GMU:3DIY/Stützstruktur durch Rhino-Grasshopper

Beispiel Definition

Definition vom 12.08.2010

Detail Definition

Ausschnitt VB-Skript

Beispielgeometrie mit Stützen

Beispielgeometrie ohne Stützen

Auf Grund seiner technischen Struktur kann der RepMan keine Objekte erstellen, welche deren Wandungen eine Neigung von 45° übersteigen. Da dies aber nicht in allen Fällen vermeidbar ist, habe ich mir zum Ziel gesetzt mit Hilfe von Rhino-Grasshopper eine Definition zu erstellen welche mit Hilfe von Vectorenberechnungen der Oberflächennormalen an den notwendigen Stellen Stütztstrukturen hinzufügt.

12.08.2010

Die Definition steht. Nun müssen sich die erstellten Objekte im Praxistest beweisen und die Definition muss feinjustiert werden. Anhand eines extrudierten Hyperboloiden wird die notwendige Anzahl, die Abstände und der Durchmesser der Stützen überprüft. Die Nutzer der Definition können dann beim Anwenden außerdem noch den Grenzwert der Winkel zum Erstellen der Stützen bestimmen.

20.08.2010

Erneute Probleme mit Skienforge und fehlerhaft gedruckten Rafts machten es leider nicht möglich die Grasshopper-Definition bis zu Perfektion zu testen und zu justieren. Jedoch war es mir möglich den Beweis anzutreten, dass die Definition ihren Nutzen hervorragend erfüllt.

Da der Druckkopf stätig Fäden nachzieht auch wenn kein Filamentvorschub akiviert ist verstärkt der Drucker unvorhergesehen aber äußerst nützlich die generierte Stützstruktur. Somit funktioniert die Praxis noch besser als die Theorie.

Aufgrund der oben erwähnten Probleme und einer zum drucken leider ungeeigneten Oberfläche ist die eigentliche Geometrie sehr fehlerhaft. Die Fotos belegen jedoch das der RapMan in der Lage ist die durch Grasshopper erstellte Stützstruktur, welche in ihrer Reinform aus senkrechten Stützen besteht, ohne Probleme zu erstellen und der Kreis der druckbaren Geometrien somit erweitert wird.

Funktionsweise der Definition

Zunächst ist es notwendig eine aktulle Version des Plugins Grasshopper für Rhino zu installieren.

Nach dem Erstellen der zu druckenden Geometrie wird diese in Grasshopper geladen. Im Anhscluss wählt man riskante Flächen aus ( Flächen deren Neigung 45-60° übersteigt ) und lässt diese durch das Skript mit einer Hilfsstruktur versehen. Diese kann an jede Geometrie angepasst werden. Stützenstärke, -anzahl und -abstand sind variabel, ebenso der Grenzwert welcher bestimmt ab welchem Winkel eine Stütze eingefügt wird. Ein Durchmesser von mindestens 2mm und ein Maximalabstand von 5mm sollte jedoch gewährleist sein. Eine genaue Anleitung befindet sich innerhalb der Grasshopper-Definition.

Vorteile des RapMan

1. günstige Anschaffung
2. günstige Materialkosten ( Filament: PLA, ABS, PLC )
3. in Eigenleistung erweiterbar

Nachteile des RapMan

1. mit 0,4 mm sehr starke Schichthöhe -> relativ grobe Oberfläche
2. kein Stützmateriel -> eingeschränkt nutzbar bei komplexen Geometrien
3. durch die Temperaturunterschiede des Filaments von teilweise 200°C kommt es bereits während des Druckvorgangs zu Materialspannungen und Verkrümmungen der Geometrien