01.12.2017 Kundenspezifische Lösungen

Individuelles Design mit 3D-Farbdruck

Eine Software, die in Echtzeit prüft, ob sich am Bildschirm entworfene Produktdesigns in der Realität überhaupt umsetzen lassen und auf 3D-Farbdruckern produzierbar sind? Was wie Zukunftsmusik klingt, wurde gerade von Forschern des Fraunhofer IGD vorgestellt.

3D-Simulation beim Fraunhofer Institut

Das Fraunhofer-Institut entwickelte eine Software, die prüft, ob sich am Bildschirm entworfene Designs direkt per 3D-Farbdrucker produzieren lassen.

Mit dem CUPstomizer entwickeln Forscher des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung IGD eigenen Angaben zufolge erstmals eine Simulations-Software für individuelle Maßlösungen in der Kleinstserienfertigung, die anschließend mit einem 3D-Drucker gedruckt werden können. Die Software prüft, ob sich das vom Kunden gewünschte Design realisieren lässt. „Neu ist dabei, dass das Verfahren über reine Geometrie-Informationen hinausgeht, da auch physikalische Eigenschaften berücksichtigt werden. Nicht nur die Form eines Modells wird überprüft, sondern auch, ob das gedruckte Bauteil den erwarteten spezifizierten Belastungen standhält“, erklärt Prof. Dr. André Stork, Leiter der Abteilung Interaktive Engineering Technologien am Fraunhofer IGD.

Ein Prototyp der Simulationslösung soll die Idee in mögliche Anwendungen transportieren: ein Halter für Becher kann individuell angepasst werden. Über eine interaktive Benutzeroberfläche der Simulations-Software kann man das Produkt individuell gestalten. Dazu wird ein grundlegendes Design zur Verfügung gestellt, das als Ausgangspunkt dient. Während der Nutzer nun die Geometrie anpasst, prüft die Software die Belastung innerhalb des 3D-Modells. Falls die Designidee statisch nicht umsetzbar ist, macht die Software über ein interaktives Menü Vorschläge, welche Parameter verändert werden müssen, um den Entwurf stabiler zu gestalten.

Zwar ist mit dem momentanen Prototyp noch kein Multimaterialdruck möglich, doch während an der Weiterentwicklung geforscht wird, steht der ebenfalls vom Fraunhofer IGD entwickelte Druckertreiber Cuttlefish bereits heute zur Verfügung. Die Software Cuttlefish lasse es zu, mit vielen Druckmaterialien gleichzeitig zu arbeiten und dabei Geometrie, Farben sowie feine Farbübergänge des Originals exakt wiederzugeben. Desweiteren ist es den Forschern gelungen, eine partielle Lichtdurchlässigkeit in den Druck zu integrieren. „Einsatzmöglichkeiten bieten sich viele für diese neuartige Verbindung von Farbe und Transluzenz – neben der Visualisierung von Prototypen in der Industrie findet man sie beispielsweise beim Druck von Zahnimplantaten“, erklärt Dr. Philipp Urban, Leiter der Abteilung 3D-Druck-Technologie des Fraunhofer IGD.

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