Science
09.02.2016

TU Wien optimiert Eigenschaften von 3D-Druck-Objekten

Forscher der TU Wien haben ein mathematisches Optimierungs-Verfahren für die Anpassung der physikalischen Eigenschaften von 3D-Druck-Objekten entwickelt.

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

Sonderwünsche realisieren

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 sich die geometrischen - und damit physikalischen - Eigenschaften eines zu druckenden Objekts am Computer einfach anpassen lassen.

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 auch die Drehachse einer Plastik-Schildkröte anpassen, um sie als Kreisel zu verwenden.

Prämierte Software

Die Forscher haben auch eine schräg stehende Flasche entworfen, die mit Wasser gefüllt umkippt, mit Alkohol gefüllt aber stehen bleibt. Dazu musste die Wandstärken der Flasche exakt dem Dichte-Unterschied 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 in einer Aussendung der TU. 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.