Farbkopien von 3D-Objekt: Neues Verfahren vorgestellt

3. Mai 2016, 11:35
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An chinesischer Maske getestet

Zürcher Forschende haben eine Software entwickelt, um Plastik-Kopien digitaler 3D-Modelle zu erzeugen. Damit wird eine industrielle Produktionstechnik, das Thermoformen, für Laien anwendbar, um farbige Objekte mit komplexen Oberfläche herzustellen.

Zwei Verfahren kombiniert

Das Team aus Forschenden der ETH Zürich und von Disney Research Zurich hat mit seinem Ansatz das Thermoformen mit einer Simulationssoftware kombiniert, wie die Hochschule am Dienstag mitteilte. Die Software berechnet anhand eines digitalen 3D-Modells eines Objekts ein Bild. Dieses wird auf eine Plastikfolie gedruckt, die anschließend thermogeformt wird. Das heißt sie wird erhitzt und über eine zuvor erzeugte Gipsform gestülpt, um sie in die gewünschte dreidimensionale Form zu ziehen.

Das Thermoformen sei in der Industrie eine verbreitete Methode, zum Beispiel um Joghurtbecher, Einlagen für Pralinenschachteln oder Verpackungen herzustellen, schreibt die ETH. "Das industrielle Vorgehen eignet sich jedoch nicht, um Kleinstserien oder gar Einzelstücke von komplex geformten und farbig bedruckten Modellen preiswert herzustellen", ließ sich Doktorand Christian Schüller zitieren. Das präzise Bedrucken dieser Teile brauche spezielle Geräte und eine aufwendige Kalibrierung.

Test mit verschiedenen Objekten

Die Herausforderung des neuen Ansatzes besteht in der berechneten Verzerrung des zunächst zweidimensionalen Bildes auf der Plastikfolie, so dass das dreidimensionale Objekt später die richtige Färbung erhält. Die Forschenden um Schüller, der die Software am Interactive Geometry Lab von ETH-Professorin Olga Sorkine-Hornung entwickelt hat, testeten das Verfahren an verschiedenen Objekten, zum Beispiel eine chinesische Maske mit feinen Details, Modellbau-Teilen oder Lebensmittelimitaten.

Die Methode eigne sich jedoch weniger für Objekte aus Holz oder Stein, gibt Schüller laut der Mitteilung zu bedenken. So glänzt beispielsweise die durch Thermoforming erzeugte Kopie der chinesischen Maske wegen des verwendeten Plastiks viel stärker als das Original.

Einsatzzwecke

Die Forschenden sehen den Nutzen ihres Verfahrens beispielsweise in der Industrie, um Prototypen herzustellen, ehe ein Stück in Massenproduktion gehe. Auch Architekturbüros könnten die Methode nutzen, um anhand von Bauplänen ein 3D-Modell zu erzeugen. Zudem sei die Technik für den Hobbysektor, zum Beispiel Modellbau, oder Schulen interessant, da die benötigten Geräte leicht erhältlich seien.

Für viele Anwendungen sei die Methode günstiger und schneller als heutige 3D-Farbdruckverfahren, so Schüller. Die Forschenden stellen das Verfahren an der Konferenz für Computergrafik und Interaktive Techniken ACM SIGGRAPH 2016 vor. (APA, 3.5.2016)

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