3D-DRUCKER: EINFÜHRUNG
Möbel und 3D-Drucker , ein zunehmend interessantes Thema. Der Möbel- und Möbelsektor ist eines der Arbeitspferde von Made in Italy, vor allem in Abhängigkeit von dem Wert in Bezug auf Design und Stil, den italienische Unternehmen jedes Jahr auf den Markt bringen.
Neben dem Moment des internationalen Kalibers, dem Salone del Mobile in Milano, um den sich die Hauptakteure des Sektors drehen, gibt es zahlreiche Aktivitäten und Veranstaltungen, auf denen die Vorteile und Potenziale eines wichtigen Sektors für die Wirtschaft vieler aufbauen Bezirke.
Die gemeinsame Nutzung von Know-how im Bereich der Möbelherstellung und des 3D-Drucks stößt in der Branche auf große Neugierde. In der Tat bieten die neuen additiven Fertigungstechnologien neue Möglichkeiten für Designer und Hersteller von Möbeln, Einrichtungsgegenständen und Armaturen.
Kürzlich präsentierte die junge niederländische Designerin Lilian van Daal die Entwicklung eines neuen Sessels, der Forschung, Innovation und neue 3D-Druck-Produktionstechnologien umfasst.
Darüber hinaus hat der Designer einen neuen Sessel entworfen, der sich an den Formen der Natur orientiert, die an das Geflecht pflanzlicher Stoffe erinnern und dem neuen Sitz Festigkeit und Komfort verleihen.
Das Projekt ermöglicht es uns, einen Sektor anzugehen, den wir in CasaOmnia gut kennen: die Erstellung von Prototypen für Einrichtungsgegenstände und Möbel. Die Schaffung eines neuen Möbelstücks umfasst nämlich viele Entwicklungsstufen, die durch die verschiedenen verfügbaren 3D-Drucktechniken unterstützt werden können.
Ein erster Prototyp für die Bewertung der Form und den Zusammenbau kann mit einigen der Fertigungstechnologien des 3D-Drucks hergestellt werden, während für einen funktionalen Prototyp Hochleistungsmaterialien verwendet werden müssen, die Sitztests standhalten können.
3D-DRUCKER: WAS SIND SIE?
Die banalste Antwort auf die Frage, was 3D-Drucker sind, ist die Tatsache, dass “Der 3D-Druck repräsentiert die natürliche Entwicklung des traditionellen 2D-Drucks”. Es handelt sich dabei um Geräte, die in der Lage sind, jedes beliebige dreidimensionale Modell durch ein additives Fertigungsverfahren herzustellen, d. h. ausgehend von einem mit Hilfe einer Software entworfenen Objekt, das mit Hilfe spezieller Materialien in der realen Welt nachgebildet wird.
In der Regel wird eine Schicht auf die andere gelegt, wobei man in Querschnitten vorgeht. Wenn diese Beschreibung schwer zu verstehen ist, denken Sie daran, wenn Sie etwas mit LEGO Steinen bauen wollen: Zuerst legen Sie die Teile, die die Basis bilden, dann gehen Sie nach oben, indem Sie sie ineinander stecken, um das gewünschte Profil zu erhalten.
Mit der Zeit wurden die Techniken perfektioniert, was zur Geburt des modernen Verlagswesens führte. Von Schreibmaschinen und Dampfmaschinen bis hin zu Tintenstrahldruckern und Lasergeräten fand eine wahre Revolution statt.
Die nächste Metamorphose in der Branche, die eigentlich schon im Gange ist, ist die Einführung der heutigen 3D-Drucker. Ihre Aufgabe ist es nämlich nicht mehr, ein Bild oder einen Text auf ein flaches Material zu drucken, sondern ein beliebiges Objekt in drei Dimensionen zum Leben zu erwecken. Es wird keine Oberfläche geschaffen, sondern Volumen: und genau darin liegt die Revolution.
WIE FUNKTIONIEREN SIE?
