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Britische Wissenschaftler haben eine Studie veröffentlicht, die sich mit der Entwicklung eines günstigen 3D-Druckers befasst, der auf unebene Objekte drucken kann.
Die Studie mit dem Titel “3D Printing onto Unknown Uneven Surfaces” wurde von Nils Bausch, David P. Dawkins und Regina Frei von der Universität Portsmouth in Zusammenarbeit mit Susanne Klein von Hewlett Packard Labs durchgeführt. Der entwickelte Prototyp beruht auf einer 3D-Scan Funktion, Multi-Achsen 3D-Druck sowie konformen Druck, der beispielsweise zum Drucken von leitfähigen Tinten oder Sensoren auf flexible oder gebogene Oberflächen zum Einsatz kommt.
Die derzeit einzige kommerziell erhältliche Lösung für den 3D-Druck auf unebene Oberflächen sind die Aerosol Jet Drucker von Optomec, erklären die Forscher. Diese industriellen Geräte sind aber mit einem geringen Budget nicht leistbar.
Das neu entwickelte Verfahren soll in 6 Schritten erfolgen. Zuerst wird das zu bedruckende Objekt am 3D-Drucker befestigt. Danach erfolgt ein 3D-Scan; die Daten der Punktwolke werden extrahiert und anschließend mit dem zu druckenden, neuen Objekt überlagert. Schließlich wird der Druckverlauf ermittelt und das neue Objekt auf das bestehende gedruckt.
Zur Umsetzung hat man sich für den quelloffenen und günstigen Prusa i3 sowie den DAVID 3D Scanner entschieden. Das zu bedruckende Objekt wird auf einer Vorrichtung gut fixiert und gescannt. Die DAVID4 Software wandelt die Daten in eine Punktwolke um, die dann als STL-Datei in die Rhino + Grasshopper Software exportiert wird. Die erstellte STL-Datei wird dann mit der des zu druckenden Objekts kombiniert, sodass die erste Schicht des neues Objekts genau auf die Oberfläche des bestehenden Objekts gedruckt werden kann.
Derzeit ist die entwickelte Technologie allerdings noch auf einfachere Geometrien beschränkt und ermöglicht so das schnelle Erstellen von Prototypen und die Überprüfung der Genauigkeit. Weiters sind der Drucker und Scanner noch im Bereich der scanbaren Winkel limitiert. Außerdem können durch die Größe des Druckkopfs keine konkave Ecken mit spitzen Winkeln gedruckt werden.
Ziel des Projekt ist die Entwicklung eines leistbaren Geräts, das Objekte unabhängig von ihrer Geometrie bedrucken kann. Einsatzmöglichkeiten für diese Technologie sieht man beispielsweise für die Reparatur oder Personalisierung von Produkten, dem Druck von Sicherheitsmerkmalen auf bestehende Objekte, dem Hinzufügen von Funktionalitäten wie beispielsweise durch das Drucken von Antennen oder auch die individuelle Anpassung von Prothesen auf Patienten.
