Die Anfänge…

3D-Druck Prothese
3D-Drucker können ziemlich viel, auch diese Handprothese wurde einfach gedruckt

Schmuck, Werkzeuge, Prothesen… Die Liste mit Produkten, dich sich mit so einem 3D-Drucker herstellen lassen scheint aktuell endlos. Doch seit wann ist das eigentlich so? Als Erfinder des 3D-Druck gilt der Amerikaner Chuck Hull, der seine Druck-Technologie bereits 1986 als Patent anmeldete. Allerding war das komplette Verfahren eines 3D-Drucks sehr teuer  und aufwändig. Es dauerte einige Jahre als zum Beginn des 21. Jahrhunderts die Kosten für eine 3D-Produktion anfingen zu sinken. Erst dadurch wurden die Geräte auch für Masse und vor allem viele Unternehmen interessanter. Seither findet er in vielen unterschiedlichen Branchen Verwendung, wie z.B. in der Architektur, im Automobildesign oder im Maschinenbau. Besonders häufig werden mit den Geräten Prototypen für spezielle Design-Entwürfe gedruckt – die Umsetzung des realen Bauteils kann somit deutlich beschleunigt werden.

Die Technologie…

Technik
Beim 3D-Druck entsteht ein Gegenstand in dem er Schicht für Schicht vom Drucker aufgebaut wird

Wenn Gegenstände aus Plastik oder anderen Materialen gefertigt werden, geschieht dies normalerweise in einem sogenannten subtraktiven Prozess. Dabei wird das Teil aus einem Materialblock gefräst. Ganz anders beim 3D-Druck: Bereits Erfinder Hull etablierte den Begriff der „additiven Herstellung“. Hier werden die unterschiedlichen Werkstoffe, ob Plastik, Metall oder Keramik übereinander geschichtet. Dadurch verbraucht man nur so viel Rohmaterial, wie auch tatsächlich benötigt wird und es entsteht deutlich weniger Abfall.

Noch vor dem eigentlichen Druck muss der gewünschte Gegenstand jedoch erst einmal mithilfe einer speziellen digitalen Software am Computer designet werden. Das entworfene Objekt wird dann von der Software automatisch in einzelne Schichten unterteilt. Diese Info geht nun an den 3D-Drucker, der jede einzelne ca. 0,1 Millimeter dicke Lage reproduziert und aufeinander sprüht. Die verbundenen Einzelschichten ergeben am Ende den fertigen Gegenstand.

Der Hype…

Drucker
In einem 3D-Drucker steckt ziemlich viel Technik, deswegen sind sie nach wie vor sehr teuer

Weniger Rohstoffverschwendung, Produktion vor Ort, Einsparungen beim Transport usw. Bei so vielen Vorteilen ist die Begeisterung rund um den 3D-Druck natürlich riesig. Viele Experten gehen davon aus, dass das Verfahren das Potential besitzt, unsere Industrie und Wirtschaft komplett zu verändern. Sogar im privaten Umfeld könnte der 3D-Druck schon bald immer wichtiger werden, wenn Smartphonehüllen oder Ersatzteile für die Spülmaschine einfach selber ausgedruckt werden können.

Doch viele dieser Theorien sind mittlerweile schon ein paar Jahre alt. Stellte man sich vor drei Jahren noch vor, dass heutzutage der 3D-Druck eine neue Ära einläuten wird , ist seither nicht viel passiert: Bei uns zu Hause stehen immer noch ganz normale Papierdrucker und auch viele Unternehmen setzen nach wie vor auf das klassische Fräsen. Die Kosten für die 3D-Geräte sind nämlich nach wie vor hoch und auch der Druckprozess für ein einzelnes Bauteil dauert vergleichsweise sehr lange. Zwei wichtige Faktoren, die die Euphorie bis heute bremsen.

Die Zukunft…

Der erste Hype von vor ein paar Jahren ist also etwas abgeflacht. Trotzdem hat der 3D-Druck den Status einer „Spielerei“ bereits weit überschritten. Zwar scheint das Verfahren aktuell für Massenproduktionen noch ungeeignet, dennoch kann man davon ausgehen, dass sich die Technologie weiterhin schnell weiterentwickeln und verbreiten wird. Vor allem für spezielle Bauteile ist die Drucktechnik genial. So gibt es bereits Konzepte für eine Mondbasis oder Häuser auf dem Mars, die mit Hilfe von 3D-Druck entstehen sollen.  Aber auch bei weniger spektakulären Anwendungen könnte sich der 3D-Druck schnell etablieren. So planen auch Automobilhersteller wie Daimler, die Technik im Rahmen der Smart Factory für die Entwicklung von Prototypen oder speziellen Werkzeugen einzusetzen.

Bis du dir Schmuck oder Spielzeug einfach ausdrucken kannst, werden bestimmt noch ein paar Jahre vergehen. In der Industrie wird der 3D-Druck jedoch vermutlich schon bald zum Mainstream gehören.

