Digital fabrication of shape

Im Moment befinden wir uns im Übergang vom Zeitalter der Massenproduktion in eine Welt der individuellen Fertigung. Dieser Übergang wird durch die Verbreitung von 3D Druckern ermöglicht, welche die Art und Weise wie wir Produkte entwerfen, entwickeln, fertigen und konsumieren, revolutionieren werden. Obwohl in den letzten Jahren große Fortschritte in der Entwicklung dieser Fabrikationsgeräte gemacht wurden, blieb die Entwicklung dazugehöriger Software, die für Endnutzer intuitiv genug ist, um personalisierte Inhalte zu erzeugen stark zurück. Die vorliegende Arbeit ist eingebettet in den Kontext dieser sogenannten 'Digitalen Fabrikation'. Es werden softwareseitige sowie algorithmische Lösungen präsentiert, die aus digitalen, physische Objekte erzeugen. Diese werden in unterschiedlichen Auflösungsstufen präsentiert, deren Varianz von einer möglichst exakten Reproduktion der Eingabemodelle bis hin zu einer Abstraktion der erzeugten Formen reicht. Es werden Softwarelösungen für die automatische Erzeugung von Kinderspielzeug und 3D Puzzles gezeigt, die in den letzten Jahren immer populärer geworden sind. Diese Arbeit legt außerdem Verbesserungen für Fabrikationsmethoden dar und diskutiert Formrepräsentationen. In einer ersten Anwendung wird eine Optimierungsmethode für additive Fertigungsverfahren gezeigt. Für diese Optimierung werden die dreidimensionalen Eingabemodelle in Teile zerlegt, wobei jedes für sich, mit größtmöglicher Genauigkeit produziert werden kann. Dadurch wird deutlich, dass dieser Ansatz präziser ist, als die Modelle in einem Stück zu fertigen. Das Verfahren zeigt zudem klare Vorteile, wenn das Objekt größer ist, als das Produktionsvolumen des 3D Druckers oder wenn die Fertigungsauflösung produktionsbedingt nur sehr gering ist. In einer weiteren Anwendung wird eine effiziente Methode zur Zerteilung eines Eingabemodelles in zwei Teile vorgeschlagen. Durch die Fertigung der beiden Einzelteile können zwei unterschiedliche Fabrikationsmethoden profitieren. Zum einen wird demonstriert, dass durch die Zerteilung der Verbrauch von Stützmaterial beim 3D Druckprozeß verringert werden kann. Zum anderen kann mit Hilfe des gleichen Ansatzes die Erzeugung von dreidimensionalen Designprototypen, unter der Benutzung einer 3-Achs-Fräse, unterstützt werden. In einer dritten Applikation wird ein Algorithmus zur automatischen Erzeugung von dreidimensionalen Steckmodellen erarbeitet, welche mit Hilfe von Laserschneidgeräten produziert und dann von Hand zusammengesteckt werden können.

Author dc:creator

• Hildebrand, Kristian

Advisor dc:contributor.advisor

• Alexa, Marc

Licence dc:rights.uri

• http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/

Language dc:language.iso

en, English

Identifier URI

urn:nbn:de:kobv:83-opus4-53209
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-4082

OAI identifier oai:identifier

oai:depositonce.tu-berlin.de:11303/4379