende Lösung für die Erstellung von Prototypen und das Testen von großformatigen Drucken mit einem geringeren Budget.

BigRep ONE.4 Single Mode
BigRep ONE.4 Dual Mode
dual

DUAL-MODUS

Unsere beliebteste Konfiguration ist der Dual-Modus, der eine doppelte Extrusion ermöglicht. Dies ist ideal, wenn Sie komplexe Geometrien drucken und wasserlöslichen Support benötigen, der sich nach dem Druck leicht entfernen lässt. Einige Kunden bevorzugen es, verschiedene Düsengrößen auf beiden PEX zu behalten, um den Austausch von Düsen für verschiedene Drucke zu vermeiden. Ein weiterer Vorteil von Doppelextrudern besteht darin, dass zwei verschiedene Primärmaterialien eingesetzt werden können, um schnell zwischen Filamenten zu wechseln. Eine beliebte Kombination aus Material und wasserlöslichem Support ist BigRep PLX mit BigRep BVOH.

twin

TWIN-MODUS

Der Twin-Modus eignet sich perfekt, wenn Sie mehrere Drucke der gleichen Geometrie wünschen, wodurch Sie Ihren Aussoß verdoppeln können. Da beide Extruder gleichzeitig drucken, produzieren Sie zwei Versionen eines beliebigen Objekts zur gleichen Zeit, was die Kosten senkt und die Zeit bis zum fertigen Bauteil um 50% reduziert. Im Twin-Modus kann jeder Extruder nur eine Hälfte des Bauvolumens drucken, so dass für größere Drucke, die ein Bauvolumen von mehr als 0,5 m2 benötigen, der Dual- oder Single-Modus erforderlich ist.

BigRep ONE.4 Twin Mode

Welche zusätzlichen Module sind verfügbar?

Der BigRep ONE ist ein modularer Drucker, so dass Sie die Funktionen auswählen können, um Ihren 3D-Drucker entsprechend Ihren spezifischen Anforderungen zu optimieren. Hier sind die nützlichen Add-Ons, die Sie vielleicht in Betracht ziehen möchten:

Keep-Dry Modul

Wenn Sie die Qualität verbessern und möglichst hochwertige Drucke erstellen möchten, ist es wichtig, Ihre Materialien trocken zu halten, insbesondere technische und hydroskopische Filamente. Die Keep-Dry-Box schützt Filamente vor Feuchtigkeit und Staub, was besonders für Materialien wie TPU, BVOH und HI-TEMP wichtig ist.

BigRep ONE.4 Keep-Dry Box

Angeschlossene Kamera

Für zusätzliche Sicherheit kann der ONE.4 mit einer USB-Kamera ausgestattet und in BigRep CONNECT integriert werden. Dies ist eine neue Überwachungs- und Analysesoftware, mit der Sie Drucke, Auftragswarteschlangen, Materialverbrauch und vieles mehr verfolgen können... und BigRep CONNECT ist kostenlos.

Dual Mode-Zusatzmodul

Wenn Sie bereits über den Single Mode verfügen, können Sie bei Bedarf aufrüsten, um mit zwei Extrudern anstelle von einem zu drucken. Dies ist auch notwendig, zuerst zu installieren, wenn Sie im Twin Mode drucken möchten.

Twin-Modus Add-On

Wenn Sie bereits den Dual-Modus aktiviert haben, können Sie mit dem Twin-Kit-Add-On auch auf den Twin-Modus aufrüsten.

Benutzerdefinierte Farbe

Der BigRep ONE ist mit seinen markentypischen orangefarbenen Ecken leicht zu erkennen, aber Sie können Ihren ONE.4 mit der Option für benutzerdefinierte Farben umgestalten, um ihn an das Farbschema oder die Corporate Identity Ihres Unternehmens anzupassen.

BigRep ONE.4 Custom Color

Drei verschiedene Charaktere des BigRep ONE

Im Rennen um den Erfolg im 3D-Druck ist Wissen die halbe Miete. Das Verständnis der vollen Fähigkeiten des ONE sollte Ihnen einen Hinweis darauf geben, welche Funktionen Sie benötigen, um das Beste aus Ihrem 3D-Drucker herauszuholen. Es ist immer wichtig, genau zu überlegen, welche Ziele Sie verfolgen, bevor Sie den ONE auf diese Wünsche zuschneiden. Um Ihnen einen Anhaltspunkt zu geben, haben wir drei mögliche Kombinationen zusammengestellt, mit denen Sie arbeiten können:

Der Sprinter

Wie der Name schon sagt, geht es beim Sprinter um Schnelligkeit und er eignet sich hervorragend für das Starten der Serienproduktion. Sobald das Design und die Kalibrierung, der Materialeinsatz und die Bettnivellierung festgelegt sind, arbeitet der Sprinter schnell und effizient, um gleichzeitig zwei identische Teile zu produzieren. Ein mögliches Sprinter-Setup könnte die Twin-Mode-Extruderkonfiguration mit einer 1mm-Düse umfassen, die die Produktionskapazitäten verdoppelt, sowie eine CONNECT-Kamera zur Überwachung von 3D-Drucken über lange Zeiträume.

