Über den Tellerrand hinaus:
Innovatives Produktdesign mit 3D-Druck

An der Elisava School of Design and Engineering in Barcelona nutzen Studierende des Bachelor-Abschlusses den 3D-Druck, um verschiedene Designmöglichkeiten zu testen und ihre Prozesse signifikant zu beschleunigen.
BCN3D hat mit den Konstruktions-Teams von TRUSTTO, Clearwater und 4GRILLS gesprochen, die jeweils 3D-Druck für das Design und die Erstellung einer Trage, eines automatisierten Rovers und eines Grills implementiert haben.


Produktdesign mit 3D Druck von Anfang bis Ende durchführen

Elisava, Universität für Ingenieurwesen und Design

Elisava ist eine in Barcelona auf Ingenieurwesen und Design spezialisierte Universität. Die Vision der Universität ist es, den Studierenden ein tiefes Verständnis für eine Vielzahl von Technologien, einschließlich des 3D-Drucks, zu vermitteln.

Somit erlangen sie schon vor dem Eintritt in die Arbeitswelt Einblicke in die Funktionsweise der einzelnen technischen Verfahren und die weitere Entwicklung der 3D-Druck-Branche.

"Der 3D-Druck verändert grundlegend die Art, wie wir entwerfen und produzieren. Wir können Dinge schnell auszuprobieren und uns auch Formen vorstellen, die wir vorher nicht herstellen konnten." – Oscar Tomico, PhD, Leiter des Bachelor-Studiengangs Industrial Design Engineering.

Im letzten Jahr haben die Studierenden von Elisava intensiv daran gearbeitet, Produktdesign-Projekte von Anfang bis Ende durchzuführen. Um zu sehen, wie der 3D-Druck in die Prozesse der Studierenden einfließt, haben die Entwickler von BCN3D mit drei Konstruktions-Teams gesprochen, die sich mit der Herstellung von einzigartigen Produkten befassen.


Rettungsdienste vertrauen auf TRUSTTO

igo3d-produktdesign-mit-3ddruck-trustto-krankentrage Team TRUSTTO entwickelt mit dem 3D-Drucker eine Krankentrage

Während der Covid-19-Pandemie unternahmen immer mehr Menschen Outdoor-Aktivitäten, was zu einem Anstieg von Rettungseinsätzen führte.

Die vielen involvierten Rettungsdienste sahen sich zunehmend mit Problemen bezüglich ihrer Krankentragen konfrontiert.

TRUSTTO, ein Hersteller u.a. von Krankentragen, sah sich angesprochen, eng mit den Rettungsdiensten zusammenzuarbeiten. Dadurch konnten schnell die relevanten Probleme definiert werden. Konzentriert wurde sich dabei vor allem auf den Transport der zu Rettenden.

Um den harten Bedingungen einer Bergrettung standzuhalten, musste die Trage von TRUSTTO schnell aufgebaut, steif, wetterbeständig und leicht sein. Das Projekt wurde in zwei Teams aufgeteilt, die jeweils mit BCN3D-Druckern im Bereich Rapid Prototyping arbeiteten. Die IDEX-Technologie ermöglichte es den Entwicklern bei TRUSTTO, komplexe Geometrien unter Verwendung von löslichen Stützstrukturen zu erstellen.

Für die Basis aus Kohlefaser, die mit einer faltbaren Aluminiumstruktur verbunden ist, verwendete ein Team 3D-gedruckte Teile für Einsätze in der Struktur. Angesichts seiner Kosteneffizienz und einfachen Verarbeitung, entschied sich das Team in diesem Fall für PLA. Das andere Team druckte ein Rad in TPU, was sonst ein sehr teurer industrieller Prozess wäre.

TRUSTTO war dankbar, dass Elisava ihnen die Möglichkeit gab, zu verstehen, wie sich das 3D-Druckverfahren von herkömmlichen Verfahren unterscheidet, wie man die Software verwendet und die Komponenten ihrer Trage optimiert.

Der Rover von Clearwater stoppt die Plastikverschmutzung

igo3d-produktdesign-mit-3ddruck-clearwater-rover Der Rover von Clearwater stoppt die Plastikverschmutzung

Die Tatsache, dass jedes Jahr schätzungsweise 8 Millionen Tonnen Plastik in unsere Ozeane gelangen, ist ein beängstigender Gedanke. Ziel des Projekts von Clearwater war der Bau eines automatisierten Rovers, um Meeresgebiete und Häfen von Plastikverschmutzung zu befreien.

