Simulation

Individuelles Design und fotorealistischer 3D-Farbdruck

Mit dem CUPstomizer entwickeln Forscher des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung IGD erstmals eine Simulationssoftware für individuelle Maßlösungen in der Kleinstserienfertigung, die anschließend mit einem 3D-Drucker gedruckt werden können.

Mit der Simulationssoftware lässt sich prüfen, ob sich der am Rechner erstellte Designvorschlag auch in der Realität umsetzen lässt. (Fraunhofer IGD)

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 – zu sehen auf der formnext 2017 in Frankfurt am Main – transportiert die Idee in mögliche Anwendungen: ein Halter für Becher kann individuell angepasst werden. Über eine interaktive Benutzeroberfläche der Simulationssoftware können Messebesucher 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.

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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 lässt es zu, mit vielen Druckmaterialien gleichzeitig zu arbeiten und dabei Geometrie, Farben sowie feine Farbübergänge des Originals exakt wiederzugeben. Des Weiteren 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.

Auf der diesjährigen formnext (14. bis 17. November in Frankfurt am Main) stellen die Forscher des Fraunhofer IGD ihren Prototypen vor. Zu finden ist das Exponat in Halle 3.0 Stand F50.

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