Das Wesentliche

Wenn Sie einen großformatigen 3D-Drucker zu einem geringeren Preis wünschen, sollten Sie sich für das Wesentliche entscheiden. Entscheiden Sie sich für eine unkomplizierte, rein geschäftliche ONE.4-Konfiguration, die sich perfekt für schnelle Tests und Produktion eignet. Das Wesentliche enthält einen faserfertigen Power Extruder mit einer 1,0-mm-Düse. Perfekt für Einsteiger - eine robuste Lösung zu minimalen Kosten.

Der Perfektionist

Der Perfektionist ist eine ONE.4-Konfiguration, die sich für Anwendungen eignet, die beste Qualität unter Verwendung leistungsfähiger Materialien erfordern. Für komplexe Geometrien wird der Dual Mode empfohlen, damit der ONE.4 wasserlösliche Träger wie BigRep BVOH zusammen mit einer Reihe kompatibler Materialien drucken kann. Um empfindliche Materialien in optimalem Zustand zu halten, sollten Sie zusätzlich die Keep-Dry Box verwenden, um die Filamente vor Feuchtigkeit und Staub zu schützen. Für maximale Detailgenauigkeit kann man eine 0,6-mm-Düse für feinere Drucke mit niedrigeren Schichthöhen verwenden.

Schränken Sie sich nicht ein

In der Welt des 3D-Drucks gibt es keine Grenzen für Ihre Möglichkeiten. Mit dem BigRep ONE haben Sie die Möglichkeit, einen 3D-Drucker zu entwickeln, der genau Ihren Vorstellungen entspricht.

Wenn sich Ihre 3D-Druckanforderungen weiterentwickeln, können Sie Ihren ONE einfach mit zusätzlichen Funktionen aufrüsten, um mit Ihnen mitzuwachsen. Wenn Sie eine maßgeschneiderte Lösung für Ihre Bedürfnisse benötigen, wenden Sie sich bitte noch heute an unser Team.

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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About the author:

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

Head of Product Marketing

With an MFA in New Genres, Lindsay's background in sculpture and animation eventually led her to the world of 3D printing. She is primarily focused on applications using large-format 3D printing with additional emphasis on post-processing techniques and design for Additive Manufacturing.

SFM Technology stellt weltweit erste Halterung für Hubschrauber-Rotorblätter im 3D-Druck her

Vor die Aufgabe gestellt, Halterungen für ein sicheres Verladen von Hubschraubern zu entwickeln, war der BigRep PRO für SFM Technology die erste Wahl.

Auf hoher See sind oft Lösungen von innovativen Ingenieur*innen gefragt. Besonders dann, wenn es um die Luftfahrt geht: Hubschrauber müssen häufig auf Schiffen landen, und zwar in allen möglichen Witterungen.

Ist der Hubschrauber nicht in der Luft, so steht er entweder auf dem Flugdeck oder im Hangar des Schiffes. Seine Rotorblätter werden dann automatisch eingeklappt, ähnlich wie bei einer Hummel. Um den Hubschrauber während der Einschiffung zu stabilisieren, werden die Hauptrotorblätter in einer Halterung fixiert.

Gary Wilson, Leiter des technischen Vertriebs in der Abteilung AeroAdditive bei SFM, erklärt: „Wenn sich ein Hubschrauber an Bord eines Schiffes befindet, hat er die Möglichkeit, seine Rotorblätter einzuklappen. Auf See ist es jedoch windig, und die Rotorblätter können immer noch flattern. Um das zu verhindern, müssen die Rotorblätter arretiert werden."

Leonardo, ein Luft- und Raumfahrtkonzern, wurde vom britischen Verteidigungsministerium mit der Lieferung von AgustaWestland AW101 Hubschraubern für die Royal Navy beauftragt. Die vorhandenen Halterungen entsprachen jedoch nicht den Anforderungen. Deshalb wandte sich der Konzern an die AeroAdditive-Abteilung von SFM Technology. So entstand eine 900 x 230 x 160 mm große 3D-gedruckte Halterung für Rotorblätter. Gary Wilson erzählt, wie die Halterung entstanden ist, und warum das für die additive Fertigung erst der Anfang in der Luft- und Raumfahrtindustrie ist.

SFM Technology
Die Halterung für Hubschrauber-Rotorblätter, gedruckt auf einem BigRep PRO

3D-DRUCK LIEFERT DIE LÖSUNG

Die Zeit drängte, also entschied sich SFM für die additive Fertigung, weil sie kurze Entwicklungszeiten ermöglicht.

