Priifstand I 3D-Druckdienste

Peter Konig, Achim Barczok

ldeen materialisierenWebdienste fertigen Objekte nach Ihren 3D-Entwurfen

Der Bastler des 21. Jahrhunderts konstruiert 3D-Modelle am PC, schicktsie per Internet zu einem Dienstleister und holt die fertigen Teilewenige Tage spater aus dem Briefkasten. Alles passt perfekt, und inden Finger sagt man sich dabei garantiert nicht.

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SCULPTEO ALL

Interview mit dem 3D-Puzzlegestalter Oskar van DeventerEigenkonstruktionen fOr den 3D-Druck mit SketchUp entwickelnRechtliche Untiefen rund um den 3D-Druck

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Prilfstand I 3D-Druckdienste

Ein Brain Gear ist eine Konstruktion aus12 Achsen und 24 paarweise gekoppel-

ten Kegelzahnradern - und eigentlich zu garnichts nOtze. Trotzdem dient es einer ganzenBranche als dreidimensionale Visitenkarte.Hersteller von 3D-Druckern platzieren solcheBrain Gears prominent auf ihren Messestan-den - als Hingucker und viel mehr noch alsHingreifer: Dreht man eines der Zahnrader,drehen sich alle anderen mit (ein Videodavon finden Sie über den c't-Link am Endedes Artikels).

Diesem ersten Aha-Effekt folgt der zweiteauf dem FuB, wenn man erkennt, dass der3D-Drucker das Gebilde in einem Stuck er-zeugt hat: Die aufgefadelten Zahnrader wer-den parallel zu den starren Achsen aufge-baut, durch einen genugend grol3en Spaltgetrennt, darnit am Ende kein Rad stillsteht.Die 3D-Drucktechniken produzieren solchefreischwebenden Komponenten problemlos.In der Industrie nutzt man solche Verfahrenschon langer bei der Entwicklung von Pro-totypen [1]. Da die Druckmaterialien in-

Dinge drucken in 3D

zwischen den Belastungen des alltaglichenGebrauchs gewachsen sind, werden auchschon Kleinserien im 3D-Druck produziert.

Die Technik ist nicht nur fur Eabrikantenund Forscher interessant, sondern beflOgelteine wachsende Szene von Hobby-Desig-nern, die emsig freie 3D-Objektdatenbankenwie Thingiverse fOttern, mit druckbaren Mo-dellflugobjekten, Uhrwerken, Spielsteinen,Busten amerikanischer Fernsehmoderatorenund Teilen fur Eigenbau-3D-Drucker. Der hol-landische Puzzle-Designer Oskar van Deven-ter entwickelt bizarre Mutationen des klassi-schem Rubks_Cube speziell fig die Produk-tion in 3D-Druckverfahren und vertreibt sic

Obers Web (siehe Interview auf S. 95). Einigeseiner Puzzles waren in klassischen Techni-ken wie dem Spritzguss schlicht nicht her-stellbar.

Der 3D-Druck schlieSt zudem noch einepraktische Versorgungskicke. Zerbricht bei-spielsweise das Gelenk einer 50-Euro-Stehlampe und der Hersteller liefert keine Er-satzteile, konnte man sich fruher entwederselbst ein Provisorium zusammenschusternoder beim Schlosser um die Ecke ein neuesGelenk anfertigen lassen und cid& mehr alsfur eine neue Lampe bezahlen. Jetzt gibt eseinen dritten Weg: Man konstruiert das Ge-lenk am Computer und gibt es bei einem 3D-

Technik, Material, Maschinen3D-Druckmaschinen arbeiten nach unter-schiedlichen Prinzipien, aber alle bauen dasgewunschte Objekt in horizontalen Schich-ten auf. Jede Schicht verbindet sich lest mitder jeweils darunter liegenden, sodass nachund nach ein stabiles Objekt in die Hallewachst. Die Schichtdicke betragt je nachVerfahren, Material und Maschine zwischeneinigen zehn Mikrometern und einem Vier-telmillimeter und bestimmt die vertikaleAuflosung. Die Auflosung in Lange undBreite innerhalb einer Schicht kann davondeutlich abweichen - bei vielen Verfahrenzeichnet der Druckkopf Umriss und Fullungder jeweiligen Horizontalscheibe des Ob-jekts auf Vektorbasis, ahnlich wie bei einemStiftp I otter.

Detaillierte Modelle aus Kunststoff mit glat-ter Oberflache erzielt man bei der Stereoli-thografie. Das Werkstuck entsteht in einemBecken von flOssigem Kunstharz, das bei Be-schuss mit UV-Laserlicht punktuell aushar-tet. Zu Beginn wird nur der Boclen des Be-ckens mit Kunstharz benetzt, nach Belich-ten der ersten Schicht wird dann der F011-stand im Becken um eine Schichtdickeerhoht und der Fokus des Lasers korrigiert.Da das flOssige Kunstharz Oberhangende,ausgehartete Teile nicht tragt, muss beimDruck eine Stutzstruktur aus einem zweitenMaterial angelegt werden, die spater ent-fernt wird. Stereolithografiemaschinen stel-len beispielsweise die Firmen 3D-Systemsund Objet her. Das Objekt auf unserem Ti-telbild wurde auf einer Objet-Maschine ge-druckt, die lichtdurchlassiges Material verar-beiten kann. Der Hersteller hat auBerdemein Verfahren namens PolyJet entwickelt,bei dem Modelle in einem Rutsch aus

verschiedenen Materialien gedruckt wer-den kOnnen.

Sowohl Kunststoffe als auch Metall kannman über Lasersintern in Form bringen.Ein Schieber verteilt das Rohmaterial in Pul-verform in Schichtdicke auf dem Drucktisch,danach erhitzt ein Laser jene Stellen, dieObjekt werden sollen, und schmilzt die KOr-

Eine Maschine des Herstellers EOSproduzierte diese Miniatur der DresdnerFrauenkirche im Lasersinterverfahren.

ner des Materials dort zusarnmen. Anschlie-Bend zieht der Schieber eine neue Pulver-schicht über die vorige. lm Unterschied zurStereolithografie tragt das nicht verbackeneRohmaterial auch vorspringende Teile, so-dass das Verfahren ohne zweites Stutzma-terial auskommt. Die fertigen Modelle wer-den aus einem groBen Haufen unverdruck-

tem Material herausgebOrstet und habenoft eine raue Oberflache, sind allerdings inder Regel elastischer und stabiler als stereo-lithografisch hergestellte Objekte. Spezialistfur Lasersintermaschinen ist der HerstellerEOS.

Unter 3D-Druck im strengen Sinn verstehtman eine Art Kreuzung zwischen Lasersinternund dem herkommlichen 2D-Druck miteinem Tintenstrahler: Der Mehrfarb-Druck-kopf,yerteilt farbige Tinte auf einer (AirmenSchichf -aus gipsahnlichem Pulver. Beige-mischtes Bindemittel lasst die bedrucktenStellen ausharten. Fertige Modelle werdennachtraglich mit Kunstharz getrankt, um siczu stabilisieren. Wie Lasersintern kommt auchder 3D-Druck ohne zusatzliches StUtzmaterialaus. Die Oberfiache ist rau, das Material rechtschwer und sprode. Fur 3D-Farbdruckmaschi-nen halt die Z Corporation ein Patent.

