Software plus Thermoformen 09.05.2016, 11:54 Uhr

Günstig: Farbiger 3D-Druck ohne Drucker

Eine neuartige Kopiertechnik für dreidimensionale farbige Objekte haben Schweizer Forscher entwickelt. Damit treten sie in Konkurrenz zu teuren 3D-Farbdruckern. Mit dem Verfahren lassen sich Prototypen und komplette Architektenentwürfe kostengünstig herstellen.

Farbige 3D-Kopie: Das Plastik-Replikat einer chinesischen Maske gleicht dem Original aufs Haar.

Farbige 3D-Kopie: Das Plastik-Replikat einer chinesischen Maske gleicht dem Original aufs Haar.

Foto: Christian Schüller/ETH Zürich

Komplexe dreidimensionale Objekte, etwa eine chinesische Maske, lassen sich mit einem 3D-Farbdrucker kopieren. Derartige Geräte sind teuer, also für kleinere Unternehmen oder gar den Bildungsbereich weniger geeignet. Schweizer Forscher haben jetzt eine Technik entwickelt, die weniger aufwändiges Equipment benötigt. Ein einfacher 3-D-Drucker, der Kunststoff verarbeitet, und ein Thermoformer genügen.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
infraSignal GmbH-Firmenlogo
Projektleiter Steuerkabel (m/w/d) infraSignal GmbH
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Projektingenieur im Brückenbau für Neubau-, Ausbau- und Erhaltungsmaßnahmen (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Regensburg Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur (w/m/d) für die Projektleitung von Brücken und Ingenieurbauwerke Die Autobahn GmbH des Bundes
Nürnberg Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Abteilungsleiter (w/m/d) Konstruktiver Ingenieurbau, Lärmschutzbauwerke Die Autobahn GmbH des Bundes
Nürnberg Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur als Projektleiter (w/m/d) Planung Die Autobahn GmbH des Bundes
PFINDER KG-Firmenlogo
Produktentwickler (m/w/d) Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung PFINDER KG
Böblingen Zum Job 
Hitzler Ingenieur e.K.-Firmenlogo
Projektleiter im Bau-Projektmanagement (m/w/d) Hitzler Ingenieur e.K.
Düsseldorf Zum Job 
WTM ENGINEERS GMBH-Firmenlogo
BIM-Modeler (m/w/d) für den Bereich Ingenieurwasserbau WTM ENGINEERS GMBH
Hamburg, Kiel, Rostock Zum Job 
Hamamatsu Photonics Deutschland GmbH-Firmenlogo
Master / Diplom in Physik oder Elektrotechnik als Vertriebsingenieur/in für Bereich Analytical (m/w/d) Hamamatsu Photonics Deutschland GmbH
Herrsching am Ammersee Zum Job 
Ministerium für Wirtschaft, Verkehr, Arbeit, Technologie und Tourismus-Firmenlogo
Referentin/Referent (m/w/d) im Referat "Straßenbau" Ministerium für Wirtschaft, Verkehr, Arbeit, Technologie und Tourismus
Mercer Stendal GmbH-Firmenlogo
Betriebsingenieur Mechanik (m/w/d) Mercer Stendal GmbH
Arneburg Zum Job 
Hamburger Hochbahn AG-Firmenlogo
Techniker / Ingenieur Elektrotechnik Wartung / Instandhaltung (w/m/d) Hamburger Hochbahn AG
Hamburg Zum Job 
Städtisches Klinikum Dresden-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) Technische Gebäudeausrüstung (TGA) Städtisches Klinikum Dresden
Dresden Zum Job 
Rohde & Schwarz Österreich GesmbH-Firmenlogo
Softwareentwickler (m/w/d) Embedded Systems Rohde & Schwarz Österreich GesmbH
Singapur, Stuttgart, Berlin, München Zum Job 
Carl Zeiss Meditec AG-Firmenlogo
Applikationsingenieur (m/w/x) Carl Zeiss Meditec AG
Carl Zeiss Meditec AG-Firmenlogo
Process Engineer (m/w/x) Carl Zeiss Meditec AG
Carl ZEISS MultiSEM-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur Elektronik (m/w/x) Carl ZEISS MultiSEM
Oberkochen Zum Job 
Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR)-Firmenlogo
Ingenieurinnen und Ingenieure (w/m/d) in den Fachrichtungen Versorgungstechnik und Gebäudeautomation Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR)
Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR)-Firmenlogo
Ingenieurinnen und Ingenieure (w/m/d) in den Fachrichtungen Elektro- bzw. Nachrichtentechnik Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR)
GEBHARDT Fördertechnik GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsprojektleitung Robotik & Lagerfahrzeuge (m/w/d) GEBHARDT Fördertechnik GmbH
Sinsheim Zum Job 