Es gibt verschiedene Arten von 3D-Druckern. Die beliebtesten basieren auf dem additiven Fertigungsverfahren. Das heißt, das Objekt wird Schicht für Schicht erstellt, beginnend mit den darunter liegenden Schichten und allmählich überlappend, bis die gesamte Höhe abgedeckt ist. In diesem Fall kann der Prozess durch selektives Lasersintern, d.h. durch Erhitzen spezieller Materialien, durchgeführt werden. In der Regel werden Metallpulver oder thermoplastische Stoffe verwendet und dann in die richtige Position gebracht.
Beim Fused Deposition Modeling wird das gleiche Ergebnis erzielt, allerdings mit einer beheizten Düse, die die Temperatur des Materials vor dem Auftragen erhöht. In diesem Fall werden Filamente aus Kunststoff oder Metall verwendet, die auf eine Art Strang aufgerollt sind, der während des Drucks nach und nach abgerollt wird.
Die Technik des Laminierens von Gegenständen wird auch in der Industrie verwendet, wo jede Schicht mit einem Laser graviert wird, bevor sie auf die darunter liegende Schicht gelegt wird.
Dies sind die am weitesten verbreiteten Methoden im Bereich der 3D-Drucker, die seit den 1980er Jahren einer kontinuierlichen Entwicklung unterliegen. In jüngster Zeit haben die Miniaturisierung der Komponenten und die Notwendigkeit, die Kosten niedrig zu halten, um ihre Verbreitung zu erleichtern, zu einer Vereinfachung des gesamten Prozesses geführt.
In den letzten Jahren haben sich die Dinge etwas geändert. In der Tat ist der 3D-Druck nicht mehr nur großen Unternehmen vorbehalten, sondern hat auch den privaten Bereich erreicht. Um einen Eindruck von dem Trend zu bekommen, hat The Pirate Bay einen Bereich, der dem Filesharing gewidmet ist.
Auch die Medizin betrachtet diese Technologien mit wachsendem Interesse: Die Möglichkeit, Prothesen oder sogar ganze Organe zu drucken, wurde bereits mehrfach erörtert, und auch an der Reproduktion von Geweben und Blutgefäßen, die Patienten implantiert werden sollen, bei denen herkömmliche Techniken versagen, wird bereits geforscht.
KOSTEN
Die Kosten der ersten Maschinen waren selbst für große Unternehmen unerschwinglich. Jetzt haben sich die Dinge definitiv geändert, und für diejenigen, die einen 3D-Drucker kaufen möchten, ist die Investition recht gering.
Ohne einen Hersteller und nicht einen anderen zu erwähnen, reicht eine einfache Online-Suche aus, um herauszufinden, dass einige Modelle auch für weniger als 1.000 Euro gekauft werden können.
Natürlich werden diejenigen, die bereit sind, mehr zu bezahlen, auch Drucker mit fortschrittlicheren Funktionen und besserer Auflösung bekommen, aber es ist davon auszugehen, dass sich der Markt weiterentwickelt und die Preise sinken werden, während die Qualität und die Vielfalt der Angebote zunehmen werden.
VERWENDETE MATERIALIEN
Auch hier hängt die Art des verwendeten Materials von der Art des verfügbaren Druckers ab. Dies sind hauptsächlich thermoplastische Substanzen und Fotopolymere. Beim Lasersintern hingegen werden häufig Verbindungen auf Metallbasis verwendet, die eine höhere Festigkeit des Endergebnisses gewährleisten.
Die technologische Entwicklung führt zu einer raschen Einführung neuer Materialien, darunter auch Kohlefaser. Es muss auch zwischen den mit der Abkürzung PLA und ABS gekennzeichneten Materialien unterschieden werden: Die ersteren werden aus Maisstärke gewonnen und sind daher biologisch abbaubar, während die letzteren aus Öl hergestellt werden und beim Erhitzen Dämpfe abgeben, die möglicherweise gesundheitsschädlich sind. Letztere werden jedoch manchmal wegen ihrer besseren Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Belastungen bevorzugt.