Beim sogenannten Fused Deposition Mo-deling wird geschmolzener Kunststoff aus

• einer Dilse gedrOckt, die schichtweise dieETT gewOnschte Form mit einem Strich aus wei-

chem Plastik zeichnet. Als Material kommtmeist ABS-Kunststoff zum Einsatz. Viele 3D-Drucker fOr Bastler wie RepRap, RapManoder die Bausatze von MakerBot Industriesarbeiten nach diesem Verfahren [2]. Profes-sionelle Maschinen fur Fused DepositionModeling stammen beispielsweise von Stra-tasys und werden von HP unter eigenemNamen vertrieben. Diese Maschinen dru-cken aus einer zweiten ()use Stutzkonstruk-tionen, sodass auch Modelle mit Oberhan-gen moglich sind. Die einzelnen Schichtensind etwa einen Viertelmillimeter dick undbei den fertigen Objekten deutlich sichtbar.

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SCULPTEO ALL

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CI— Prufstand I 3D-Druckdienste

Bei der Test kettevon fabberhouse

hafteten dieeinzelnen Glieder

aneinander undmussten per Hand

voneinander geitistwerden. Die Poly-

amidketten voni.materialise,Sculpteo und

ShapeWays wurdenvoll bevveglich

geliefert.

Druckdienst im Internet im Auftrag, was beiguter Planung gunstiger als der Schlosser istund dazu noch eine Menge SpaB macht. Wirhaben vier solcher 3D-Druckdienstleisterausprobiert, die sich explizit an Privatkundenrichten: fabberhouse, i.materialise, Sculpteound Shapeways.

Kleingedrucktes

Um selbst eine brauchbare 3D-Druckvorlagezu konstruieren, braucht man weder ein teu-res CAD-Programm noch eine Ausbildungzum technischen Zeichner – die kostenloseSoftware SketchUp tut es auch.Wie das geht,beschreibt ausfuhrlich unser Artikel abSeite 96.

Ein paar Randbedingungen gilt es dabeiallerdings zu beachten. So gibt es in Abhan-gigkeit von Maschine und Druckverfahrenfeste Obergrenzen filr die Gra& eines einzel-nen Objekts. Wahrend online bei fabber-house schon bei gut 20 cm x 20 cm x 15 cmScNuss ist, fertigt i.materialise bis zu2,10 Meter lange Objekte am Stuck. WeitereVorgaben betreffen Mindestwandstarkenund MindestspaltraaBe, damit beweglich ge-plante Teile im Druck nicht versehentlichmiteinander verbacken. Aus manchen Mate-rialien lassen sich 0berhaupt keine bewegli-chen Konstruktionen herstellen.

Fur mehrfarbige oder mit Texturen Ober-zogene Objekte nutzen alle Druckdienste Ma-schinen von Z Corporation, die ein speziellesPulver verarbeiten, dass beim Druck einge-farbt wird. Alle anderen Materialien gibt esnur homogen und einfarbig, egal, weIchesVerfahren sie in Form bringt. Des Standard-Dateiformat fOrs Hochladen von einfarbigenModellen ist STL, was je nach Lesart fur Stan-dard Triangulation Language oder SurfaceTesselation Language steht. Alle Dienstleisterim Test nehmen STL-Vorlagen entgegen. Furden Farbdruck packt man Texturen und dieeigentliche Geometriedatei in ein ZIP- oderRAR-Archiv. Das ubiiche Format ist hierder bereits etwas betagte VRML-Standard,Shapeways akzeptiert auch dessen Nachfol-ger X3D. Sculpteo und i.materialise kommenauch mit dem proprietaren Dateiformat vonSketchUp klar.

Die Bestellung dauert in der Regel nur we-nige Minuten: Man legt ein Benutzerkonto

an und ladt sein 3D-Modell hoch. Drei dergetesteten Dienstleister prtifen es automa-tisch auf typische Modellierfehler. Bestehtdas Modell diesen Test, kann man anschlie-Bend ein Material auswahlen, unter Umstan-den noch die GroBe verandem und be-kommt dann einen Preis angezeigt. 1st derakzeptabel, klickt man des Modell in den Wa-renkorb, bezahlt die Bestellung vorab perKreditkarte oder PayPal und bekommt nacheinigen Tagen des fertige Objekt gut ver-packt ins Haus geschickt.

Priifsteine

Fur einen realistischen Test haben wir eineReihe von nutzlichen, dekorativen undschwierigen Probestiicken bei den vierDruckdiensten fertigen lassen. Einige Objektehaben wir mit SketchUp selbst konstruiert(Download über den c't-Link am Ende des Ar-tikels). Ob der 3D-Drucker die vorgegebenenMaBe einhalt, pi-Often wir anhand einer zwei-teiligen Mini-Testkiste mit einer Grundflachevon 3 Zentimetern im Quadrat und einerWandstarke von 2 Millimetern. Vom abnehm-baren Boden ragen Rundstabe und Plattchen

3D-Farbdruckererreichen nicht

ganz die Quaiitatvon 2D-Tinten-strahlern: Feine

Grafiken erscheinenverwaschen und

weiBe Flachen eherhellgrau. Buch-

staben von einemMillimeter Hohe wieauf dem Wurfel sindgerade noch lesbar(Abbildung etwa in

OriginalgroBe).

Ein Ersatzteil, zwei Drucktechniken,vier Exemplare: Die beiden links sind perFused Deposition Modeling aus ABShergestellt, die beiden anderen bestehenaus lasergesintertem Polyamid.

ins Innere, die abgestuft jeweils 5, 2, 1, 0,5und 0,2 Millimeter stark sind. Im Deckel derKiste sind daftir passende Aussparungen vor-gesehen, mit 0,1 Millimeter Luft in jeder Rich-tung. Bei maBhaltig hergestellten Kisten kannman die aufragenden Teile in die Locher desumgedrehten Deckel fadeln (Video siehe c rt-Link). Als weiterer PrUfstein diente uns eineKette mit hundert ovalen Gliedern von je8 tviillimetern Lange und einer Materialstarkevon lediglich einem Millimeter.

Zusatzliche Testobjekte stammen aus der3D-Community Thingiverse. Da diese keinezentrale Qualitatskontrolle betreibt, sind dieModelle dort unterschiedlich ausgereift. Wirpickten uns dart beispielsweise eine Gurt-schlieBe heraus, wie sie bei Rucksacken undFahrradtaschen ublich ist. Auf den ersten

"Bite+. erschien des Modell tadellos. Wie sichherausitellte, fehlte aber in seinem geome-trischen Oberflachennetz (mesh) bei einigenwinzigen Polygonen die Fullung – es ist nicht

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SCULPTEO ALL

PrOfstand I 3D-Druckdienste

Unser Testkasten diente als PrOfsteinfar Detailreichtum und Manaltigkeit.Von links nach rechts: ein ABS-Druckvon fabberhouse, stereolithografischgehartetes Kunstharz von i.materialise,lasergesintertes Polyamid von Sculpteound von Shapeways einmal halbtransparentes Kunstharz und einmalPolyamid.

gem Stobern stO gt man immer wieder aufPfiffiges, Schones und Schrages.