„Für gewöhnlich handelt es sich bei der Suche nach einem neuen Fertigungsverfahren um einen ziemlich langwierigen Prozess. Wir haben viele Aspekte des 3D-Drucks untersucht, darunter Kosten und Effizienz – und natürlich Größe. Auf der Suche nach einem 3D-Drucker für unsere Produktion haben wir dann den BigRep PRO entdeckt. Wir verwenden den Drucker in der Fertigung, und jede gedruckte Rotorblatthalterung geht an einen Endkunden."

3D-DRUCK IST VIELSEITIGER ALS TRADITIONELLE METHODEN

In der Luft- und Raumfahrtindustrie müssen Teile gleichzeitig leicht und widerstandsfähig sein. SFM Technology unterzog deswegen die 3D-gedruckten Teile verschiedenen Stresstests. Das Ergebnis: die 3D-gedruckten Teile schnitten besser ab als die nicht gedruckten Originalteile. Die Rotorblätter werden aus HI-TEMP CF gedruckt, einem vielseitigen, mit Carbonfasern verstärkten Werkstoff mit hoher Festigkeit, und sind dadurch extrem langlebig und wetterfest.

Das hat viele Vorteile.

„Seit Januar haben wir 30 Halterungen gedruckt, also insgesamt 60 Halterungshälften. Mit traditionellen Methoden hätten wir ungefähr ein Viertel davon produziert. Sie sehen also, der 3D-Druck geht viel schneller, wir müssen keine Anpassungen vornehmen, oder wenn, dann nur sehr kleine, die schnell zu bewerkstelligen sind. Und das Material hat die gleiche Festigkeit."

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VORTEILE VON HI-TEMP CF

Die Auswahl des richtigen Materials war für SFM entscheidend.

„Wir haben viele Tests durchgeführt, um das beste Material für unser Budget zu finden. Nach einem Blick auf die Datenblätter hatten wir das Gefühl, dass das HI-TEMP Material von BigRep den anderen BigRep-Materialien leicht voraus war."

Wenn das Stützmaterial entfernt wurde, wird die Oberfläche mit Schleifpapier geglättet. Danach werden Buchsen – feste oder austauschbare zylindrische Röhren – in die Scharniere eingesetzt, und - wo erforderlich - Gewindeeinsätze zur Befestigung hinzugefügt. Nachdem die Halterung nach Kundenanforderung lackiert wurde, wird die restliche Hardware eingebettet, zusammen mit einer schützenden Schaumstoffschicht in der Halterung, die ein Zerkratzen der Oberfläche des Rotorblatts verhindert.

Halterung für Hubschrauber-Rotorblätter in Aktion
Halterung für Hubschrauber-Rotorblätter in Aktion

3D-DRUCK HÄLT EINZUG IN DIE LUFT- UND RAUMFAHRTINDUSTRIE

Die Halterungen für Hauptrotorblätter sind schon im Einsatz. Gary Wilson hat aus dieser Erfahrung gelernt, was der 3D-Druck in der Luft- und Raumfahrtindustrie alles erreichen kann. Für ihn ist es nur eine Frage der Zeit, bis die additive Fertigung standardmäßig eingesetzt wird.

„In der Luft- und Raumfahrtindustrie stehen viele Entwickler*innen dem 3D-Druck noch skeptisch gegenüber. Wir haben gezeigt, dass der 3D-Druck gut für die Luft- und Raumfahrtindustrie geeignet ist, wenn es um Festigkeit, Reproduzierbarkeit und Qualität geht. Tatsache ist: je mehr der 3D-Druck in der Industrie Anwendung findet, desto breiter wird das Anwendungsfeld."

SFM Technology setzt den BigRep PRO jetzt als Batch-3D-Drucker ein, der die Produktion sequenziert und Ergebnisse durch die Bank verbessert. In gleicher Weise entdecken weitere Entwickler*innen in der Luft- und Raumfahrtindustrie die Vorteile des 3D-Drucks für sich und setzen diese Technology auch immer häufiger ein.

Möchten Sie mehr über 3D-Druck in der Luft- und Raumfahrtindustrie erfahren? Lesen Sie hier, wie der 3D-Druck Airbus Zeit und Geld spart!

INDUSTRIAL QUALITY MEETS COST EFFICIENCY.
COMPLEX PARTS IN LARGE SCALE.

The BigRep PRO is a 1 m³ powerhouse 3D printer, built to take you from prototyping to production. It provides a highly scalable solution to manufacture end-use parts, factory tooling or more with high-performance, engineering-grade materials. Compared with other manufacturing and FFF printing solutions, the PRO can produce full-scale, accurate parts faster and at lower production costs.

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The BigRep PRO is a 1 m³ powerhouse 3D printer, built to take you from prototyping to production. It provides a highly scalable solution to manufacture end-use parts, factory tooling or more with high-performance, engineering-grade materials. Compared with other manufacturing and FFF printing solutions, the PRO can produce full-scale, accurate parts faster and at lower production costs.

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