Die Druck- „Patronen“ bestehen in den meisten Fällen aus Filamenten, die zur Herstellung des Ablagerungsmaterials verwendet werden.
Ihre Kosten sind äußerst unterschiedlich, ebenso wie eine Gesamtbewertung der Druckkosten schwierig ist. Als Faustregel sollte man einige Euroeinheiten pro Kubikzentimeter veranschlagen, aber die Größe und die Komplexität des Musters können das endgültige Angebot entscheidend verändern.
WIE GENAU SIND 3D-DRUCKER?
Das BigRep One Modell ist auch nützlich, um zu erkennen, wie die Abmessungen des Druckers sowohl enthalten als auch großzügig sein können. In diesem Fall handelt es sich um eine Maschine, die in der Lage ist, alles auf einer Fläche von 1,15 x 1,19 m zu reproduzieren, also auch einen kleinen Tisch oder ein Möbelstück, falls erforderlich.
Tatsächlich berichtet das technische datenblatt im Punkt „Auflösung“ “0,1 mm”. Das bedeutet, dass das gedruckte Material bis auf einen Zehntelmillimeter genau dem ursprünglichen Entwurf entspricht, was für die meisten Anwendungen, einschließlich Möbel- und Innenausbau, mehr als ausreichend ist.
Schließlich kann das mechanische Druckverfahren durch ein handwerkliches Verfahren ergänzt werden: Wenn der Druck nicht das gewünschte Qualitätsniveau erreicht, können die Oberflächen mit Schleifpapier und Behandlungsmitteln bearbeitet werden, um die visuelle Wirkung und das haptische Erlebnis des Objekts zu verbessern.
3D-DRUCK DER ZUKUNFT
Die Beantwortung dieser Frage ist nicht einfach. Sicherlich werden 3D-Drucker in den kommenden Jahren ihre Entwicklung fortsetzen und sich immer weiter verbreiten, auch weil die Preise weiter sinken.
Wenn man sich den Zeitpunkt vorstellt, an dem der Markt gesättigt sein wird, könnte das eintreten, was bei den traditionelleren, zweidimensionalen Druckern bereits geschehen ist: Das Geschäft könnte sich allmählich vom Verkauf der Geräte auf den der Patronen verlagern, in diesem Fall auf das Material, das zur Herstellung der Modelle verwendet wird.
Höchstwahrscheinlich werden neue Druckmaterialien entwickelt und Systeme für den Verkauf, den Vertrieb und den Austausch von 3D-Modellen für Modifikationen und die Herstellung eingerichtet. Es wird auch möglich sein, die Software weiter zu verbessern und die Entwurfsphase zu vereinfachen, um sie für jedermann zugänglich zu machen.
In der Tat wird der Engpass bald nicht mehr beim Druck des Modells liegen, sondern bei der Erstellung des Modells selbst: Das spezifische Gewicht der Qualität wird wieder auf der kreativen Seite zu messen sein, da die Realisierung demokratisch für jeden mit einem einfachen Klick erreichbar sein wird.
3D-SCHNELLDRUCK VON FLÜSSIGKEITEN
Das Konzept des Rapid Liquid Printing ändert die beiden Eckpfeiler aller additiven Fertigungsverfahren, nämlich die Notwendigkeit, das herzustellende Objekt in Scheiben zu schneiden (d. h. es in Schichten aufzuteilen, die nacheinander gedruckt werden), und die häufige Notwendigkeit, Stützstrukturen zusammen mit dem Objekt zu drucken, um es zu stützen.
Nun haben das MIT und Steelcase das Rapid Liquid Printing entwickelt , ein 3D-Drucksystem, das beides vermeidet und sich bereits in der Produktion von Möbeln bewährt hat.