Eigene Modelle kann man entweder imprivaten Bereich des Benutzerkontos spei-chern oder sie über einen Shop auf derSculpteo-Seite fur andere Nutzer bestellbarmachen. Dabei kann man eine beliebig hoheMarge fur sich selbst auf den regularen Preisaufschlagen. Wer will, kann seine Objekte le-diglich anzeigen, ohne sie zum Bestellen an-zubieten.

Auch Modelle, die man im texturlosenSTL-Format hochlacit, kann man mit denWerkzeugen der Webseite einfarben und siemit Text, Fotos und kleinen Logos schmii-cken und sie im 3D-Farbdruck bestellen. Ein-farbige Modelle lassen sich auch in weigemoder schwarzem Polyamid ordern. Furs Ska-lieren kann man die gewOnschte Groleneben der Modellvorschau eintippen oderman greift zu einem Schieberegler mit Pro-zentangaben. Leider sind beide nicht an dieDrop-Down-Liste mit den Einheiten gekop-pelt, sodass schnell das GefOhl fur die aktuellgewahlte Grel3e verloren geht.

Beim Upload erledigt Sculpteo eine Reihevon Reparaturen an problematischen Dateiendiskret und automatisch. Wer genauer wissenwill, was da vor sich geht, kann zum Experten-modus greifen. Das mit Defekten gespickteGurtschifie genmodell von Thingiverse konn-ten wir hier jedenfalls ohne Probleme hochla-den und bestellen und hielten am Ende einentadellosen Ausdruck davon in Handen.

S ha peways

Auf der Webseite von Shapeways steht dieCommunity im Vordergrund. Zum Einrichteneines eigenen 3D-Druckshops mit Text undLogo sind nur wenige Handgriffe notig, da-nach kann man munter Designs samt Be-schreibung und Fotos hochladen und fur Be-stellungen durch andere einen beliebigenAufschlag kir den eigenen Geldbeutellen. Fleig ige Nutzer haben Tausende Modellein ihre Shapeways-Shops geladen, bewertensich gegenseitig, kommentieren und disku-tieren. Die riesige Auswahl - mehr bekommtman in keinem anderen Shop - lasst sichOber Kategorien, Themen oder Tags sortie-ren. Etliche Modelle davon kann man bei Be-

Sculpteo druckt in Farbe sowie inschwarzem oder weiBem Polyamid.Die 3D-Vorlage fur die GurtschlieBelieferte Thingiverse, al le anderen!Modelle haben Sculpteo-Kundenzum Bestellen freigegeben.

geschlossen, nicht „wasserdicht", wie es imCAD-Jargon hei gt. Au gerdem wiesen bei etli-chen Flachen die Normalen in die falscheRichtung. Normalen zeigen an, auf welcherSeite einer Flache das Innere und auf welcherdas Augere eines Korpers liegt. Bei einemDienstleister fiel dieses fehlerhafte Datenmo-dell durch die VorabprOfung und war damitnicht druckbar, andere kamen damit klaroder behoben die Probleme automatisch,einer lieferte ein defektes Objekt ab. Einigemechanische Teile haben wir auch aus derObjektdatenbank von Shapeways herunter-geladen, etwa verschiedene Sprungfedernund eine Feingewinde-Mutter M20.

Hinter den Kulissen mussen alle 3D-Druck-dienstleister auf die Produktionsmaschineneiner Handvoll Hersteller zunickgreifen; auchdie Materialauswahl ist Oberschaubar. Des-halb interessierte uns im ersten Teil desTests, auf welche Weise die Anbieter versu-chen, aus derselben 3D-Drucktechnik eineDienstleistung fur Laien zu machen. Im zwei-ten Teil nahmen wir die Produkte genauerunter die Lupe, um einen Eindruck zu be-

kommen, welche Qualitat aktuell zu habenist - und zu welchem Preis.

Sculpteo

Auf seiner Obersichtlichen Webseite versuchtder franzosische Anbieter Sculpteo, auch vol-lige 3D-Druck-Laien an die Hand zu nehmen.Wer keine eigenen Modelle basteln mag oderkann, findet unter dem Stichwort CustomizeDutzende netter Moglichkeiten, vorgefertig-te Modelle zu personalisieren: Eine iPhone-H011e mit Namenspragung, eine 3D-Figur mitdem eigenen Foto als Gesicht oder ein einge-farbtes Gitarren-Plektrum mit verschiedenenSpace-Invader-Pixelmonstern, zum Beispiel.Auch die über tausend veroffentlichten Ob-jekte anderer Nutzer kann man mit kleinen3D-Icons oder TextstOcken personalisieren,und zwar direkt in der 3D-Vorschau, die dieWebseite wahlweise per Flash, Java, WebGLoder JavaScript anzeigt. 17 Kategorien vonArchitektur über Spiele bis zu mechanischenTeilen ordnen die riesige Auswahl fertig be-stellbarer Objekte - auch nach stundenlan-

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Prufstand I 3D-Druckdienste

Viele Modelle aus der Sculpteo-Datenbank kann man

Die Vorschau von Sculpteo hebt zu diinne Stellen einer 3D-vor der Bestellung mit Texten und Symbolen schmucken, Vorlage rot hervor - hier wird vor den 0,2 und 0,5 Millimeterdie spater als Relief die Oberflache zieren. dUnnen Plattchen und Stangen unseres Testkastens gewarnt.

stellung noch individuell modifizieren; siesind durch ein orangenes Symbol mit einemSchraubenschlOssel markiert. Manche Mo-delle kann man nicht nur bestehen, sondernsogar a Is 3D-Datei herunterladen.

Fur Einsteiger bietet Shapeways einen aus-fOhrlichen Support-Teil, der nicht nur die hau-figsten Fragen beantwortet, sondern auchzeigt, wie man mit diversen Grafik-Program-men eigene Modelle entwirft oder vvie mandie fertigen Produkte nach dem Druck beson-ders ansehnlich fur den eigenen Shop foto-grafiert. In einem angeschlossenen Forumwerden Probleme mit 3D-Modellen diskutiertund Erfahrungen ausgetauscht.

Derzeit kann man zwischen 12 Materialienin 20 Varianten von Glas über Sterlingsilberbis zu Stahl mit unterschiedlich nachbehan-defter Oberflache wahlen. Zu jedem Material

Shapewaysveredelt Drucke

aus rostfreiemStahl (links) auf

Wunsch mitBronze-Finish

(Mitte) oderVergoldung

(rechts).

gibt es ausfOhrlich Informationen zu Bestan-digkeit, Struktur, Gewicht und Druckweise.Diese detaillierten Materialhinweise sollteman genau studieren, bevor man einen Ent-wurf gezielt kir einen bestimmten Werkstoffausarbeitet. So unterscheiden sich die Min-destwandstarken, auBerdem weist Shape-ways darauf hin, dass der Dienstleister be-spielsweise aus Stahl keine Objekte mit be-weg lichen Teilen fertigt.

