3D Farbdruck 3D-Tage 2014

Vortrag von Schlagheck Design anlässlich der 3D-Tage 2014

Sehr geehrte Damen und Herren,

anlässlich der 3D Tage 2014 im Technologie-Zentrum St. Georgen, hat uns unser Partner 3D Labs gebeten, einen Einblick in die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten des 3D Farbdruck zu vermitteln, was wir auch gerne tun.

Hierzu möchte ich mich und die Schlagheck Design GmbH kurz vorstellen.

Schlagheck Design Geschichte

Mein Name ist Christian Schlagheck und zusammen mit meinem Bruder Julian bin ich seit ca. 20 Jahren Gesellschafter der Schlagheck Design GmbH, die 1991 aus der Schlagheck & Schultes Design GmbH hervorging, die mein Vater 1967 mit seinem Partner gegründet hatte.

Neben Produkt- und Industrie-Design verfügen wir seit 1984 auch über eigene feinmechanische Designwerkstätten, die seither immer um aktuelle Fertigungsverfahren erweitert wurden.

Neben subtraktiven Fertigungsverfahren wie dem High-Speed-Cutting oder Erodieren, haben wir frühzeitig auch additive Verfahren eingesetzt wie die Stereolithografie, das Vacuumgiessen, das Lasersintern und zuletzt den 3D Farbdruck, über den ich heute referieren möchte.

3D Farbdruck – Visualisierung von Design und Produktentwicklung

Für den Designer selbst, mag die Handskizze zur Visualisierung seiner ersten Ideen taugen.

Um aber modern und professionell Visionen zu kommunizieren, bedienen wir uns stets aktueller, technischer Hilfsmittel, Werkzeuge und erweiterten Dienstleistungen unseres Netzwerkes.

Eines der modernsten Hilfsmittel zur Visualisierung von Ideen möchten wir Ihnen heute vorstellen:

3D Farbdruck

Nachteile 3D Farbdruck

Es gibt derzeit aus Sicht des Produkt-Design noch keine 3D Farbdruck – Technologie, die die Präzision herkömmlicher farbiger High-End-Designmodelle erreichen kann.
3D Farbdruck ist schon sehr gut. Dennoch, weltweit entwickeln Gerätehersteller sehr intensiv weitere Verbesserungen und die Anzahl neuer Geräte hat in den letzten Jahren stetig zugenommen.
Die Rapid Prototyping Materialien sind noch relativ teuer.

Vorteile 3D Farbdruck

3D Farbdruck – Technologie ermöglicht je nach Anwendungstechnik, Verfahren und Anwendungsbereich bereits relativ gute Ergebnisse die deutlich preiswerter sind, als subtraktive Fertigungsverfahren.
Wenn die Darstellung von Funktionen mit unterschiedlichen Materialien und Farben im Vordergund steht, kann 3D Farbdruck hervorragend eingesetzt werden.
Einige Geometrien sind mit subtraktiven Verfahren überhaupt nicht zu fertigen. Hier kann 3D Farbdruck als additives Verfahren seine Stärke voll ausspielen.
Grafiken können fotorealistisch auf 3D Objekte gedruckt werden.
3D Farbdruck Design eröffnet Designern, Künstlern und Konstrukteuren völlig neue Möglichkeiten.

Anwendungsvielfalt von 3D Farbdruck

Als erstes möchten wir, um die Anwendungsvielfalt von 3D Farbdruck darzustellen, ein Projekt für Fraunhofer IPA zeigen, bei dem wir eine Roboterverkleidung entwickelt haben, die die dynamischen Bewegungen des Roboters unterstützt. Die Hardcover wurden u.a. in 3D Farbdruck erstellt.

Da neuere Schlagheck Design Projekte der Geheimhaltung unterliegen, möchten wir Ihnen an dieser Stelle einen Film auf Youtube zeigen, der auch unsere Philosophie, sich an wunderbaren Naturformen zu orientieren, in eher künstlerischen Bereichen von Prof. Neri Oxman am MIT in Farbe umgesetzt wurde.

Um die Anwendungsvielfalt des 3D Farbdruckes noch weiter aufzuzeigen, möchten wir Ihnen noch weitere Videos aufzeigen:

In dem nächsten Kurzfilm können Sie sehen welche Möglichkeiten 3D Farbdruck in der Welt der Mode eröffnet.

3D Printed Dress on the Catwalk at Paris Fashion Week

Stratasys Color Multi-Material 3D Printing Puts „Garden of Eden“ in Fashion

Im folgenden Film sehen Sie einige Trends in welche Richtung die Entwicklung von 3D Druckern derzeit geht.

3D Printshow 2014: Extra!

In den nächsten beiden Filmen sehen Sie eine bereits veröffentlichte Produktentwicklung in zwei Anwendugsfeldern, die ich stellvertretend für unsere eigenen Produktentwicklungen im Bereich 3D Farbdruck und Robotik zeigen möchte.

Berkeley Bionics Human Exoskeleton

Berkeley Bionics: Introducing eLEGS

3D Farbdruck gibt es heute in mehreren Verfahren, Spezialisierungen bzw. Ausprägungen:

Spezialisierung, Anzahl der Farben und Materialien

Einfarbiger 3D Druck.
Mehrfarbiger 3D Druck.
Mehrfarbiger 3D Druck in Kunstharzen in Kombination mit unterschiedlichen Shore-Härten.
Fotorealistischer 3D Farbdruck in Papier.
Fotorealistischer 3D Farbdruck in Gips.

