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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

Bitte nennen Sie bis zu fünf Stichwörter, die den Inhalt Ihrer Maßnahme aussagekräftig beschreiben.
Additive Fertigung
3D-Druck
Rapid Prototyping
Zielgruppe(n)
Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen/LfBA
Professor:innen
Studierende
Handlungsfeld & Aktivität(en)
Technisch-räumliche Infrastruktur
Softwarelösungen & technische Ausstattung entwickeln
Lehr-/Lernumgebungen entwickeln
Lehr-/Studienangebote
Lehr-/Lernmaterialien entwickeln
Supportangebote
Angebote für Austausch und Kollaboration entwickeln

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

  1. Herausforderungen identifizieren: Können druckbare/gedruckte Teile zur Erreichung der Ziele sinnvoll beitragen?

  2. Verfügbarkeit in Erfahrung bringen: Gibt es in meinem Umfeld bereits Geräte, die genutzt werden können, um erste Erfahrungen zu sammeln?

  3. Methode testen: Kann 3D-Druck helfen? Werden ggf. besondere Druckermerkmale benötigt (z.B. Bauraum, kompatible Materialen, etc.)

  4. 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.

Methoden

Empfohlen

Technische Tools
CAD: Onshape / FreeCAD; Slicing: PrusaSlicer

Kontakt

Bearbeiter:innen und Beteiligte
Keine Kontaktdaten vorhanden
Material
NameDownload / LinkBeschreibungLizenzFormatGröße
CAD-Modelle der Anlagenkomponenten für 3D-Druck und Lasercut.Link aufrufen/Link/

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