Direkt beim Hochladen prOft ein Pro-gramm namens Meshmedic die eingeschick-ten Modelle auf Probleme wie invertierteNormaien und flickt defekte Oberflachen au-tomatisch.lst die Oberflache wasserdicht undpasst das Modell in den Bauraum des Dru-ckers, geht das Design nach wenigen Minu-ten online und ist dann bestellbar. Ein zweiter- manueller - Testdurchgang startet, wenn

ein Objekt tatsachlich bestellt wird. Erst dannwerden beispielsweise Wandstarken und De-tailgrof3en gepruft. Shapeways erwies sich inSachen 3D-Modellqualitat als deutlich an-spruchsvoller als die anderen Dienste: Das In-nenteil der problematischen GurtschlieBe fielim zweistufigen Test stets durch.

Manchmal ist die Fertigung eines Modellsaus einem Material moglich, aus einem an-deren hingegen nicht - die Produktion wirdda-n-n gestoppt. Da sich das erst nach einerBestellung und damit auch nach der Bezah-lung herausstellt, bekommt der Kunde denPreis gutgeschrieben. Parallel dazu erhalt derKonstrukteur des Modells eine Mail mit Bild-anhangen, die das Problem anschaulich illus-trieren.

Die Preise fur Objekte umfassen Material,Verarbeitung und Versand. Der Mindestbe-stellwert bet)* 17,69 Euro. Fur einige Ma-terialien gibt es einen Sockelbetrag pro Mo-deli, der von rund einem Euro etwa bei Farb-drucken bis zu 28 Euro fur Silber reicht. Dazukommt dann der jeweihge Kubikzentimeter-preis fiir das Material - beispielsweise70 Cent fur Farbdruck und 13,95 Euro fOrSterlingsilber. Keramik wird quadratzenti-meterweise nach Oberflache abgerechnet.

ImaterialiseAuf der Webseite von i.materialise fOhlt mansich wie in einem Edeldesigner-Shop: Fotosvon schicken Architekturmodellen und 3D-Figuren sowie extravagante Lampendesignserwarten den Besucher. Seib& ausdruckenlassen kann man sich die Vorzeige-Designer-stOcke jedoch nicht. Auch eine Datenbankmit fertigen 3D-Modellen anderer Nutzerfehlt. Zum Nachdrucken findet man stattdes-

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Shapewaysbietet diegroBte Aus-wahl an fertigbestellbaren3D-Modellenim Testfeld.

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sen ein paar nette ldeen in der Creation Cor-ner, wo sich flieBend anmutende Vasen,Lampenschirme oder als 3D-Anhanger aus-gedruckte Ausschnitte von Gelandereliefspersonalisieren lassen. Wer mehr selbst mo-dellieren will, kann einige Vorlagen (DesignKits) etwa ftir Buchstutzen, TOrgriffe oder Ar-chitekturmodelle fur verschiedene 3D-Pro-gramme herunterladen.

. Die eigenen EntwOrfe ladt man in das 3DPrint Lab, in dem man das Modell noch ein-mal in puncto Farbe und Material anpassenund per 3D-Ansicht von alien Seiten begut-achten kann. Bereits hochgeladene eigeneObjekte findet man zum erneuten Druckenreichlich versteckt im eigenen Profil Ober denKarteireiter Uploaded models. Dort bleibensie nur voriibergehend, bis der Anbieter sienach einiger Zeit loscht.

Die Wahl des richtigen Materials unterden neun verfugbaren soli eine zeitgeistigeDarstellung in Form eines Periodensystemserleichtern. Normalerweise berechnet i.ma-terialise den Preis eines Objekts automa-tisch, aber fur einige Werkstoffe, besondersteure Modelle oder solche, die den Druckbe-reich der Maschine Oberschreiten und des-halb in mehreren Teilen gefertigt vverden,muss man sich einen Kostenvoranschlag perWebformular einholen.

Versandkosten fallen fur jedes Objekt ge-sondert an - in den Warenkorb passt jeweilsnur eines. Als Alternative soil man mehrereModelle per Mail an den Anbieter schicken.Eine Ersparnis ist nach dessen Aussage abernur dann zu erwarten, falls man mehrere Ob-jekte aus demselben Material bestellt unddiese im gleichen Arbeitsgang produziertwerden konnen. Die nebeneinander in einerDatei platzierten zwei Teile unseres Testkas-

tens wollte die Firma Ubrigens nicht zusam-men kalkulieren und produzieren, da es sichum zwei getrennte Objekte handle undunser Doppelpack die Preisberechnungdurcheinanderbrachte.

Unsere Kette hingegen stellte kein Pro-blem dar, obwohl sie aus hundert einzelnenTeilen besteht - die sei schlieBlich nur ineinem StOck zu fertigen, teilte uns die Firmamit. Solche Unterscheidungen schafft keinautomatischer Check, claher wird jedes Ob-jekt von einem Mitarbeiter in Augenscheingenommen, bevor es an den Drucker ge-schickt wird. Das erklart a uch, vvie i.materiali-se die Einhaltung seiner ethischen Richtliniensicherstellt: Der Dienst verbittet es sich expli-zit, bei ihm Modelle fur die Waffenindustriesowie andere „unethische" Objekte wieSkimmerverkleidungen fur Geldautomatenin Auftrag zu geben.

fabberhause

Verglichen mit den schicken 3D-Objekt-Katalogen anderer Dienstleister wirkt fabber-house wie ein Copyshop, in dem man die Ma-schine selbst bedienen muss. Auf der simpelgehaltenen und trotzdem unubersichtlichenWebseite findet man keine Beispielmodelle,keine Schritt-fur-Schritt-Anleitungen, keinenSpeicher mit 3D-Voransicht fur die eigenenEntwurfe. Stattdessen ladt man sich die307 MByte grol3e Windows-Druckersoftwareauf den eigenen Rechner, bestickt den rund6 Liter groBen Druckbereich der verwendetenHP-Maschine rnit eigenen STL-Dateien, dieman noch skalieren und rotieren kann, gene-riert auf Knopfdruck die Werkzeugbahnen furdie Maschine im proprietaren CMB-Formatund schickt diese dann an fabberhouse.

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PAPrnittirinirte

Stoffsammlung: Shapeways stellt jedes Druckmaterial aus

Das Preisniveau eines Materials deutet i.materialise in der Dokumen-seinem .Angebot ausfuhrlich und im Detail vor - zusatzlich zu tion Ober Dollarzeichen an. Zum Vergleich verschiedener Materialiendieser Ubersicht gibt es noch eine Vergleichstabelle, Daten- taugt dies aber kaum, da der Dienstleister den Preis eines konkretenblatter und sogar YouTube-Videos zum Druckverfahren. Objekts je nach Werkstoff auf unterschiedliche Weise berechnet.

FuBangeln gibt es dabei reichlich: Wer imTreiber den falschen Druckertyp auswahlt(richtig ist „HP . Designjet Color 3D"), be-kommt beim Upload eine Fehlermeldungund muss seine Bestellung noch mal neuzusammenstellen. Statzkonstruktionen furOberhangende Teile Mgt die Software auto-matisch hinzu, doch die Strategie will mit Be-dacht gewahlt sein: Zwar ist von den drei zurWahl stehenden Strategien in fast alien Fal-len die Option „Smart" am gunstigsten, abereben nur fast - groBen Teilen mit viel

Bereichen tut eventuell doch eine kom-plette Stutzmaterialh011e gut, auch wenn esclam teurer wird.

