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Schneller zum Prototypen mit Lego und 3D-Druck

3D-Drucker arbeiten in der Praxis oft langsamer, als man denkt. Um die Produktion von Prototypen abzukürzen, setzt ein Projekt des Hasso-Plattner-Instituts nur dort auf 3D-Druck, wo Details gefordert sind – der Rest besteht aus Legosteinen.

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Wer noch nie einen 3D-Drucker in Aktion gesehen hat, könnte sich vom Schlagwort Rapid Prototyping zur Annahme verleiten lassen, solche Maschinen würden ihre Werkstücke in wenigen Augenblicken materialisieren. In der Praxis dauert die Fertigung aber meist länger als man denkt: So braucht ein günstiger 3D-Drucker wie der schon etwas betagte redaktionseigene MakerBot Replicator beispielsweise für das Gehäuse der VR-Brille Dive mehrere Stunden – und das in der gröbsten Auflösung. Was feiner produziert werden soll, braucht entsprechend noch länger und Profi-Maschinen arbeiten auch nicht schneller.

Dabei sind viele Teile eines solchen Prototypen oft hinreichend simpel gestrickt, um sie schneller aus Standardbauteilen aufbauen zu können, die dann mit den wenigen, speziell fürs Projekt nötigen Komponenten aus dem 3D-Drucker kombiniert werden. Eine fünfköpfige Gruppe aus Forscherinnen und Forschern um die Doktorandin Stefanie Mueller und den Professor Patrick Baudisch hat diese eigentlich naheliegende Idee radikal weitergedacht und ist dabei auf eines der universellsten Standardbauteile überhaupt gekommen: den Legostein. Ihre Software faBrickation lädt eine 3D-Datei als Vorlage und setzt sie zunächst in ein Modell um, das sich komplett aus den Noppenklötzchen zusammenbauen lässt. Anschließend markiert man mit der Maus Bereiche des Prototypen, bei denen es auf jeden Millimeter Genauigkeit ankommt – im VR-Brillen-Beispiel sind etwa die Linsenhalter so ein Bereich.

Die Software des HPI-Projekts faBrickation setzt Prototypen in Konstruktionen aus Legosteinen und 3D-Drucken um.

(Bild: stefaniemueller.org)

Die Software erzeugt hierfür Bauteile, die einerseits der ursprünglichen 3D-Vorlage präzise folgen, andererseits aber auch mit Noppen oder Vertiefungen versehen sind, die zu den umliegenden Legosteinen passen. Fertigt man anschließend diese Spezialteile auf dem 3D-Drucker und baut den Rest aus Lego drumherum, soll sich bei der Produktentwicklung viel Zeit sparen lassen. Sprich: Man hat das Ding deutlich schneller in der Hand und nimmt eher mal eine weitere Modifikation vor, wenn deren Umsetzung nicht wieder Stunden dauert.

Die für das Projekt entwickelte Software ist leider aktuell nicht für eigene Tests zu bekommen (wir hätten gerne mal eben schnell ein c't-Logo faBrickated). Die Gruppe vom Hasso-Plattner-Institut der Uni Potsdam wird ihre Arbeit Ende April in Toronto bei der ACM-Konferenz zu Mensch-Maschine-Interaktion (CHI 2014) vorstellen. (pek)