|
Am Anfang steht die 3D-Digitalisierung des nachzubildenden Kopfs. Dazu
eignet sich z.B. das faceSCAN III System der Fa. Breuckmann (www.breuckmann.com).
Bei diesem System können mehrere Kameras gekoppelt werden. So ist
auch eine schnelle 360°-Digitalisierung möglich, d.h. Gesicht
und Hinterkopf können in einem Zug gescannt werden. In meinem Fall
waren, wie auf dem Foto, nur zwei Kameras gekoppelt, so dass ich mich
für die Aufnahme meines Hinterkopfes einmal umdrehen musste.
Das System findet vor allem Verwendung bei der Glasinnengravur. Bei
diesem Verfahren werden schichtweise winzige Dampfblasen in Glas gelasert.
Im weitesten Sinne könnte man dieses Verfahren also auch als ein
Prototypingverfahren bezeichnen. Hier stören kleine Scanfehler kaum.
Etwas Anderes ist es, wenn man aus den Daten dreidimensionale Modelle
herstellen möchte. Hierzu werden geschlossene Oberflächen benötigt.
Die Bilder zeigen zahlreiche Scanfehler, die zuerst einmal manuell repariert
werden müssen. Ich habe dazu die Software Magics der Fa. Materialise
(www.materialise.com) benutzt.
Wie deutlich zu sehen ist, klafft oben ein großes Loch in meinem
Kopf. Bitte keine Scherze darüber  , es ist ein Scanfehler, der
dadurch entsteht, dass die Kameras durch ihre Anordnung nicht von oben
auf den Kopf sehen konnten. Die Reparatur dieses und einiger anderer
Fehler erwies sich mit der mir zur Verfügung stehender Software
als so aufwändig, dass ich darauf verzichtet habe.
Statt dessen habe ich mich entschlossen, nur das Gesicht im Prototypingverfahren
nachbilden zu lassen und den Hinterkopf von Hand zu modellieren. Eine
Vorgehensweise, die für ein Einzelstück sicherlich vertretbar
ist. Für eine „Serienproduktion“ müsste jedoch
das Scanverfahren noch deutlich verbessert werden. Serienproduktion setze
ich deswegen in Anführungszeichen, weil ja immer nur ein Kopf hergestellt
würde, allerdings unter Verwendung der immer gleichen Verfahren.
Dies wird als Rapid Manufacturing bezeichnet und kommt z.B. beim Bau
von Hörgeräten oder, wie an meiner Arbeitsstelle, bei der Anfertigung
von unsichtbaren Zahnspangen (www.lingualtechnik.de)
im Prototypingverfahren zur Anwendung.
Nach Abschluss der Datenaufbereitung müssen die Daten für
die Anwendung auf einer Prototyping-Maschine vorbereitet werden. Mir
stand zu der Zeit eine Perfactory Testmaschine der Fa. Envisiontec (www.envisiontec.de)
aus Gladbeck zur Verfügung. Diese Maschine fertigt die Modelle ähnlich
wie eine Stereolithographiemaschine aus flüssigem Kunststoff. Statt
des Lasers kommt allerdings ein Beamer zum Einsatz, der die einzelnen
Schichten selektiv härtet. Überall dort, wo ein Pixel leuchtet,
härtet das Material in der gewählten Schichtdicke innerhalb
von Sekunden aus. Während ein Pixel zweidimensional ist, sprechen
wir hier wegen der zusätzlichen dritten Dimension allerdings von
einem Voxel, dem dreidimensionalen Analogon zum Pixel.
Aufgrund dieses Herstellungsverfahrens müssen die überhängenden
Bereiche des Modells durch eine Stützstruktur verstärkt werden.
Das habe ich ebenfalls mit Magics erledigt, das über einen entsprechenden
vollautomatischen Supportgenerator verfügt. Diese sehr komplexe
und filigrane Stützstruktur entsteht also wirklich auf Mausklick
innerhalb weniger Sekunden.
