Der Fabricator
High-Tech
Eigenproduktion:
Der Personal Fabricator
Als Personal Fabrication (auch Digital Manufacturing, Rapid Prototyping, 3d Printing oder Generative Fertigung) bezeichnet man Verfahren, bei denen das Produkt aus kleinsten Elementen (Staub, Tropfen) aufgebaut wird.
Also kein dicker Block, bei dem alles entfernt wird, was nicht dazugehört, sondern die Erzeugung der gewünschten Form Schicht für Schicht.
Vorteile
Form & Produkt
Man kann fast alle denkbaren Formen herstellen, auch solche die
mit anderen Verfahren nicht zu realisieren sind.
Kosten & Zeit
Bei vielen anderen Verfahren muss ich aufwändig sehr teure
Werkzeuge und Gussformen herstellen. Das kostet viel Zeit und
vor allem Geld. Mit dem Fabricator kann ich das gewünschte
Bauteil direkt "ausdrucken". Und es lohnt sich auch,
nur ein einziges Stück herzustellen.
Effizienz & Abfall
Der Abfall ist naturgemäß sehr gering.
Flexibilität
Wie bei den meisten computergestützten Verfahren kann ich
die vorgegebenen Form vollständig meinen Wünschen anpassen.
Jedem das Seine
Jedes Produkt ist ein Unikat. Man kann natürlich auch mehrere
Exemplare herstellen, aber wenn man will kann man diese alle individuell
anpassen
Nachteile
Zeit
Noch sind generative Verfahren recht langsam, die Herstellung
eines Stücks kann Stunden, sogar Tage dauern.
Das ist allerdings nur dann ein Nachteil, wenn man die Gussform
und Werkzeuge bereits hat. Muss man die extra herstellen kostet
das sehr viel mehr Zeit und Geld.
Und vor allem: kann man die Daten per E-Mail schicken und vor
Ort "ausdrucken" geht das allemal schneller als sich
so ein Teil aus einem Vorratslager schicken zu lassen.
Material
Noch kann man nicht alle denkbaren Materialien verwenden. Am einfachsten
sind momentan bestimmte Kunststoffe zu verwenden. Es gibt auch
Methoden mit Metallpulvern und Halbleitern. Materialien sind noch
sehr teuer (um € 100 pro kg).
Kosten
Die Anlagen sind noch nicht für jedermann erschwinglich.
Aber mit Preisen ab € 20- 30.000 durchaus vergleichbar mit
den Investitionen in Copy-Shops.
Auch Farb-Laserdrucker waren anfänglich fast unbezahlbar,
inzwischen gibt es sie für wenige hundert Euro in jedem
Laden. Daher erwarten wir auch weiter stark fallende Preise.
Technik
Es gibt eine ganze Reihe Verfahren, die unter dem Namen der Personal Fabrikation zusammengefasst werden. Bei allen wird das Objekt aus dünnen Schichten aufgebaut.
3d Printing
In ein Bett aus Basispulver wird mit einem Druckkopf
Bindemittel gespritzt, so dass das Pulver an diesen Stellen abbindet.
Fused Deposition Modelling (FDM)
Wie aus einer Teigspritze (oder Klebstoffpistole) wird
das Material aus einer (sehr feinen) Düse schichtweise aufgebracht.
Laminated Object Manufacturing
Hier wird für jede Lage eine dünne Folie (oder
Papier) auf die gewünschte Form zugeschnitten und mit der
Unterschicht verklebt.
Stereolithographie
Ein Laser zeichnet die Konturen in einem Behälter
mit Flüssigharz, dass durch das Licht aushärtet.
Selective Laser-Sintering
Pulverförmiges Material (auch Metall) wird durch
einen Laser verschmolzen.
Für uns am interessantesten sind sicher das FDM (vergleichsweise
billig, ohne Chemie) und das Lasersintern (eher teuer, aber sehr
gute Qualität).
Weiterlesen
Eine sehr gute Übersicht bietet das RTE
Journal von Prof. Andreas Gebhardt, zum Beispiel seine Einführung
in die Verfahren.
Sehr anschaulich: Die Computeranimationen. So sieht man, wie die Maschinen funktionieren.
Was
kostet das?
Die billigsten professionellen Maschinen kosten ab € 30.000 (Tendenz fallend), Sinteranlagen ab ca. € 200.000. Rohmaterial kostet (noch) ca. € 80 - 120 pro Kilogramm.
Gibt es noch mehr?
Im Labor hat ein Fabricator erstmals ein Objekt aus verschiedenen Materialien in einem Arbeitsgang hergestellt. Die Knopfbatterie besteht aus Plastik (außen), den verschiedenen Leiterschichten innen und wieder einer Lage Plastik obendrauf.
Das ganze funktioniert auch in großem Maßstab. Mit PU-Schaum als Kern kann man Modelle bis zur Größe eines Autos schnell herstellen. Und Contour Crafting ist ein Ansatz, um auf dieselbe Weise (durch das Aufspritzen von Beton) sogar ganze Häuser zu bauen. (Siehe dazu www.contourcrafting.org)
Und
was ist "Fabbing"?
Fabricators sind eng verwandt mit dem “Fabbing“,
der computergestützten Fertigung mit "normalen"
Maschinen wie CNC- Fräse und Schneideplotter.
Siehe hierzu z. B. die Fab Labs von Gershenfeld.
Weiterlesen...
Wir empfehlen:
Artikel
Websites
instructables.com - Do it Yourself-Projekte
sfb582 - Sonderforschungsbereich 582 zur mobilen Fertigung
Contour Crafting - ganze Häuser "drucken"
From the Digital Age to the everyday life - Website und Blog unseres Associates Laurent Straskraba
Bücher
- From Personal Computers to Personal Fabrication
Neil Gershenfeld vom MIT, Basic Books, 2005
ISBN 0-465-02745-8, US-$ 26, ca. 250 Seiten. Zu finden bei Amazon.
Vom Personal Computer zum Personal FabricatorÜbersicht über den Stand der Entwicklung und der wichtigsten Lieferanten.
Andreas Neef, Klaus Burmeister, Stefan Krempl, Murmann-Verlag, 2005
ISBN 3-938017-39-2, € 35, ca. 120 Seiten. Hier eine Leseprobe (PDF, 152 kB)
Viel Spass!