Fertigung Versuchsaufbau-Komponenten mit 3D-Druck
Durch 3D-Druck konnten spezifische Komponenten bedarfsgerecht konstruiert und gefertigt werden, wodurch sich zeitintensive Entwicklungszyklen (Recherche, Beschaffung, Prüfung, Anpassung) deutlich verkürzten. Ein weiterer Vorteil des 3D-Drucks liegt darin, dass Anpassungen auf Basis bestehender Konstruktionsdaten schnell eingearbeitet oder defekte Teile bei Bedarf schnell ersetzt werden konnten.
Kategorien
Beschreibung
Herausforderung
Die Beschaffung von Bauteilen für den Aufbau der Versuchsanlagen hat sich häufig sehr zeitintensiv gestaltet, da für die Recherche nach Anbietern, die Beschaffung und die Prüfung lange Iterationszyklen eingeplant werden mussten und häufig keine (geeigneten) Komponenten gefunden werden konnten.
Doch auch bei erfolgreicher Beschaffung bestanden teils Probleme bezüglich der Verfügbarkeit, da Bauteile nicht lieferbar waren, nicht in gewünschter Stückzahl beschafft werden konnten oder Artikel bereits
Herangehensweise
Durch die Einführung des 3D-Drucks konnten vor allem einfache Bauteile schnell nach eigenen Wünschen in benötigter Stückzahl gefertigt und Beschaffungsrisiken minimiert werden.
Zudem ist es von Vorteil, dass entstandene Konstruktionsdaten einfach geteilt und anderen zugänglich gemacht werden können.
Zusammenhang
Die Maßnahme wurde während der Entwicklung und Fertigung der Versuchsanlagen im Rahmen des Teilprojekts „Das virtuelle, ferngesteuerte Labor für Umweltanalytik“ erprobt und hat sich in der Praxis bewährt.
Ziel war die Planung einer Laborlehrveranstaltung für den Masterstudiengang „Umweltschutz“. Hierzu wurde ein experimenteller Versuchsaufbau mit umfangreicher mess- und steuerungstechnischer Ausstattung entwickelt, durch den reale Experimente aus der Ferne überwacht und gesteuert werden können.
Voraussetzung
Die Probleme müssen technischer Natur sein und sich mit Hilfe gedruckter Kunststoffteile lösen lassen.
Projektmitarbeitende sollten über grundlegende Kenntnisse und Erfahrungen mit CAD-Tools und 3D-Druck verfügen.
Eignung
Zunächst wurde die Maßnahme erprobt, indem 3D-Druck-Ressourcen anderer Bereiche genutzt wurden. Nachdem sich die Methode bewährt hatte und externe Ressourcen nicht mehr ausreichten, wurde ein eigener 3D-Drucker beschafft.
Vorgehen/Schritte
Herausforderungen identifizieren: Können druckbare/gedruckte Teile zur Erreichung der Ziele sinnvoll beitragen?
Verfügbarkeit in Erfahrung bringen: Gibt es in meinem Umfeld bereits Geräte, die genutzt werden können, um erste Erfahrungen zu sammeln?
Methode testen: Kann 3D-Druck helfen? Werden ggf. besondere Druckermerkmale benötigt (z.B. Bauraum, kompatible Materialen, etc.)
Erfahrungen sammeln, Anforderungen konkretisieren und Bedarf an Druckkapazitäten einschätzen
Hinweise
Effekte
Durch die enorme Erweiterung konstruktiver Möglichkeiten steigt die Erwartungshaltung an die technischen Aspekte des Projekts. Dies erfordert ein gutes Augenmaß in Bezug auf die Sinnhaftigkeit und das Kosten-Nutzenverhältnis konstruktiver Maßnahmen.
Learnings
Die Möglichkeit, vor Ort Objekte automatisiert durch 3D-Druck fertigen zu können, eröffnet viele Möglichkeiten Bauteile nach eigenen Anforderungen zu gestalten und zu fertigen.
- Nicht jedes Problem kann oder muss durch 3D-Druck gelöst werden. Insbesondere bei einfach und günstig beschaffbaren Teilen, oder solchen, die besonderen Anforderungen genügen müssen (mechanische Stabilität, chem. Beständigkeit, Druckdichtigkeit, etc.), kann der kommerzielle Erwerb vorteilhaft sein.
Empfehlung
Die Maßnahme hat in unserem Projekt hervorragend zu den technischen Herausforderungen gepasst und auch über das Projekt hinaus zu einigen Weiterentwicklungen im Laborumfeld beigetragen.
Tipps
Vor der Beschaffung eines eigenen Druckers lohnt es sich den Bedarf und ggf. besondere Anforderungen abzuwägen und ggf. bereits anderweitig verfügbare Geräte, z.B. in einem Makerspace oder einem anderen Labor, zu nutzen. Alternativ gibt es einige Anbieter auf dem Markt, die verschiedene 3D-Druckverfahren als Dienstleistung anbieten, wodurch u.a. auch die Einarbeitung in das Thema erspart bleibt.
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