Wien/Aachen – In Zukunft werden wohl viele Objekte individuell am Computer gestaltet und per 3D-Drucker angefertigt werden. Eine Methode zur raschen und exakten Anpassung der physikalischen Eigenschaften eines Objekts haben Forscher der Technischen Universität (TU) Wien und der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen entwickelt und anhand spielerisch anmutender Figuren wie schwebender Fische, rotierender Schildkröten oder kippender Flaschen demonstriert.

3D-Drucker ermöglichen es, geometrische Sonderwünsche recht einfach zu realisieren. Przemyslaw Musialski und sein Team vom Institut für Computergraphik und Algorithmen der TU Wien haben ein mathematisches Optimierungsverfahren entwickelt, mit dem man den inneren Hohlraum von Objekten aus dem 3D-Drucker so anpassen kann, dass ihre Balance oder andere physikalische Eigenschaften genau zum Einsatzzweck passen.

Exakter Hohlraum

Demonstriert haben das die Wissenschafter etwa mit Kunststoff-Fischen, die knapp unter oder zur Hälfte über der Wasseroberfläche schwimmen. Entscheidend dafür ist die exakt gewählte Form und Größe des Hohlraums im Inneren der Fische. So lässt sich etwa auch die Drehachse einer Plastik-Schildkröte anpassen, um sie als Kreisel zu verwenden.

Die Forscher haben auch eine schräg stehende Flasche entworfen, die mit Wasser gefüllt umkippt, mit Alkohol gefüllt aber stehen bleibt. Dazu mussten die Wandstärken der Flasche exakt dem Dichteunterschied der beiden Flüssigkeiten angepasst werden.

Die Methode erlaubt es, die äußere Form des Objekts und bestimmte Vorgaben wie die Rotationsachse oder die Schwebeausrichtung einzugeben. "Die Software liefert dann zusätzlich zur äußeren Form auch die Form des Hohlraums im Inneren des Objektes, so dass es die Wunschvorgaben erfüllt", so Musialski. Das Verfahren wurde vergangenen Herbst bei der Konferenz für Computergraphik und Animation "PixelVienna" mit dem "Austrian Computer Graphics Award" in der Kategorie "Best Technical Solution" ausgezeichnet. (APA, 9. 2. 2016)