Beim Rapid Liquid Printing erfolgt der 3D-Druck durch Extrudieren von Material aus einer Düse, wie beim Depositionsdruck, die sich in einem Reservoir aus Gel bewegt. Dieses hat die Konsistenz von Haargel und dient als Träger für das extrudierte Material, das daher keine besonderen Stützstrukturen benötigt.
Ein weiteres wichtiges Element : Die Druckfläche ist praktisch unbegrenzt, oder besser gesagt, sie ist nur durch die Größe des Geltanks begrenzt, in dem sich die Düse bewegt.
Dies ermöglicht es, große Objekte zu erstellen. Außerdem ist laut MIT und Steelcase das Rapid Liquid Printing ein viel schnelleres Verfahren als andere additive Techniken.
Obwohl Rapid Liquid Printing in mancher Hinsicht an die Polymerlithografie erinnert, wird das extrudierte Material durch eine chemische Reaktion fixiert und nicht durch die Einwirkung von Licht oder einem Laserstrahl. Das System ermöglicht die Verwendung von Materialien wie Gummi, Kunststoffen und Polyurethanen, die aus der Düse kommen, ähnlich wie Zahnpasta aus einer Tube.
Es ist auch möglich, zwei Materialien gleichzeitig zu verwenden, die sich beim Verlassen des Extruders chemisch miteinander verbinden.
FAZIT
Die Designer von Möbeln und Einrichtungsgegenständen gehören zu den Hauptnutzern von 3D-Druckern, mit denen Sie Objekte mit komplexen Formen erstellen können, ohne deren Kreativität einzuschränken.
Digitale Technologien sind leistungsstarke Werkzeuge im Dienste der Kreativität von Designern, da sie die Möglichkeit bieten, mehr Zeit in den kreativen Prozess zu investieren und dank der Schnelligkeit und Effizienz des Prototyping-Prozesses mit mehr Lösungen zu experimentieren und ihren Kunden ein fertiges, funktionales Produkt zu präsentieren.
Mit dem 3D-Druck können Designer ganz einfach Prototypen erstellen, um ihre Kreationen zu testen und zu verfeinern, bevor sie in Produktion gehen. Darüber hinaus lassen sich mit dem 3D-Druck Objekte herstellen, die mit keiner anderen Technik produziert werden können.
Da 3D-Druck besonders vorteilhaft bei der Herstellung von Einzelstücken oder Kleinserien ist, eignet er sich ideal zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit von vielen typischen Made in Italy-Unternehmen, die wertvolle handwerkliche Gegenstände herstellen, wie z. B. Designobjekte, Einrichtungszubehör und Modelle oder Möbelteile bis hin zu ganzen Möbelstücken. Stühle, Sessel und Lampen gehören zu den am meisten produzierten Gegenständen.
Hier könnte der 3D-Druck daher bald eine zweiseitige Natur aufweisen: Einerseits garantiert er unabhängigen Designern, die fast in Echtzeit vom Konzept zur Fertigung wechseln können, große Freiheit, andererseits storniert er ganze Produktionsbezirke zusammen mit ihrem Fertigungswissen.
Ein weiteres mögliches Problem ergibt sich aus dem Urheberrechtsschutz: Wenn heute für die Herstellung einer konformen Kopie eines Gegenstands eine Produktionsanlage einer bestimmten Größe erforderlich ist, könnte morgen jeder, der über ein geometrisches Modell eines Produkts, das er vielleicht aus dem Internet heruntergeladen hat, und einen 3D-Drucker verfügt, einen Gegenstand „rauben“ und ihn selbst herstellen, sei es eine Lampe oder eine Waffe.
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Dieser Artikel soll über die Evolution und Entwicklung der 3D-Drucktechnologie und ihre verschiedenen Anwendungen informieren. Wenn Sie mehr erfahren möchten oder Zweifel an der Verwendung und den Anwendungsmöglichkeiten haben, zögern Sie nicht, am Ende des Artikels einen Kommentar zu hinterlassen. Wir werden Ihnen so schnell wie möglich antworten!
