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Expertenbeitrag

 Stefan  Hollaender

Stefan Hollaender

Managing Director EMEA, Formlabs

Experte auf der Formnext Rapid Prototyping für umweltfreundlichere Produkte

Autor / Redakteur: Stefan Holländer, MD EMEA bei Formlabs / Stefan Guggenberger

Zwei italienische Ingenieure haben eine wiederverwendbare Flasche entwickelt, in der das Wasser durch UV-Strahlen desinfiziert wird. Möglich wurde das durch das Rapid Prototyping im 3D-Druck.

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Diese Wanderflasche hält nicht nur Wasser, sondern reinigt es auch mittels UV-Strahlen. Außerdem sind eine Taschenlampe und eine Powerbank integriert.
Diese Wanderflasche hält nicht nur Wasser, sondern reinigt es auch mittels UV-Strahlen. Außerdem sind eine Taschenlampe und eine Powerbank integriert.
(Bild: Formlabs)

Um neue und innovative Produkte entwickeln zu können, ist es nicht nur hilfreich, sondern auch notwendig, schnell und kostengünstig Prototypen zu entwickeln. Der 3D-Druck ist hierfür das passende Werkzeug. Auch die beiden Ingenieure Damiano Iannini und Ferdinando Petrella nutzten die additive Fertigung zur Entwicklung einer multifunktionalen Flasche.

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Multifunktionale und wiederverwendbare Flasche für Wanderer

Die beiden Ingenieure und Designer haben 2014 ihre Firma idea3Di in Rom gegründet. Zu ihren Produkten zählen eine Tischlampe mit schwebendem Lampenkopf sowie ein umweltfreundliches Klimagerät für den Schreibtisch.

Die Idee zu der multifunktionalen Flasche entstand vor nur etwas mehr als einem Jahr. Auslöser war die Debatte um Wegwerfprodukte aus Plastik. Damiano Iannini und Ferdinando Petrella sind außerdem begeisterte Wandersportler. Deshalb wollten sie nicht nur eine wiederverwendbare Flasche entwickeln, sondern diese gleich mit mehreren Funktionen ausstatten. Unter anderem dient die Flasche noch als Powerbank und Taschenlampe

„Damals wurde viel über Einwegflaschen und Kunststoffe gesprochen und darüber, welche Probleme sie für die Umwelt verursachen. Daher hatten wir die Idee, eine bessere Flasche zu entwickeln als die, die bereits auf dem Markt waren“, erklärt Damiano Iannini.

Auf der Formnext Connect

Formlabs stellt zwei neue Materialien vor und erweitert die Möglichkeiten des 3D-Drucks

Formlabs 10K Resin
Das neue Rigid 10K Resin ist beständig gegen Hitze, Chemikalien und Druck.
(Bildquelle: Formlabs)

Schnelle Prototypenentwicklung oder individuelle Massenproduktion – Formlabs bietet die richtigen Materialien für verschiedene Industrien. Mit dem neuen Draft Resin können kleine Modelle in weniger als einer Stunde in der gewohnten Qualität des Low Force Stereolithography Drucks produziert werden.
Das Rigid 10K Resin ist beständig gegen Hitze, Chemikalien und Druck. Es ersetzt die aufwendige Produktion von Spritzgussformen und holt die Fertigung in die eigene Werkshalle. Die 3D-Drucker von Formlabs passen auf jeden Schreibtisch. Der neuste Drucker Form 3L eignet sich auch für großformatig Drucke.

Kontaktieren Sie Formlabs auf der Formnext

Präzise Prototypen mit SLA-3D-Druck

Den Entwurf gestalteten sie in einer CAD-Software. In der Software ist das Produkt bereits dreidimensional zu sehen. Dadurch konnten die Ingenieure gut erkennen, wie sich das Modell verändert, wenn sie Änderungen an der Konstruktion vornehmen. Für den ersten Prototyp nutzten die Italiener einen FDM-3D-Drucker. Das Fused Deposition Modelling wird häufig von privaten Konsument:innen verwendet, besitzt jedoch eine geringere Oberflächenqualität als der Stereolithografie-Druck. Deswegen haben sich Iannini und Petrella schließlich für den SLA-3D-Druck mit einem Formlabs-Desktop-3D-Drucker entschieden.

„Wir wollten einen Prototyp herstellen, der einem industriell hergestellten Produkt so nahe wie möglich kommt. Deshalb haben wir einen Formlabs 3D-Drucker mit SLA-Technologie verwendet. So konnten wir einen funktionierenden Prototyp mit detaillierter Ästhetik, den richtigen Toleranzen und anderen Dingen fertigen, die mit FDM nicht möglich sind. Alle Teile sind leicht zu bearbeiten und zu lackieren. Es gibt keine Schichten auf den Teilen, sodass wir sie einfach und ohne viel Schleifpapier nachbearbeiten können. Die Ergebnisse, die wir mit diesem Drucker erzielt haben, sind beeindruckend“, sagte Petrella.

Prototyp musste möglichst nah am Endprodukt sein

Um dem Endprodukt möglichst nah zu kommen, war es wichtig, schon für den Prototyp eine möglichst durchsichtige Flasche herzustellen. Mit einem speziellen Kunstharz gelang dies den beiden Ingenieuren.

„Die größte Herausforderung bestand darin, die Oberfläche völlig glatt zu gestalten, denn nur so erhält man eine völlig durchsichtige Flasche. Wir verwendeten verschiedene Schleifpapiere mit unterschiedlicher Körnung, um die Oberfläche zu glätten. Dann benutzten wir Seife, um das Fett von den Teilen zu entfernen und die Transparenz zu erhöhen. Zuletzt haben wir die Flasche mit Polyurethanspray veredelt. Insgesamt dauerte es ein bis eineinhalb Stunden, um eine Flasche herzustellen“, sagte Petrella.

UV-Strahlen reinigen das Wasser in der Flasche

Das Besondere an ihrem Produkt versteckt sich im Deckel der iUVi. Hier sind LEDs eingebaut, die durch UV-Strahlen das Wasser in der Flasche reinigen. Mit einem Klick auf den Deckel der Flasche leuchten die LEDs auf und reinigen das Wasser. Die Lampe in der Flasche dient außerdem als Taschenlampe. Und im Deckel ist zusätzlich noch eine Powerbank eingebaut. Die beiden Entwickler haben diese Flasche in erster Linie für ihre Outdoor-Aktivitäten entwickelt.

Wie ihre vorherigen Projekte sollte auch iUVi über Crowdfunding finanziert werden. Das Rapid Prototyping machte sich hier bezahlt: Zwar mussten Iannini und Petrella ihr Produkt nicht persönlich den Investoren vorstellen, doch auch die Crowdfunding-Gemeinschaft wollte das Produkt in Fotos und Videos betrachten und analysieren können. Mit dem 3D-Druck war es möglich, die multifunktionale Flasche noch vor der Massenfertigung realitätsgetreu zu produzieren. Die schnelle Erstellung des Prototyps hat maßgeblich zum Erfolg ihrer Kampagne beigetragen: Über das Crowdfunding wurde das Projekt erfolgreich finanziert – iUVi geht nun in die Massenfertigung und wird im Februar 2021 ausgeliefert.

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