Die meisten Fragen beantwortet die aus-fuhrliche, aber noch nicht vollstanclige FAQ.Dass man bei fabberhouse fast Ales selbstmachen muss, hat aber auch Vorteile: Wer

etwas tiefer in die Materie einsteigt, kanneine Menge Feintuning bei der Druckvorbe-reining betreiben und beispielsweise wah-len, ob voluminose Teile massiv ausgefuhrtoder im lnneren nur mit einer Gitterstrukturgefullt werden sollen, was Gewicht, Materialund Geld spart. Das Ganze fuhlt sich schonfast so an, als hatte man einen eigenen 3D-Drucker im Nebenzimmer stehen.

Im Test mussten wir Lehrgeld zahlen: Einekleine Version unserer ProblemschlieBe vonThingiverse bekamen wir von fabberhousewie gewunscht zugeschickt, die groBe Aus-gabe davon wurde zum Teil als Negativ ge-druckt und war damit unbrauchbar. Eine Ge-windestange mit fertig aufgeschraubter Mut-ter aus dem Modellfundus von Shapewayskam quer geteilt an - reproduzierbar legteder Druckertreiberzwischendrin eine Schicht

aus Statzmaterial an. fabberhouse berichteteuns, dass der Fehler bei alteren Versionendes Druckertreibers sowie in solchen für ver-wandte Druckertypen nicht auftrate und hatdie Frage an den Druckerhersteller HP wei-tergeleitet, der inzwischen an einem Treiber-Update arbeitet. Beide Druckfehler waren beigenauem Hinsehen bereits in den von unshochgeladenen Werkzeugbahnen zu sehen,sind uns aber nicht aufgefallen.

fabberhouse berechnet den Preis einesObjekts auf nachvollziehbare Weise, indemdie verbrauchten Mengen an Baumaterialund Stutzsubstanz addiert und mit 49 Centpro Kubikzentimeter abgerechnet werden.Fur den Versand fallen noch mal 4,90 Euround optional noch mal die gleiche SummefOrs Auswaschen der StOtzen an, wenn manes nicht vorzieht, das sprOde Stutzmaterial

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atSCULPTEO ALL

Priifstand I 3D-Druckdienste

selbst Stuckchen fur Stuckchen vom Modellabzubrechen. Die beiden Pauschalen geltendabei fur alle Modelle, die man auf einmal inden Bauraum des Druckers gepackt und ineinem Paket bestellt hat. Allerdings sollteman beim Anordnen der Modelle im Dru-ckertreiber nicht nur im Auge behalten, denPlatz moglichst okonomisch auszunutzen,denn die HP-Druckmaschinen von fabber-house produzieren Modelle in relativ dickenSchichten von etwa 0,25 Millimetern Starke.In der Folge weisen die Objekte - ganz ahn-lich wie Holz - eine Art Maserung parallelzum Boden des Druckers auf. Lange unddunne Formen produziert man deshalb bes-ser !legend, auch wenn sie dann mehr Bo-denflache belegen. Als Material steht nurABS zur Verfugung, als Farbe nur Elfenbein -fabberhouse behalt sich allerdings vor, tage-weise in anderen Farben zu produzieren.

Qualitat

Unsere Testkasten haben wir bei den Dienst-leistern in moglichst feinem Material bestellt.Die gelieferten Erzeugnisse hielten die vor-gegebenen MaBe im GroBen und Ganzenein, Abweichungen lagen im Bereich vonZehntelmillimetern (siehe Tabelle). Die Fe-dern federn wie gewunscht, wobei sich Poly-amid als erstaunlich flexibel und ABS alsdeutlich steifer erwies. Fur eine mitbestelltePinzette aus dem Thingiverse-Fundus ist ABSallerdings die bessere Wahl, da es mehr Vor-spannung bietet - das Polyamid-Exemplarerwies sich als etwas zu weich.

Die Oberflache lasergesinterter Kunst-stoffteile ist rau, etwas poros und gibt einwenig loses Pulver ab: Nachdem wir ausSculpteo-Teilen eine GurtschlieBe ausschwarzer H011e und weif3em Innenteil zu-sammengesteckt hatten, zeigte die weiBeHalfte schwarze Schleifspuren. Die stereoli-thografisch hergestellten Objekte habeneine wunderbar glatte bis leicht gekornteOberflache. Bestehen sie aus durchscheinen-dem Material, sind sie in der Regel leider sehrempfindlich - was vom Tisch fallt, zerbrichtmeist.

Zwar kOnnen wir mit den Bordmitteln derc't-Redaktion keinen Stabilitatstest nach wis-senschaftlichen Standards durchfuhren, aberwir wollten schon einen Eindruck bekom-men, wie widerstandsfahig sich unsere Pro-bestucke gegen alltagliche Belastungen zei-gen. Dazu befestigten wir die gedrucktenKetten an der Decke und hangten ein Gefaf3daran, in das wir so lange Wasser gossen, bises knallte (Video siehe c't-Link). Bei der ABS-Kette von fabberhouse reichten dazu370 Gramm. Die Polyamid-Exemplare derdrei anderen Anbieter vertrugen mehr: Dievon Sculpteo trug immerhin 840 Gramm, dievon i.materialise 2,1 Kilo und die von Shape-ways schlief3lich 3,1 Kilo. Die zunehmendef3elastung verformte die elliptischen Ketten-glieder zu langgezogenen Rechtecken, wasdie Kette spOrbar verlangerte. Ohne Belas-tung nahmen die Glieder wieder ihre ovaleAusgangsform an.

AnschlieBend versuchten wir, die hohlenOberteile unserer Testkasten zu zerstoren.

AusschlieBlich in einfarbigem ABS-Kunststoff druckt fabberhouse. Die sichtbar geriffelteOberflache ist Folge der Fertigung in 0,25 Millimeter dicken Schichten. Pinzetteund Federn sind robust genug, um sie praktisch zu benutzen; die beiden Brain Gearsbewegen sich wegen zu kleiner Spa !ten zwischen Achsen und Radern nicht.

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SCULPTEO ALL

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tri-nuarlduos el..

C-----Priifstand I 3D-Druckdienste

Vor der Bestellung bei fabberhouse installiert man sich den Treiber fur denHP-Drucker auf dem eigenen Rechner und generiert auf Knopfdruck selbst dieWerkzeugbahndaten, die die Druckkopfe fUhren. In der 3D-Voransicht links obenerscheint Baurnaterial rot und Stutzmaterial blaugrau; in der Schichtansichtdarunter ist das Baumaterial heller und clas Stiitzmaterial dunkler dargestellt.

Mit der Hand gelang das in keinem Fall. Auchden 87 Kilo Lebendgevvicht eines c't-Redak-teurs, der vorsatzlich drauftrat, hielten dieKasten stand - zumindest, solange die offeneSeite des Kastens dabei nach unten zeigte.List in Seitenlage bekamen wir die beidenPolyamid-StOcke und das aus ABS kaputt -heil blieb einzig der aus Kunstharz (Paintableresin) per Stereolithografie gefertigte Kastenvon isnaterialise.