So sieht das fertige Modell nach dem Waschen in Alkohol aus. Es wird
nun noch in einer Blitzkammer nachbelichtet, um eine vollständige
Vernetzung und damit Aushärtung des Kunststoffes zu erreichen. Die
Supportstruktur kann nun entfernt werden. Dadurch, dass sie sehr dünn
ist (nur ca.0,2 mm), kann sie einfach abgerupft werden, eventuell verbleibende
Reste können leicht mit einem Skalpell entfernt werden. Die Ähnlichkeit
zu meinem Kopf war zwar zu erahnen, allerdings machte das transparente
Material eine Begutachtung, wie gut mein Kopf denn nun wirklich getroffen
war, schwierig.
Manuelle Nacharbeit
Wie bereits erwähnt, habe ich den Hinterkopf von Hand gestaltet.
Dazu habe ich mit meiner Digitalkamera eine Front- und Seitenaufnahme
meines Kopfes gemacht und diese dann im richtigen Maßstab ausgedruckt.
Die Ausdrucke habe ich auf Pappelsperrholz geklebt und dann daraus Schablonen
ausgesägt, die ich an das zuvor hergestellte Gesicht geklebt habe.
Die entstehenden Segmente habe ich mit Balsaholzresten gefüllt und
dann das Ganze in Form geschliffen. Beim Schleifen leisteten ebenfalls
Digitalfotos sowie ein Spiegel gute Dienste. Abschließend wurde
das Ganze verspachtelt und mehrfach mit Spritzfüller gespritzt.
Die Haare habe ich etwas strukturiert, indem ich eine Drahtbürste
durch den gerade noch feuchten Spritzfüller gezogen habe.
Die Lackierung habe ich einem professionellen Airbrusher überlassen.
Allerdings war die Lackierung eines Scalekopfes auch für ihn Neuland
und ich finde, dass hier durchaus noch Verbesserungspotenzial vorhanden
ist. Der Wiedererkennungswert ist aber auf jeden Fall gegeben, ich füge
zum Vergleich Bilder meines Original-Kopfes an. Leider habe ich noch
keinen Körper und keine Kleidung für meinen Scalepilot, darum
muss ich mich noch kümmern. Einfach ist das nicht, da die bekannten
Anbieter von Pilotenpuppen auf entsprechende Anfragen ablehnend reagieren.
Also ist auch hier Eigeninitiative gefragt.
Fazit
Mir ging es darum, zu testen, was heute technisch machbar ist.
Ich könnte mir gut vorstellen, dass es nicht mehr allzu lange dauern
wird, bis wir unsere Modelle auch mit Scalepiloten ausstatten können.
Derzeit sind die Scansysteme (derzeit ca. 25.000 Euro) und Prototyping-Maschinen
(ca. 70.000 Euro für die oben genannte Perfactory) noch recht teuer.
Die Entwicklung bleibt aber nicht stehen und die Preise entwickeln sich
in den letzten Jahren bei immer größerer Leistungsfähigkeit
auch in diesem Bereich deutlich und schnell nach unten. Etwas Ähnliches
beobachten wir ja z.B. bei Digitalkameras oder Druckern. Ein heutiges
Geschäftsmodell könnte z.B. so aussehen, dass man nur die Scan-
und Fotoausrüstung anschafft und gut auslastet. Auch die Datenaufbereitung,
die nach zusätzlicher Optimierung pro Kopfmodell nicht mehr als
wenige Minuten in Anspruch nehmen sollte, kann hier vor Ort erfolgen.
Herstellung und Lackierung der Modelle könnten bei einem Dienstleister
im Ausland erfolgen. Die Datenübermittlung sowie der Versand der
fertigen Modelle ist völlig problemlos. Zu bedenken ist weiterhin,
dass diese Technik ja nicht nur für Modellflieger interessant ist.
Ein Bericht mit weiteren Informationen über dieses Projekt wird übrigens
in Kürze in der Zeitschrift Aufwind erscheinen.
|
Forum RSS 2.0
Startseite