Es werde LICHT, forderte das Fraunhofer ILT: Ein Mammoth-Druckauftrag für selbsttragende Buchstaben
Das Frauenhofer-Institut für Lasertechnologie ILT war auf der Suche nach einem echten Blickfang, mit dem es sich auf der LASER World of Photonics 2015 präsentieren konnte. Das Ergebnis? Riesige, etwa 2 Meter große Buchstaben, die das Wort LICHT bildeten. Jeder Buchstabe wurde einzeln mithilfe von Stereolithographie in 3D gedruckt. Das LICHT-Konzept war nicht nur ein Teil des Laserthemas, sondern bot auch eine Möglichkeit, eine leichte Konstruktion zu integrieren. Hinter dem leichten Druck steht jedoch eine sehr „schwere“ Datei und einiges an cleverer Designarbeit.
Selbsttragende Buchstaben: Konstruktion und Entwicklung
„Wir waren auf der Suche nach einer Konstruktion, die den Fokus sowohl auf leichte Konstruktion als auch auf neue Systeme für additive Fertigung lenkt“, so Prof. Reinhart Poprawe, Leiter des Fraunhofer ILT.
Nach einem Briefing und der Übergabe einer Zeichnung des LICHT-Konzepts durch das Frauenhofer ILT setzte sich das Konstruktions- und Entwicklungsteam von Materialise an die Arbeit und übertrug alles in ein 3D-Design.
Die Entwicklung für Stereolithographie bedeutet häufig, dass Stützstrukturen generiert werden müssen, da überhängende Teile des Modells ansonsten herunterhängen oder deformiert werden würden. Doch dieses Projekt war besonders: das Team entwickelte die Strukturen so, dass sie vollständig selbsttragend waren. Mit 3-maticSTL baute das Team extrem leichte Strukturen, mit denen die Buchstaben gefüllt wurden. Das Ergebnis war der größte Datensatz in der Geschichte von Materialise.
Ausrichtung: Vorbereitung der Erstellung
Das Erstellen einer selbsttragenden Konstruktion allein reicht nicht, wenn Sie Stützstrukturen eliminieren wollen, denn der kritische Teil ist die Ausrichtung des Teils auf dem Druckbett. Um eine optimale Ausrichtung zu erreichen und das selbsttragende Design zu schützen, nutzte das Team von Materialise Magics. Wie gut hat das funktioniert? Materialise CAD-Manager Staf Wuyts beantwortet die Frage so: „Die einzige automatisch generierte Stützstruktur in der gesamten Konstruktion war der unterste Millimeter unter der ersten Schicht. Dieser war erforderlich, um die gedruckte Konstruktion aus dem Druckerbett entnehmen zu können.“
Keine Datei ist zu groß: Der Materialise Build Processor
Dateigrößen wie diese können für 3D-Druckmaschinen eine Herausforderung darstellen. Stellen Sie sich vor, Sie wollen ein extrem leistungsstarkes Spiel mit anspruchsvoller Grafik auf einem Computer mit 250 MB RAM spielen. Obwohl 3D-Drucker bereits äußerst leistungsfähige Maschinen sind, benötigen sie Software, die Bits und Bytes in druckbare Materie umwandelt. Die Lösung ist der Materialise Build Processor, der die Kommunikation zwischen der Software und den Maschinen vereinfacht. Mit einer schichtbasierten Technologie kann der Build Processor große Dateien problemlos verarbeiten und verhindern, dass die Maschine abstürzt. Um die Datei so klein wie möglich zu halten, entwickelten die Software-Ingenieure die 3-matic-Strukturen ohne jegliche Wandstärke. Die Daten der 3D-Geometrie wurden stattdessen in Schichtdateien gespeichert, sodass die Konstruktion selbst so schlank wie möglich blieb.
Leichter Druck, starker Bau: Mammoth Stereolithographie
Nachdem das Entwicklungsteam Testdrucke durchgeführt hatte, um zu sehen, ob die selbsttragende Konstruktion standhielt – wörtlich und im übertragenen Sinne – waren die LICHT-Buchstaben bereit für die additive Fertigung auf unseren Mammoth Stereolithographie-Maschinen.
„Zu sehen, wie auf den Mammoth-Maschinen von Materialise aus flüssigem Harz eine fertige Konstruktion entsteht, ist immer faszinierend. Umso mehr, wenn das entstehende Modell die drei größten Stärken von Materialise vereint: Entwicklung und Konstruktion, Software und additive Fertigung“, schwärmt Dries Vandecruys, Konstruktionsingenieur bei Materialise. Nach der Endbearbeitung mit matt silbernem Spray konnten die LICHT-Buchstaben in Plexiglas-Gehäusen montiert, mit Lichteffekten versehen und auf der LASER World of Photonics 2015 ausgestellt werden.