... hat ihren Preis

Fur einen direkten Preisvergleich der Anbie-ter haben wir bei alien noch mal fiinf speziel-le Testobjekte hochgeladen und die Preiseinklusive Steuer kir ABS, lasergesintertes Po-

lyamid und 3D-Farbdruck notiert. Es handeltsich dabei um zwei massive Wilrfel mit 2,5und 10 Zentimetern Kantenlange, zweiebenso groBer aber auf 3 Millimeter starkeLeisten an den Kanten reduzierte Rahmen-wOrfel, sowie eine Kopie des groBen Rah-menwOrfels, der auf eine Spitze gestelltwurde, um moglichst viel Platz im Drucker zubelegen.

Vergleicht man die Preise kir verschiede-ne Materialien eines Anbieters, erkennt manbel manchen Muster: Shapeways berechnetdie Kosten in erster Linie nach dem Volumendes fertigen Modells. GroBe, massive Objektesind hier sehr teuer, filigrane sehr gOnstig -ganz egal, wie sie im Raum ausgerichtet sind.Bei i.materialise hingegen wird der Preis je

nach Material vollig unterschiedlich be-stiMmt. Wie uns das Unternehmen bestatig-te, verursachen Objekte aus Polyamid einenGrundbetrag von etwa 20 Euro. Zusatzlichbetrachtet man bei diesem Material dieGrofie des einh011enden Quaders um ein Mo-dell, die sogenannte Bounding Box. BeimFarbdruck hingegen bestimnnt vor allem dasVolumen des verbauten Materials den Preis.Sculpteo liegt irgendwo in der Mitte: Dermassive groBe Wurfel kostet knapp doppelt

wie die Rahmenversion; die gekippteVariante ist deutlich teurer als die geradeausgerichtete. Auffallig ist hier der Einheits-preis von 11,22 Euro fur alle Varianten deskleinen WOrfels - billiger geht bel Sculpteooffenbar nicht.

Wer die Werkzeug-bahnen nicht genauprat, bevor er sie zufabberhouse schickt,kann Oberraschungenerleben: Weder dieTeilung von Schraubenebst Mutter warbeabsichtigt noch derteilweise negativeDruck der groBenGurtschlieBe.

Alle vier M20-Testmuttern lieBen sich problemlos auf eineindustriell gefertigte Schraube drehen. Die Polyamidversionen

stammen von Sculpteo (links) und Shapeways (unten auf derSchraube), die ABS-Mutter von fabberhouse (rechts). Oben auf der

Schraube sitzt ein Exemplar von i.materialise, gefertigt aus einerMischung aus Polyamid und Aluminiumpulver namens Alumide.

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Durch die Brain-Gear-Miniaturvon Sculpteo (links) kannman durchschauen, wahrenddie von i.materialise innenwie zugeschwemmt wirkt.Beide Modelle bestehen ausPolyamid und sind zu klein,um beweglich zu sein.

PrOfstand I 3D-Druckdienste

GroBe, massive Poiyamidobjekte sind beii.materialise am gunstigsten, filigrane mitgroBer Bounding Box bei Shapeways. Beifarbigen, massiven ModeIlen hat Sculpteodie Nase vorn. Grazile Mini-Objekte bestelltman in beiden Fallen am besten bel Shape-ways. Bei ABS ist fabberhouse dank des Ku-bikzentimeterpreises von 49 Cent meist amgOnstigsten. Bestellt man allerdings nur eineinzelnes kleines Modell, Obersteigen die zu-satzlichen Pauschalen furs Entfernen desStutzmaterials und fiir den Versand schnellden eigentlichen Modellpreis. Die massiven

Wurfel waren bei fabberhouse verhaltnis-maBig preiswert, da wir den Druckertreiberangewieser haben, das lnnere nicht massivanzulegen, sondern es nur mit einer auto-matisch angelegten stabilen Gitterstrukturzu

Fazit

Es liegen Welten zwischen den Wegen, dieunsere Testkandidaten verfolgen, um 3D-Druck als Dienstleistung fur alle anzubieten.Sculpteo und Shapeways locken Einsteiger

Unsere Testobjekte fur den Preis-vergleich in der Ansicht von SketchUp.Die kleinen WUrfel haben eine Kanten-lange von 2,5 Zentimetern, die groBenvon 10 Zentimetern, das Volumen derRahmenwurfel betragt nur einen Bruchteilder massiven Exemplare. Der pinkfarbeneRahmenwurfel ist genauso_groB wie derblaue, steht aber auf der Ecke Und nimmtdeshalb mehr Platz im Druckraum ein.

PreiseAnbieter

Zusatzkosten

Sculpieia.com

Versand 12€ proBestellung

5Itapeways.com'

ales inkluslve

i.materialise.com fabberhouse.de

Versant! 8,67 € pro Objekt, Versand 4,90 E pro Bestellung,kostenlos ab 100 Stritzmaterial entfernen 4,90 €

pro Bestrellung

Preise Polyamid, weiB

Massivuvijrfei 25 mm 1122€ 20,59€ 34,01 €Rahmenwilrfel 25 mn 1122€ 4,04€ 34,01 E

filassivvviirfei 100 mm 200,93 € 633,00 € 116,17 €RabmenwUrfelltomm 122,00€ 14,07€ 108,54 E

Raltmenwilrfe1100 mrn gekipbt 179,07€ 14,09€ 303,23 E

Preise Farbdrurk

Massivwiirfei 25 mn 11,22 14,01 C 2109€

Rahmenwin-fe125 mm 11,22€ 309€ 1301€

Massisiwrirfel 100 mm 257,14€ 818,81 € 67310€

Rahmenvinkfel 100 mm 149,50€ 970€ 1040€

Rahmenw6rfe1100 rnrn geMppt 229,82 € 9,72 € 1840€

Preise ABS, weiB

Massimurfel 25 mm 32,25 € 5688€ 4,70 €2

Rahmenvidirfel 25 mm 4,66 € 5095€ 234€

Massivunkfel 100 mm 206458€ 1186,65 E 171,86 €2

Rahmenwiirrel 100 nu 21,38 € 125,36 € 26,74 €Rahmenw3rfe1100 mrn gek ppt — 2142€ 99,23 € 31,42 €3

alLe Preise ink!, Steuer; Modeiie siehe Link am Ende des Mike's

Mindestbesteliwert bei Shapeways: 17,69 e 3 Modell sprengte die BauraumgrOlie und musste deshalb

Fullmod us Sparse — geringe Dichte' etwas gekippt werden,jn anderer Maschine und Lage 26,30 €

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PrOfstand I 30-Druckdienste

3D-DruckdienstleisterAnbieter

Firma

Firmensitz

Sprache

Lieferfristeni

Angeboti

Materialien

Optionen einfarbiger Objekte3

Drucktechniken

Dateiformate einfarbig

Dateiformate mehrfarbig

Objekteingenschaften

maximale Abmessurgent3(Lange x Brefte x HOhe in an)

minimale Abrnessungeni(Lange x Breite x1-16he in cm)

maximale Dateigrnfte

maximale Polygonzahl

Schichtdicke oder minimale Detailgrii0e3mm

Mindestwanddicke3 mn

Mindestspaltrna(3 3 run

Webseite und Bestellung

Datenbank mit fertigen Modellen

individualisierbare Modelle

Optional für eigene Modelle

3D-Voransicht

Druckbarkeitsvorschau

Bezahlarten (Vorkasse)

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Ergebnisse

Material Testkasten

MaShaltigkeit AuSenmai3e

Maehaltigkeit Wandsarken

MaiThaltigkeit Offnungen

Bedienkomfort

Preistransparenz

Materialauswahl

Lieferdauer Werktage

Herstellerangabe i ie nach Material

Sculpteo.com

Sculpteo

Frankreich

Englisch

2 bis 18 Werktage je nach Versandart

Polyamid, Farbdruckpulver

schwarz und vuei8

Lasersintern,3D-Druck

fal, PLY, STL, OFF, SKP, KMZ,305, 9C30, ASE,Coliada, MD2/MD3, 030, COB, DXF, LWO, IGES,STEP, VRML

Alle bis auf STL, IGES, STEP

20 x 25 x 31,9 oder 25,4 x 38,1 x 20,3

k. A.

50 MByte (empfohlen)

1 Million (empfohlen)

0,1 (Schicht), 0,3 (Details)

0,8 (biegsarn), 2 (stair) bis 3

0,5

privat, nur sichtbar oder auch bestellbar

Rotfarbung kritischer Bauteile

PayPal, Kreditkarten

3,60 E (weiB), 4,80 E (schwarz), 6€ (Farbe)

Material des Objekts, fiir die Fertigund notigesMaterial, Maschinenlaufzeit, Zeit fir Qualitats-kontrolle und Verpackung

Shapeways.com

Philips

USA

nglisch

5 bis 21 Werktage je nach Material

ABS, Pnlyamid, Alumide, Kunstharz, Farb-druckpulver, Stahl, Silber, Glas, Keramik

weiI3, schwarz, gra y, rot, bleu,die. Oberflachen-Finishes fur Stahl,Polierung fir Polyamid

Stereolithografie, Lasersintern, 3 D-Druck,Fused Deposition Modeling, Wachsdruck undAusschmelzverfahren, Multijet Modeling

STL, VRML, Collada, 030, 0131

VRML, X3D

bis zu 70 x 30x 58

2,5 x 2,5 x 2,5

64 MByte

1 Million

0,1 bis 2

0,3 bis 3

0,05

V

privat, nur sichtbar oder auch bestellbar

PayPal, Kreditkarte Tiber PayPal, Bankeinzug

1769€

Volumen verbautes Material: 0,70 €13,95 € pro cm3, Pauschalen pro Modell beieinigen speziellen Materialien

Kunstharz (Frosted Ultra Detail)

blaze 0,1 mm geringer

Stab mit 0,2 mm Durchmesser nurzum Teil vorhanden

0

00

6 his 192

i.materialise.com

Materialise Group

Belgien

Englisch

6 his 20 Tage, Expresslieferung f.Polyarnid

ABS, Polyarnid, Aiumide, Kunstharz,Farbdruckpulver, Stahl, Titan

9 RAL-Tone bei Polyamid und als Lackie-rugfür Kunstharz, 8 Farben bel ABS,div. Oberflbchen-Finishes bei Stahl

Stereolithograf e, Lasersintern,3 D-Druck, Fused Deposition Modeling,Polylet

STL, IGS, MODEL, SOS, MXP, OBJ, WRL,3DM, SKP

0131, WRL, SKP

bis zu 210x 70 x 80

k. A.

100 MByte

k. A.

0,1 his 0,5

0,3 bis 1,5

k. A.

-

PayPal, Kreditkarten

unterschiedlich je nach Material:Modellpauschale, Volumes verbautesMaterial oder Bounding Box

fasst nurje ein Modell / -

Kuns-t-h-aii-{Paintabie resin)

Elemente mit 0,2 mm Stakenicht vorhanden

7

fabberhouse.de

alphacam

Deutschland

Deutsch

Anzeige aktueller Wartezeit

ABS

9 Farben im Wechsel, aber keinefreie Wahl

Fused Deposition Modeling

als CMB aufbereitetes SR

20,3 x 20,3 x 15,2 (25,4 x 25,4x 30,5 bei Abgabe vor Ort)

etwa 0,5 x 0,5 x 0,5, variertnach Modell

2 GByte

-

0,254 (Schicht)

0,3

im Druckertreiber

nurVoransicht d.Vilerkzeugbahnen

Kreditkarten, Giropay

Volumen verbautes Material(Werkstiick und Stiiumaterial),0,49 € pro cm3

Druckdateien offline speichern

Polyamid {White plastic)

cm 0,1 bis 0,15 mm geringer

um 0,1 bis 3,15 mm zu diinn, Eiemente mit0,2 mm Starke in 0,5 mm Stdrke gedruckt

Bohrung mit 0,2 min Durchmesserverstopft

0

5

3 je nach Verfahren

ASS

um 0,1 bis 0,2 min groSer

Fiemente mit 0,5 und 0,2 mmStarke in 1 mm Starke gedruckt

• minimal zu klein

oeee3

00 sehr gut 0 gut 0 zufriedenstellend e schlecht ee sehr schlecht

vorhanden - nicht vorhanden k. A. keine Angabe

mit einem groBen Bestand bestellfertigerund individualisierbarer 3D-Modelle. Shape-ways stellt bei der Materialauswahl und beider Rine an Detailinformationen rund ums3D-Drucken alle anderen Anbieter in denSchatten und verhindert Fehldrucke durcheingehende PrUfung der hochgeladerien 3D-Datenmodelle. Sculpteo bietet Ahnliches ineiner Nummer kleiner und reparierte somanches Problemobjekt automatisch, dasShapeways zurOckwies.

fabberhouse hingegen druckt ohne wei-tere Vorabkontrolle alles, was man ihmals selbst generierte Werkzeugbahndateischickt. Das ist der Preis dafOr, dass man hierals Kunde so viel Einfluss auf den Druckvor-gang bekommt wie nirgendwo sonst. Werdas als Vorteil sieht und weder mit dem [in-

heitsmaterial ABS noch der relativ grobenAuflEisung Probleme hat, bezahlt bei fabber-house in der Regel deutlich weniger als beider Konkurrenz. Der vierte Anbieter, i.mate-rialise, scheint noch in der Entwicklung zustecken - er bietet eine vernunftige Material-auswahl, eine schicke Webseite und ist beigro gen Modellen manchmal am gunstigsten.Eine Datenbank mit Nutzermodellen, mehrTransparenz bei den Preisen und die Mog-lichkeit, mehr als ein Modell in den Waren-korb zu packers, wilirden das Angebot deut-lich welter nach vorne bringen.

Etwas in 3D drucken zu lassen, statt es mitden eigenen Handen zu bauen, lohnt sich vorallem bei filigranen Kleinteilen, die anderskaum herzustellen sind und die es nicht alsFertigteile fur ein paar Cent zu kaufen gibt.