3D Farbdruck Verfahren

Fused Deposition Modeling

Wie beim handwerklichen Verzieren eines Kuchens, wird Material in Strangform (geschmolzen) aufgetragen. – Heute sogar über 3D Farbdruck auch beim Kuchen. Dieser Bereich ist mittlerweile weitgehend patentfrei und es gibt hunderte von Herstellern für einfarbigen 3D Druck und mind. einen Hersteller von mehrfarbigem Druck.

Vorteile des Fused Deposition Modeling

Diese Geräte sind sehr preiswert.
Die Oberflächen sind beim fertigen 3D-Druck durch den sichtbaren Schicht-Aufbau teilweise bei Künstlern beliebt.
Es gibt Do-It-Yourself Maschinen-Bausätze ab ca. 200 € zu kaufen.
Diese kleinen Geräte sind eine Option, um für sich selbst eine Idee zu betrachten. (Maker Movement Idee)
Diese Geräte werden in der Ausbildung für das grundlegende Verständnis von 3D Fused Deposition Modeling eingesetzt.

MJM Multijet Modeling oder Polyjet Modeling

Hierbei werden UV-empfindliche Kunststoffe aus mehreren Düsen aufgetragen und mit UV-Licht umgehend Schicht für Schicht gehärtet.

Vorteile von MJM Multijet Modeling oder Polyjet Modeling

Dieses High-End Verfahren ist meist deutlich schneller und präziser als Fused Deposition Modeling.
Mehrere Farben und Materialien sind seit 2014 in einem Druckvorgang möglich.
Sie sind hervorragend geeignet für Konstruktionsüberprüfung bei Funktionsprototypen und Mustern.
Diese Verfahren eröffnen sehr gute Anwendungsmöglichkeiten im künstlerischen Bereich.
In der Regel ist je nach Einsatzzweck weniger Nachbearbeitung erforderlich.

Beispiele von MJM Multijet Modeling oder Polyjet Modeling haben wir ja bereits bei den Anwendungsbeispielen ausführlich gesehen.

Fotorealistischer 3D Farbdruck in Papier

Durch das Schicht für Schicht Bedrucken und Verkleben von Papier entstehen fotorealistische 3D Farbdrucke. Nach dem Druckvorgang muss das unbedruckte Papier mit Schneidewerkzeugen von dem bedruckten Teil vorsichtig entfernt werden.

Vorteile fotorealistischer 3D Farbdrucke in Papier

Man kann fotorealistische Darstellungen in Papier erzeugen.
Die Materialkosten für Papier sind, verglichen mit anderen Rapid Prototyping Materialien gering.

Sehen Sie hier ein Kurzvideo der Technik fotorealistischer 3D Farbdrucke in Papier.
Mcor Iris 3D Printer – How it works

Fotorealistischer 3D Farbdruck in Gips

Durch das Schicht für Schicht Bedrucken und Verkleben von Gips enstehen fotorealistische 3D Farbdrucke. Nach dem Druckvorgang muss der unbedruckte Gips mit einem Staubsauger von dem bedruckten Teil vorsichtig abgesaugt werden. Im Anschluss werden die Gipsoberflächen mit Spezialharzen gehärtet. Je nach Oberflächenfinish, können unterschiedliche Oberflächen erzeugt werden.
3D Systems ColorJet Printing Process

Vorteile fotorealistischer 3D Farbdrucke in Gips

Man kann fotorealistische Darstellungen in Gips erzeugen.
Das Absaugen des ungehärteten Gipspulvers ist schnell und einfach.
Der restliche Gips verbleibt in der Maschine und wird für den nächsten 3D Druckvorgang bereit gestellt.
Dieses High-End Verfahren ist meist deutlich schneller und präziser als Fused Deposition Modeling.
Durch Nachbearbeitung (umfangreiches Modellbau Know-How) können unterschiedlichste Effekte erzielt werden, auf die ich später noch eingehen werde.

Beispiele für fotorealistischen 3D Farbdruck
3d Printed Fashion Shoes show

Schlagheck Design 3D Farbdruck Dienstleistungen:

Vorbereitung für 3D Farbdruck:

Wir beraten Sie bei der Wahl der richtigen 3D Technik.
Wir beraten Sie bei der Datenaufbereitung.
Sollten Sie keine geeigneten CAD Daten haben, erstellen wir auch gerne individuelle CAD-Daten.
Wir scannen Personen, Objekte, Pflanzen und Tiere in Farbe.
Wir bieten Reverse Engineering um gescannte Daten in CAD-Daten umzuwandeln, die dann in 3D gedruckt werden können.

Nachbearbeitung der gedruckten 3D Objekte:
Durch unser Team von erfahrenen Modellbauern, Feinwerktechnikern und Oberflächenspezialisten sowie weiteren Nachbehandlungstechniken verfügen wir über die Möglichkeit gedruckte Objekte weiter zu optimieren.

Folgende Oberflächen können dargestellt werden:

glänzend
matt
weich
gummiähnlich
lederähnlich

Ein Beispiel – Die derzeit beste 3D Farbdruck Veredelung:

Das gesamte Modell ist in einem einzigen fotorealistischen 3D Farbdruckvorgang gedruckt worden.

Das Display ist fotorealistischer 3D Farbdruck mit Schrift und Grafik und hat ein glänzendes Finish erhalten.
Der Frontrahmen ist mit einer Carbongrafik bedruckt und hat ebenfalls ein glänzendes Finish erhalten.
Die Rückseite ist mit einer Ledernarbung – Grafik bedruckt und hat Lederhaptik-Finish erhalten.

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Weitere Informationen zu 3D Farbdruck: