Additive Fertigung Einzigartige Automobilskulpturen mittels 3D-Druck

Von Nick Allen*

Johnny Ambrose fertigt Kunstwerke, die von legendären Fahrzeugen wie dem Porsche 917 inspiriert werden. Wie er sich die enormen Freiheiten des 3D-Drucks zu Nutzen macht und wie er die steile Lernkurve gemeistert hat.

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Kunstwerk mit Rennsportgenen: Die Figur Monster 917 wurde vom legendären Porsche 917 inspiriert und per 3D-Druck von Johnny Ambrose realisiert.
Kunstwerk mit Rennsportgenen: Die Figur Monster 917 wurde vom legendären Porsche 917 inspiriert und per 3D-Druck von Johnny Ambrose realisiert.
(Bild: 3DPrintUK)

Der 3D-Druck ist heute in der Industrie weit verbreitet und wird routinemäßig für Prototypen und (Klein-)Serien eingesetzt. Immer mehr Unternehmen werden sich der Designfreiheit bewusst, die der 3D-Druck bietet. Zudem bietet die Technologie viele Freiheiten, wenn es um die Herstellung innovativer Teile und Komponenten geht, so dass sie von einer ganzen Reihe von Designern und Herstellern zunehmend genutzt wird.

Gelegentlich schaffen es faszinierende 3D-Drucke sogar, ihren Betrachtern den Atem zu rauben, und das ist der Fall, wenn man sich die Arbeiten von Jonny Ambrose ansieht. Ambrose stellt äußerst fantasievolle und fühlbare Automobilskulpturen her, und seit etwa fünf Jahren stehen 3D-gedruckte Teile im Mittelpunkt seiner Arbeit.

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Automobilskulpturen vereinen Tradition und Moderne

Ambrose sagt: "Das Besondere an meinen Automobilskulpturen ist das Nebeneinander von traditionellen Techniken wie dem Dampfbiegen von Holz und dem Einsatz hochmoderner Fertigungsverfahren wie CAD-Volumenmodellierung und 3D-Druck. Während ich früher mit dem Fräsen gearbeitet habe, um beispielsweise Gitterstrukturen zu schaffen, verwende ich heute den 3D-Druck, mit dem starke, leichte Strukturen mit Geometrien hergestellt werden können, die mit traditionellen Fertigungsmethoden nicht zu erreichen sind."

Ambrose arbeitet seit einigen Jahren mit 3DPrintUK zusammen, seit er erkannt hat, wie der 3D-Druck in seine Arbeit integriert werden kann. Die Gitter sind ein ideales Beispiel dafür, wie AM neue Designmöglichkeiten eröffnet. Die Einzigartigkeit von Gittern besteht darin, dass sie Materialien zu Designelementen anordnen, um eine ideale Struktur zu bilden, die aus Mikroarchitekturen mit einem Netzwerk von Knoten und Trägern oder Streben besteht.

Durch dieses Format wird das Gewicht drastisch reduziert, während die strukturelle Integrität erhalten bleibt und ein größeres Maß an Kontrolle über bestimmte Eigenschaften ermöglicht wird. Diese vernetzten Teile können verschiedene Leistungsbereiche verbessern und weniger Material verbrauchen, ohne das Objekt zu schwächen oder seine Integrität zu beeinträchtigen.

Große 3D-Bauteile sind anspruchsvoll

Das größte einteilige Gitter, das Ambrose hergestellt hat, war 40 cm lang, und dies erforderte, dass das Team von 3DPrintUK sein ganzes Know-how und seine Kenntnisse über den 3D-Druck einsetzte, um das Teil in der Baukammer unterzubringen und seine Integrität nach dem Bau sicherzustellen. Dabei ging es vor allem darum, das Teil richtig auszurichten, um die beste Druckdefinition zu erhalten, und sicherzustellen, dass es keine peripheren Verzerrungen an den Enden des Teils gab.

Freiheitsgrade und Ästhetik des 3D-Drucks überzeugen

Für Ambrose hat der 3D-Druck eine Fülle von Möglichkeiten für die Verwendung von Gittern in seiner Arbeit eröffnet, aber das ist nicht alles, was die Technologie erlaubt. Er sagt: "Abgesehen von der Herstellung von Gittern an sich verwende ich den 3D-Druck, weil mir die Ästhetik der polierten Oberflächen gefällt. Außerdem kann ich damit kompliziertere Formen und Merkmale herstellen, die ich von Hand nicht realisieren könnte. Ich finde die Ästhetik von Teilen, die mit selektivem Lasersintern (SLS) oder Multi-Jet Fusion (MJF) hergestellt werden, äußerst attraktiv, und sie ergänzt die Hölzer, Metalle oder Kohlefasern, die ich in vielen meiner Arbeiten verwende. Für mich sind 3D-gedruckte Teile nur ein weiteres Material, aber ein Material, das neue Elemente in meine Arbeiten bringt, die ich mit anderen Mitteln nicht erreichen kann."

Einfacher Einstieg gefolgt von steiler Lernkurve

Ambrose kam auf einer Messe mit 3DPrintUK in Kontakt, als er sich über den Stand des 3D-Drucks informierte und darüber, ob er die Technologie in seine Arbeit einbeziehen könnte. Bei seinen ersten Projekten experimentierte er mit der Technologie und baute oft einfache Massivteile, die auch hätten gefräst werden können, die aber durch den Einsatz von 3D-Druck und der Autodesk-Software Fusion 360 einen relativ einfachen und nahtlosen Arbeitsablauf ermöglichten. Im Laufe der Zeit hat Ambrose sowohl das SLS- als auch das MJF-Verfahren eingesetzt und auch eine Reihe von Nachbearbeitungstechnologien verwendet, da er immer kompliziertere Teile herstellt.

"Ich verwende das Polieren, um Teilen die gewünschte Ästhetik zu verleihen. Ich finde, dass das Polieren den hergestellten Teilen einen schönen patinaähnlichen Effekt verleiht, vor allem bei schwarzen Teilen, aber in gewissem Maße auch bei weißen Teilen. Gelegentlich verwende ich zwar unpolierte Teile, bei denen ich eine fast glasurartige Ästhetik benötige, bei der man die Maserung sehen kann, aber in den meisten Fällen ist es schön, die Kontrolle über die Glätte der Teile zu haben, und ich mag besonders das fast schieferartige Aussehen, das bei polierten schwarzen MJF-Teilen erreicht werden kann", kommentiert Ambrose.

Digitaler Workflow mit AM möglich

Ambrose arbeitet bereits mit 3DPrintUK zusammen, bevor das Unternehmen sein Upload-Portal und seine digitale Bestellschnittstelle einführte, was die Art und Weise, wie er die Technologie nutzt, in letzter Zeit verändert hat.

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Ambrose fährt fort: "Ich muss sagen, dass ich die Bestellschnittstelle und das Datei-Upload-Portal bei schätze. Vor allem ist es einfach zu bedienen. Man kann Dateien per Drag & Drop hochladen und hat die Möglichkeit, den Fortschritt des Auftrags zu verfolgen. Außerdem kann ich mich in das System einklinken und bei Bedarf Details zu den Teilen bearbeiten. Für mich ist es wichtig, die Kontrolle über meine Projekte zu haben und alle Rückmeldungen zu Kosten und Bauzeit automatisch zu erhalten, ohne dass die Vertriebsmitarbeiter eingreifen müssen. Mit dem System kann ich Dinge optimieren und die Auswirkungen auf Kosten und Bauzeit abschätzen und das auswählen, was ich will, anstatt das, was mir verkauft wird."

Legendärer Porsche inspiriert Monster-917

Eines von Jonnys jüngsten Projekten ist das Monster 917, eine Skulptur in halber Größe, inspiriert von der Ikone Porsche 917, ein Labyrinth aus Aluminium- und Kohlefaserrohren, die durch seine eigenen 3D-gedruckten Gelenke verbunden sind. Ambrose fasst zusammen: "Das Monster 917 hat viel Arbeit gekostet, und der Einsatz des 3D-Drucks zur Herstellung der Gelenke, die alle Rohre zusammenhalten, ist ein Beispiel für die perfekte Nutzung dieser Technologie. Eine Skulptur wie diese zu schaffen, ist eine Lernkurve. Einige der ersten 3D-gedruckten Teile, die für das Chassis verwendet wurden, waren graue, ungefärbte MJF-Teile, da sie zu den Aluminiumrohren passten. Beim Zusammenfügen der Kohlefasern habe ich dann schwarz polierte Verbindungen verwendet. Das sind Designverbesserungen und innovative Möglichkeiten, die sich nur durch den 3D-Druck realisieren lassen."

* Nick Allen ist als Geschäftsführer bei 3DPrintUK tätig.

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