Das verwendete Material ist robuster, als manglaubt, die fertigen Objekte halten in derRegel die geplanten MaBe ein, die Konstruk-tion am Rechner macht SpaB, und das Gefuhl,wenn man nach ein paar Tagen das wie vonZauberhand materialisierte Ding selbst in derHand halt, hat etwas Magisches. (pek)

Literatur

[1] Stefan Krempl, Homo Fabber, vom PersonalComputer zum Personal Fabricator, c't 5/06,S. 100

[2] Peter Konig, Christiane Mitten, Modellierauto-mat, 3D-Drucker als Bausatz: MakerBot Cup-Cake CNC, c't 3/11, 5. 110

www.d.de/1175084 et

94 c't 2011, Heft 15

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Report I 3D-Drucken

„3D-Druck ist schneller und besser”Interview mit dem 3D-Puzzle-Designer Oskar van Deventer

Friiher baute er seine Prototypen von Hand, heute benutzt Oskar van Deventerden Computer furs Design und lasst seine mechanischen Puzzles im 3D-Druckfertigen. Etfiche seiner dreidimensionalen KnobelstOcke bekommt man überden Online-Shop von Shapeways.

c't: Konnen Sie den . Entwurfsprozess far HirePuzzles kurz beschreiben?

Oskar van Deventer: Der ist jedes Mal anders.Aber sobald ich eine !dee

habe, beginne ich direktam Computer zu modellie-ren, CAD-Programme alsSkizzenpapier zu benut-zen. Eitan Cher hat ein

Video bei YouTube verof-fentlicht, das diesen Ent-

wurfsprozess perfektbeschreibt [siehe c't-Li nk, die Redaktion].

c't: Bauen Sie schon mal ein Detailmodell als„3D-Skizze" von Hand?

Deventer: Nein, ich mache alles am Rechner.FrUher habe ich alles von Hand gebaut, aberdie Kombination aus Computerentworfenund dem 3D-Druck ist viel schneller undbesser.

c't: Beginnen Sie beim Entwurf Ihrer Puzzlesimmer wieder von null oder verwen den SieTeile wieder, etwa Verbindungen zwischen denTellen?

Deventer: Ich beginne immer ganz von vorne,obwohl etliche meiner Puzzles auf einenKern von 2 x 2 x 2 Teilen aufbauen. DiesenKern konstruiere ich jedes Mal neu, in Abhan-

gigkeit von der GroBe der umgebenen bile.Je groBer ich diese Basis im Verhaltnis zurGesamtgroBe gestalten kann, desto stabilerwird das Puzzle.

c't: Ha ben Sie praktische Tipps, wie man einObjekt fur den 3D-Druck entwirft?

Deventer: Nimm die richtigen CAD-Werkzeu-ge. Burr Tools ist eine toile und kostenloseSoftware, um mehrteilige Puzzles zu entwer-fen und in 3D zu drucken. PovRay dagegen

eignet sich gut fur Visualisierungen, ist abersehr schlecht fijr CAD geeignet. Solidworksist exzellent fur die Ingenieurarbeit am Puz-zle wie ausrunden, aushohlen, Schnitteren und Flachen absetzen, um Bewegungs-raum zu schaffen. Rhino eignet sich wunder-bar fur schnelle Skizzen komplexer Formen.

c't: Wobei muss man besonders aufpassen?

Deventer: Die vorgesehenen Aussparungenund Abstande zwischen Einzelteilen mUssenstimmen. Abgerundete Ecken sorgen fUr ge-schmeidige Bewegungen. Hohle Formteilemachen den 3D-Druck billiger. Das Ober-

Acht gebogenePfropfen lassensich in denWurfel schieben,aber nur aufeine Weise pas-sen alle gleich-zeitig hinein.

flachennetz muss die korrekte AuflOsunghaben und „wasserdicht" sein, das heiBt, dieOberflache darf keine leeren Facetten auf-weisen — um nur einige zu nennen.

c't: Welches Puzzle hot lhnen am meisten Kopf-zerbrechen bereitet?

Deventer: Mein Over The Top 17 x 17 x 17"erforderte drei Prototypen, bis alles klappte.GlOcklicherweise hatte ich grazugige undnachsichtige Sponsoren. Rund drei Viertelmeiner Entwurfe funktionieren aber beima Ilerersten Versuch.

c't: Viele lhrer Puzzles, die man bei Shapewaysbestellen kann, werden unmontiert und in Ein-zelteilen geliefert. 1st es unmaglich, sie fertig zu-sammengebaut, aber trotzdem funktionsfahigfertigen zu lassen?

Deventer: Ringpuzzles wie „Sixth Sense" wer-den komplett zusammengebaut gedruckt.Das ist moglich, weil es dabei genugendgroBe Spalten zwischen den Teilen und aus-reichend Raum gibt, um ROckstande von

nicht verdrucktem Rohmaterial herauszube-kommen. Das ist aber bei den wenigstenmeiner Puzzles moglich, da die anderen anden kritischen Stellen keine Spalten vorse-hen. WOrde man die fertig montiert drucken,wOrden die Einzelteile miteinander ver-schmelzen.

c't: Warum setzen Sie die Rapid-Prototyping-Technik nicht nur wahrend der EntwicklungIhrer Puzzles ein, sondern bieten sie auch überShapeways als fertiges Produkt an?

Deventer: Die Grunde sind: Geld und Ruhm.Manche Fans sind bereit, den Preis fur 3D-gedruckte Muster zu bezahlen, von denen siewissen, dass sie diese anders nicht bekommenkonnen, weil sich deren Massenproduktionnicht rechnet. Dieses Geld hilft mir, einige derKosten auszugleichen, die mein Puzzle-Hobbyverursacht. Shapeways ist ein perfekter Weg,um meine EntwOrfe zu veroffentlichen.

c't: Auf lhrer Shop-Seite bei Shapeways erwah-nen Sie „mechahische Puzzles und Objekte,die nur dank 30-Drucktechniken existieren".Warum ist es unmoglich, diese in IdassischenVerfahren wie Spritzguss zu produzieren?

Deventer: Bel manchen meiner Designs istdas zum Beispiel wegen Hinterschneidun-gen unmoglich. „Moby Maze", das auf einemMobiusband aufbaut, ist so ein Beispiel.Meistens ist es aber aus okonomischenGrunden unmoglich. Angesichts des er-schwinglichen 3D-Drucks ergibt es wirt-schaftlich keinen Sinn, fur Prototypen Guss-formen anzufertigen. Bei Shapeways verkau-fe ich von einem typischen Puzzle hochstensein Exemplar. Der Bestseller war eines na-mens Floppy 2 x 3 x 3, eine spezielle Editionvon Shapeways, von der ich 35 StUck ver-kauft habe. (pek)

www.ctde/7115095 a

Das Puzzle„Fairly Fudged"filgt dem klas-sischen Dreh-Miff& etlichegeometrischeSchikanenhinzu.

Das Puzzle„Over The Top17 x 17 x 17" isteine Version vonRubik's Cube mit17 Ebenen undgelang Oskar vanDeventer erst imdritten Anlauf.

Wer das Ring-puzzle „SixthSense" beim3D-Druckdienst-leister bestellt,bekommt diesechs Teile fertigzusammen-gefiigt ins Haus.

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