Aus verzerrtem Bild wird exakte Kopie

Das Geheimnis liegt in der Software, die der Doktorand Christian Schüller am Interactive Geometry Lab der Professorin Olga Sorkine-Hornung an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich entwickelt hat. Die Basisinformation liefert ein 3D-Scanner, der das Objekt digitalisiert. Schüllers Programm rechnet die dreidimensionale Vorlage in ein zweidimensionales Bild um, das bizarr verzerrt erscheint. Es wird auf eine Kunststofffolie übertragen.

Software kompensiert Verzerrung

Aus dem digitalisierten Objekt stellt der 3D-Drucker eine negative Form aus dem Kunststoff Polylactide (Polymilchsäure) her. Diese wird mit flüssigem Gips gefüllt. Nach dem Abbinden wird die biologisch abbaubare Haut abgeschält, sodass das noch weiße Objekt zum Vorschein kommt. Zuletzt wird die Folie erwärmt, sodass sie sich verformen lässt. Unterdruck saugt sie schließlich schlagartig auf das Gipsmodell.

Karrosserie eines Spielzeugautos, die mit dem neuen Verfahren hergestellt wurde.

Karrosserie eines Spielzeugautos, die mit dem neuen Verfahren hergestellt wurde.

Quelle: Christian Schüller/ETH Zürich

Dabei entzerrt sich das Bild, sodass das Objekt vom Original kaum noch zu unterscheiden ist. „Durch das Verziehen des Plastiks verändert sich das gedruckte Bild. Unsere Software berechnet und kompensiert diese Verzerrung jedoch genauestens“, sagt Schüller. Thermoformen nennt sich dieser Prozess, der in der Industrie weit verbreitet ist. Mit dieser Technik werden beispielsweise Joghurtbecher und Einsätze für Pralinenschachteln hergestellt.

Hochwertiges Erscheinungsbild

Das Verfahren sorgt für eine exakte Übereinstimmung von Original und Kopie. Bei der chinesischen Maske beispielsweise sind auch feine goldfarbene Verzierungen der Zähne zu sehen. „Farben und Strukturen sind nahezu identisch zu denjenigen des Originals“, sagt Schüller. Er ist sicher, dass die Industrie das Verfahren aufgreifen wird, um Prototypen aus einem digitalen 3D-Modell herzustellen, ehe die Massenproduktion beginnt.

Architekten könnten es nutzen, um Modelle von Häusern herzustellen. Geeignet sei es auch für Modellbauer, die keine teuren 3D-Farbdrucker anschaffen wollen. „Das Erscheinungsbild der Replikate ist hochwertig und für viele Anwendungen günstiger und schneller als heutige 3D-Farbdruck-Verfahren“, wirbt Schüller für sein Verfahren.

Ein formoptimierter Kreisel. 

Ein formoptimierter Kreisel. 

Quelle: TU Wien

Forscher der TU Wien und der RWTH Aachen haben eine Software entwickelt, die beliebige Objekte aus dem 3D-Drucker so an ihre Umgebung anpassen, dass sie optimale geometrische und physikalische Eigenschaften besitzen. 

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.