Rapid Manufacturing Designer-Stuhl mit intelligenten Innenstrukturen

EOS erschliesst mit seiner Laser-Sinter-Technologie neue Anwendungen für Designobjekte: der israelische Designer Assa Ashuach hat einen Stuhl entworfen, der künstlerischen Flair mit präzisen mechanischen Eigenschaften vereint. Möglich wurde die Kombination von Design und Funktion durch eine spezielle Software, die Belastungen analysiert und Strukturen vorgibt - entwickelt von Dr. Siavash Mahdavi am University College London.

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Der israelische Designer Assa Ashuach hat einen Stuhl entworfen, der künstlerischen Flair mit präzisen mechanischen Eigenschaften vereint. Möglich wurde die Kombination von Design und Funktion durch eine spezielle Software, die Belastungen analysiert und Strukturen vorgibt – entwickelt von Dr. Siavash Mahdavi am University College London. Der Stuhl „Osteon“ zeichnet sich aus durch Leichtigkeit, erhöhte Festigkeit in Bereichen, die unter hoher Belastung stehen, sowie minimalem Materialverbrauch.

Möglich werden die komplexen Strukturen des Stuhls durch e Manufacturing: Die Sitzgelegenheit entstand, indem ein CAD Programm horizontale Schichten von dem Produkt generierte. Die so entstandenen Datensätze gingen danach an eine Laser-Sinter-Anlage. Das System erzeugt die schicke Sitzgelegenheit Schritt für Schritt, indem es Kunststoffpulver Schicht für Schicht aufträgt und diese Schichten nacheinander verschmilzt.

Ashuach erläutert das Konzept: „Der Osteon Stuhl ist das erste Exemplar, das aus einer Kombination von 3D Programmen und künstlicher Intelligenz entworfen wurde. Die Software erfasst, an welchen Stellen wie viel Material generiert werden muss, vom Prinzip her ähnlich wie die Evolution von biologischen Strukturen und vom Knochenaufbau. Das Designer-Objekt entsteht aus dem freien Raum und hat eine Art ‚DNA-Code‘, der alle notwendigen Informationen enthält. Dieser Code stellt sicher, dass die Sitzgelegenheit sich ideal von einem virtuellen Design in ein dreidimensionales Objekt verwandelt, das eine optimale Festigkeit bietet – bei der gleichzeitig gewünschten visuellen Ästhetik.“

Dr. Mahdavi, Geschäftsführer von Complex Matters, einer Londoner Unternehmensberatung, die er selber nach seinem Universitätsabschluss gegründet hat, fügt hinzu: „Unsere Software arbeitet ähnlich wie die Finite-Elemente-Methode in umgekehrter Form. Wir formulieren einen idealen Satz an Endergebnissen als Startpunkt and arbeiten dann rückwärts, um die optimale Struktur zu kreieren, mit der wir das Ziel erreichen.“

„In diesem Projekt hat unsere Software das CAD-Modell und alle relevanten Parameter von dem Stuhl inklusive dem Durchschnittsgewicht eines Menschen importiert. Des Weiteren wurde die höchst zulässige Flexibilität an verschiedenen Punkten in der Struktur des Stuhls errechnet. Künstliche Intelligenz in der Software hat danach die Daten bearbeitet. Dabei wurden Belastungspunkte in dem Stuhl identifiziert, und das ursprüngliche Design wurde leicht geändert, um die notwendigen physikalischen Eigenschaften zu erreichen. Letztendlich haben wir durch ein individuelles Gitterwerk den Verbrauch von Kunststoffmaterial reduziert, ohne dass dadurch die notwendige Festigkeit oder die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigt wurden. Eine Art externe Hülle wurde über die Struktur gelegt, um ansprechende Ästhetik und Sitzkomfort zu erzielen,“ fährt Mahdavi fort. Zum Schluss wurde der virtuelle Stuhl in verschiedene Komponenten aufgeteilt, so dass jedes Teil im Bauraum einer Laser-Sinter-Anlage vom Typ EOSINT P 700 aufgebaut werden konnte. Die EOSDINT P 700 hat ein Volumen von 700 x 380 x 580 mm.

Stuart Jackson, EOS-Regionalmanager für Großbritannien und Irland, über das gelungene Projekt: „Es war faszinierend, mit Assa und Siavash an dem Osteon Projekt zu arbeiten, und zu sehen, wie dieses ästhetische und gleichzeitig praktische Möbelstück entstand. Das Bemerkenswerte an unserem e Manufacturing ist, dass es sich auch hervorragend dafür eignet, individualisierte Produkte herzustellen. Wenn eine Person das angenommene Durchschnittsgewicht überschreitet, oder beispielsweise höhere Steifigkeit im Lendenbereich wünscht, dann kann der Osteon Stuhl entsprechend geändert werden.“

Durch die neue Software von Dr. Mahdavi können die endlosen Möglichkeiten des Laser-Sinter-Verfahrens für Kunst und Industrie optimal genutzt werden. Neue Anwendungen finden sich bereits im Maschinenbau, in der Konstruktion und der Medizinbranche.

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