Nach der Analyse bestehender Produkte auf dem Markt kam Clearwater zu dem Schluss, dass man einen wirkungsvollen Mittelweg zwischen kleinen automatisierten, und großen, von Menschenhand gesteuerten Rovern finden wollte.

Im Maßstab 1:3 und aktuell 1m3 groß, entfernt und lagert ihr entwickelter Rover über ein batteriebetriebenes Förderband bis zu 250 Liter Müll aus dem Wasser.

Während andere Rover Metallförderbänder enthalten, suchte das Clearwater-Team nach etwas Leichterem. Insgesamt sind ¾ des Rovers 3D-gedruckt. Die Rümpfe, Federn und die Brücke bestehen angesichts der Widerstandsfähigkeit gegen Seebedingungen aus ABS. Aus TPU wurden die flexiblen, gummiartigen Borsten gefertigt, und PLA für einige steifere Teile verwendet.

Für die 70 benötigten Borsten hat sich hier wieder die IDEX-Technologie bewährt und enorm viel Zeit gespart. Anstatt die für den Druck notwendigen Stützträger mühsam per Hand entfernen zu müssen, wurden die Träger ganz einfach in Wasser aufgelöst.

Der 3D-Druck ermöglichte es dem Team, große Teile herzustellen, die das Gewicht anderer Komponenten tragen können. Außerdem wurden verschiedene Konfigurationen getestet, um unterschiedliche Zusammensetzungen und Eigenschaften der Materialien zu erhalten.

"Die beiliegende Kapsel des Druckers ermöglicht es uns, die Temperatur und die Bedingungen zu kontrollieren, sodass die fertigen Teile viel professioneller sind." – Alejandro Arasanz, Clearwater-Projekt.

4GRILLS beschleunigt die Zubereitung von Mahlzeiten mit Lékué

igo3d-produktdesign-mit-3ddruck-4grill 4Grill, Design und Funktionalität

Meritxell Clarens vom Team 4Grills ist eine leidenschaftliche wie innovative Köchin. Sie beschreibt die Küche als Ort des Austauschs zwischen Kulturen, Kreativität und Perfektionierung von Techniken.

Meritxell suchte nach einem originellen Weg, die Produkte von Lékué mit einem Design zu erweitern, das neben Glücksgefühlen auch einen gesunden Lebensstil hervorruft und den Zubereitungsprozess von Mahlzeiten vereinfacht.

So wurde 4GRILLS geboren: Ein geschichteter Grill, der sowohl als Platte sowie auch als Pfanne dient, mit integriertem Teigschneider für die Herstellung von Teigprodukten wie Crepes, Pizza und Quesadillas.

Während der Prototyping-Phase druckte Meritxell diverse Teile in PLA auf einem BCN3D-Drucker, wobei sie viel mit visuellen Aspekten experimentierte. Schließlich entschied sie sich für die Farbe Rot als klassischen Ausdruck der Lebendigkeit und Energie der Marke Lékué.
Für die endgültige Version, bestehend aus einem geschichteten Grill und Cutter, druckte Meritxell den Cutter in ABS. Da der Grill inkl. Schneidewerkzeug nicht für die Verwendung in einer Mikrowelle vorgesehen ist, lieferte ABS die nötige Steifigkeit zum Schneiden von Teig.

Der 3D-Druck beschleunigte den gesamten Prozess immens. Funktionalität und Form, sowie die flexiblen und starren Teile des Produkts konnten sehr schnell getestet werden. Dabei wurde nur die erforderliche Materialmenge verwendet, es gab also keinen Materialabfall.

Fazit

Alles in allem verwendeten die Studierenden bei jedem Projekt die 3D-Drucktechnologie, um ihr Produkt zu verbessern. Jedes der Produkte hat ein enormes Potenzial zur schnellen Marktreife.

Die jeweiligen Projekte haben gezeigt, wie der 3D-Druck einfach und in kurzer Zeit Prozesse in vielen Bereichen – Nachhaltigkeit, Wirtschaftlichkeit und Anwenderfreundlichkeit – revolutionieren kann.
Vom Design bis zur Herstellung.


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