Wie erstellt man mit 3D-Druck eine „Miniatur-Infrastruktur“?

Die 3D-Drucktechnologie hat Einzug in die Hochschulen gehalten und dient dem Unterricht, Wettbewerbsprojekten und innovativen Experimenten. In Architekturfakultäten gehen die Anwendungen des 3D-Drucks weit über die Erwartungen hinaus.

Hinweis: Die folgenden anwendungsbezogenen Bilder und Textmaterialien stammen von Russell Zeng vom College of Architecture, Art, and Planning der Cornell University (罗素小儿@Xiaohongshu).

01 TPU-95A-Zementgießformen

Traditionelle Gießformen bestehen in der Regel aus Silikon, das Vorteile wie hohe Flexibilität, Eignung für komplexe Geometrien, hohe Entformungseffizienz und Wiederverwendbarkeit bietet. Da die 3D-Drucktechnologie zunehmend in Produktion und Alltag integriert wird, erforschen Studierende auch, wie sie die Lerneffizienz durch 3D-Druck verbessern können. Die Anwendung von TPU-Zementgießformen ist ein relativ erfolgreiches Beispiel.

Mit Fokus auf die Benutzererfahrung und dem Verständnis der Geschichten hinter dem 3D-Druck haben wir auch ein kurzes Gespräch mit diesem „Architekturmodell-Experten“ über diese Anwendung geführt.

ESUN: Welche traditionellen Methoden werden bei der Herstellung von Architekturmodellen üblicherweise verwendet?

Russell Zeng: Schaumstoffplattenzuschnitt, Laserschneiden, CNC-Bearbeitung oder manuelle Formenreplikation.

ESUN: Basierend auf praktischer Erfahrung: Welche Eigenschaften haben diese Methoden im Vergleich zum 3D-Druck?

Russell Zeng: Die Modellherstellung verwendet im Allgemeinen je nach Anforderungen unterschiedliche Methoden. Mit diesen Methoden lässt sich viel erreichen, aber sobald die Geometrie etwas komplexer wird – wie gekrümmte Oberflächen, Öffnungen oder durchgehende Formen, die Architekturstudierende häufig verwenden – werden die Kosten traditioneller Methoden sehr hoch und arbeitsintensiv. Die größten Vorteile des 3D-Drucks sind Effizienz und Freiheit. Er kann im Grunde alle Arten komplexer Strukturen realisieren, und wiederholte Änderungen sind kein Problem, was bei der Modellherstellung besonders wichtig ist.

ESUN: Der 3D-Druck zeigt tatsächlich erhebliche Vorteile bei der Konstruktion und Herstellung komplexer gekrümmter und unregelmäßiger Strukturen. Diesmal haben wir den 3D-Druck hauptsächlich für Zement- und Gipsgießformen eingesetzt. Haben Sie Erfahrungen, die Sie teilen möchten?

Russell Zeng: Es geht hauptsächlich um die Materialauswahl. Wir empfehlen dringend, TPU-95A-Material für Zementgießformen zu verwenden. Das Entformen ist extrem einfach. TPU-95A hat genau die richtige Härte, und seine Flexibilität ist sehr gut für Gießen und Entformen geeignet. Die Oberflächendetails der gedruckten Modelle sind ebenfalls sehr stabil, und die Genauigkeit erfüllt die Anforderungen vollständig. Am wichtigsten ist, dass das Entformen sehr reibungslos verläuft, ohne Kantenabrieb-Probleme, und die Formen können sogar wiederverwendet werden.

ESUN: TPU-Flexible Materialien haben tatsächlich sehr breite Anwendungsszenarien. Sind Ihnen bei der Verwendung Probleme begegnet?

Russell Zeng: Das sind im Grunde häufige Probleme beim Drucken flexibler Materialien, wie Schwierigkeiten beim Entfernen von Stützstrukturen, Einschränkungen beim Drucken großer Größen und leicht reduzierte Stabilität beim Hochgeschwindigkeitsdruck.

ESUN: Welche anderen Materialien können neben TPU-Materialien auch für Gießformen verwendet werden?

Russell Zeng: In der Anfangsphase haben wir auch einige Strukturtests mit PLA und PETG durchgeführt. Bei der Verwendung von PLA zur Herstellung von Formen für komplexe Formen erfordert das Entformen mehr Vorsicht, und bei Bedarf kann eine Heißluftpistole erforderlich sein. Insgesamt empfehlen wir für Gießformen weiterhin die Verwendung von TPU-Materialien, da Flexibilität entscheidend ist.

02 Validierung von Architekturmodellen

Die 3D-Drucktechnologie zeigt auch bei der Herstellung komplexer gekrümmter und unregelmäßiger Strukturen erhebliche Vorteile. Eine breite Palette von 3D-Druckmaterialien kann unterschiedliche Anwendungsanforderungen erfüllen. Beispielsweise eignen sich transparente Materialien gut für transparente Architekturkomponenten, während biomimetische Materialien wie Holz und Marmor zur Simulation realer Architektureffekte verwendet werden können. Insgesamt können Studierende durch 3D-Druck den Designprozess besser ausdrücken und Ideen schnell validieren.

Verständnis durch Kommunikation verbessern. Wenn Sie Meinungen oder Anregungen zu 3D-Druckmaterialprodukten haben, können Sie uns gerne kontaktieren und Feedback geben.

ESUN: Als Benutzer: Haben Sie basierend auf praktischen Anwendungen Meinungen oder Anregungen zu eSUN-Materialien?

Russell Zeng: Wir haben dieses Jahr viele eSUN-Materialien verwendet, und das Feedback war sehr positiv. Unser gesamter Jahrgang verwendet jetzt im Grunde eSUN-Materialien, und wir sind auch dankbar für die Unterstützung von eSUN. Was Anregungen betrifft, hoffe ich basierend auf meinen eigenen Nutzungsgewohnheiten, dass flexible Materialien mehr unterteilte Härtegrade und Farboptionen bieten, wie zum Beispiel transparenteres TPU oder mattes TPU, was bei Architekturmodellen sehr beliebt wäre.

ESUN: Um ehrlich zu sein: Mehr Farboptionen für flexible Materialien und eine umfassendere flexible Materialmatrix befinden sich derzeit in kontinuierlicher Entwicklung und Verbesserung. Wir freuen uns darauf.

eSUN unterstützt weiterhin die Anwendung des 3D-Drucks in verschiedenen Branchen und bietet kostenlose Materialsponsoring, Drucktechniken und Erfahrungsaustausch für Bildungs-, Lehr-, Wettbewerbs- und wissenschaftliche Forschungsprojekte. Durch die Förderung innovativer Praxis trägt eSUN zur Talententwicklung bei. Wenn Sie derzeit verwandte Projekte durchführen oder planen und bereit sind, 3D-Druck-Anwendungsgeschichten oder Erfahrungen zu teilen, können Sie uns gerne eine Nachricht hinterlassen und kontaktieren.