 

Bilder: pixabay.com

Das Design eines Autos ist natürlich auch mit dem Stil einer Automarke verbunden. Achte doch einmal darauf, wenn du unterwegs bist. Abgesehen vom charakteristischen Logo haben die verschiedenen Automodelle desselben Herstellers auch in ihrer Form ähnliche Merkmale. Die Linienführung der Karosserie, die Farbgestaltung und die Ausstattung des Interieurs zählen heutzutage angesichts der relativ ähnlichen technischen Standards zu den wichtigsten Unterscheidungskriterien von Automarken.

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Designarbeit ist Teamarbeit

Weltweit arbeiten mehr als 250 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aus 20 Nationen am Design der Personenwagen von Mercedes-Benz. Der Hauptsitz des Designbereichs ist Sindelfingen, wo 1998 ein modernes Design-Gebäude errichtet wurde. Darüber hinaus hat Mercedes-Benz in Como (Italien), Tokio (Japan) und Los Angeles (USA) Designstudios. Drei Kontinente, drei Kulturen – das verspricht stilistische Vielfalt! Aber nur so kann Mercedes-Benz in Sachen Automobil-Design immer im Trend bleiben und die Ansprüche der Kunden aus der ganzen Welt berücksichtigen.

Die beeindruckensten Kreationen bringen natürlich nicht viel, wenn sie technisch nicht realisierbar sind. Deswegen ist es in der Entwicklungsphase notwendig, dass die Designer und Ingenieure eng zusammen arbeiten. Bei der Gestaltung von Spitzenautomodellen brauchen die Designer neben der Leidenschaft für Automobile vor allem auch technischen Sachverstand.

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Am Anfang des Designprozesses steht der Entwurf
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Zu Beginn des Designprozesses werden Skizzen erstellt
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Erste feinere Skizzen (Renderings)
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Feine Skizze des Innenraums
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Arbeit am PC mit Photoshop
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Arbeiten am Clay Modell
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Arbeiten am Clay Modell
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Abbildung eines sogenannten Datenmodells
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Innenraum als Modell
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"Einstiegsmodell"
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Arbeit am Daten Kontroll Modell
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Arbeiten am Daten Kontroll Modell
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Trim and Color
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Verhüllte Modelle im großen Präsentationsraum

 

Vom Zeichenblock zur Powerwall

In der kreativen Anfangsphase nutzt ein Designer für seine Visionen und Ideen für neue Formen traditionellerweise Zeichenblock und Bleistift. Immer häufiger kommt jedoch die moderne Technik zum Einsatz. So genannte „Drawing Boards“ ermöglichen es, Designentwürfe über einen elektronischen Stift direkt auf den Computerbildschirm zu projizieren. Dadurch vervielfältigen sich die kreativen Möglichkeiten eines Designers. Er kann nicht nur viele verschiedene Varianten eines neuen Autos in kurzer Zeit erschaffen, sondern sie auch mit geringem Aufwand wieder verändern und die Ergebnisse schnell mit den technischen Vorgaben vergleichen. Und das, ohne dass ein Modell gebaut oder ein Blech gebogen werden musste.

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Reise in die virtuelle Welt

So detailliert die Entwürfe auch sind, das wahre emotionale Design-Erlebnis lässt sich in der Realität doch besser bewerten. Deshalb kommen die Modelleure mit ihrer Handwerkskunst zum Einsatz, sobald aus den vielen Entwürfen die besten ausgewählt wurden. Sie übertragen die Computerdarstellungen in die Realität und bauen Modelle des Maßstabs 1:4, an denen sie das Design bis ins letzte Detail herausarbeiten können. Solch eine dreidimensionale Darstellung eines Automodells lässt bereits erkennen, ob die stilistischen Vorstellungen mit den Vorgaben aus dem Konzept bezüglich der Maße und technischen Besonderheiten vereinbar sind. Diese Modelle werden abgetastet damit die Daten im elektronischen Gedächtnis des Computers gespeichert sind und unterstützen den Designer, bei der realitätsgetreuen Visualisierung seiner Ideen. Ist die Motorhaube hoch genug, damit darunter der Motor noch Platz hat? Stimmt die Neigung der Frontscheibe? Solche Fragen kann heute der Computer per Mausklick beantworten.

Für den Feinschliff zwischen Design und Technik nutzen die Entwickler aber noch eine andere Technik: die so genannte Powerwall, eine sieben Meter breite Wand, auf die die Entwürfe dreidimensional projiziert werden können, sodass die Designer sie aus jedem erdenklichen Blickwinkel betrachten, analysieren und vergleichen können.Trotzdem werden etwa 5 Fahrzeuge aus diesen Daten im lebensgroßen Format 1:1 gefräßt. Aus diesen Modellen wählen dann Vorstand und Chef-Designer die Entwürfe aus, die als Einstiegsmodelle im lebensgroßen Format 1:1 hergestellt und serienmäßig produziert werden sollen.

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