Das Mikrolabor am Institut KGBauko

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Im Mikrolabor des Instituts KGBauko können mit unseren Geräten die Grundtechniken der räumlichen Darstellung vermittelt und praktisch umgesetzt werden – ausgehend vom Arbeitsmodell bis zum Präsentationsmodell. Das Mikrolabor dient ausschließlich Zwecken aus Lehre und Forschung. Es soll die Studierenden bei der Ausarbeitung von Bachelor- und Masterarbeiten und auch im Rahmen der allgemeinen Lehre unterstützen. Die Werkzeug- und Maschinenausstattung ermöglicht die Bearbeitung von Holz, Kunststoff, Papier, Pappen, Styropor und allen sonstigen gebräuchlichen Modellbaumaterialien. Die Betreuung erfolgt durch die Mitarbeiter*innen des Instituts.

Die Geräte im Mikrolabor:

  • 3D-Drucker Ultimaker 3 Extended
  • 3D-Drucker MakerBot Replicator 2
  • 3D-Drucker Prusa MINI
  • 3D-Drucker Prusa SL1S
  • Laserschneider Mr Beam II und Air Filter Bundle
  • Mikroskop Zeiss Discovery. V8
  • Thermosäge STYROCUT

Modell: 3D- Drucker Ultimaker 3 Extended

Kurzbeschreibung: Der Ultimaker 3 Extended ist ein Doppelkopf-3D-Drucker, mit dem sich dank eines Systems zum automatischen Senken und Heben der Düsen, der Möglichkeit zum Kombinieren von Materialien und der austauschbaren Druckkerne komplexe Designs und eine verbesserte 3D-Druckleistung erzielen lassen. Der Ultimaker 3 Extended verfügt über einen 21,5 x 21,5 x 30 cm großen Bauraum und einen Dual-Extruder, mit dem man zweifarbige Objekte oder industrietaugliche Designs mit wasserlöslichen Stützstrukturen drucken kann. Er kann mit einer Geschwindigkeit von 300mm/s drucken. Zusätzlich ist er mit einem Touchscreen und einer integrierten Kamera ausgestattet. Mit diesem 3D-Drucker werden komplexe Geometrien und eine herausragende Designkomplexität ermöglicht.

Technische Daten:

Druckvolumen: 215mm x 215mm x 300mm

Filamentdurchmesser: 2.85mm

3D-Druckgeschwindigkeit, max.: 300mm/s

Unterstützte Druckmaterialien: ABS, CPE, CPE+, Nylon, PLA, PLA, PC, PP, PVA, TPU 95A

Datei-Eingabeformate: STL, OBJ, X3D, 3MF, BMP, GIF, JPG, PNG

Düsendurchmesser: 0,25mm, 0,4mm, 0,8mm

Konnektivität: LAN, USB-Anschluss, Wi-Fi

Druckersoftware: Cura, Cura Connect

Andere: Automatische Kalibrierung, Heizplattform, Integrierte Kamera, Doppel-Extruder, Kontrollbildschirm

Modell: 3D- Drucker MakerBot Replicator 2

Kurzbeschreibung: Der MakerBot Replicator 2 3D Printer stellt feste, dreidimensionale Objekte aus geschmolzenem MakerBot-Filament her. Die 3D-Design-Dateien werden in Befehle für den Drucker übersetzt und von der Maschine via SD-Karte gelesen. Der MakerBot Replicator 2 erhitzt in der Folge das Filament und drückt es durch eine Düse auf eine erhitzte Oberfläche, um Schicht für Schicht einen festen Gegenstand aufzubauen. Diese Methode ist Fused Filament Fabrication FFF genannt. Der Makerbot Replicator 2 ist auf PLA (Polymilchsäure) optimiert. Das ist ein Kunststoff, der sich biologisch abbauen lässt. Das Material ist als Faden auf einer Spule aufgerollt. Diese lässt an der Gehäuserückseite anbringen. Die Vorlagen selbst liegen in den meisten Fällen als STL-Dateien vor. Das Kürzel steht für Surface Tesselation Language und ist die Standard-Schnittstelle bei CAD-Systemen. Das Format beschreibt die geometrischen Informationen von dreidimensionalen Modellen. Als Basis dient die Dreiecksfacette (Tesselation oder Parkettierung), die durch drei Eckpunkte und die Fläche dazwischen bestimmt wird. Diese Daten werden dann für den Druck aufbereitet.

Technische Daten:

Bauvolumen: 24.6 cm x 16.3 cm x 15.5 cm

Filament-Durchmesser: 1,75 mm

Filament Typ: auf PLA optimiert

Düsendurchmesser: 0,4 mm

Dateitypen: STL, OBJ, Thing

Softwarepaket: MakerBot MakerWare

Modell: 3D-Drucker Prusa MINI

Kurzbeschreibung: Der FDM 3D-Drucker Bausatz hat einen Bauraum von 180 mm x 180 mm x 180 mm. Das magnetische Heizbett kann eine Maximaltemperatur von 100 °C erreichen und einfach abgenommen werden, um beispielsweise sehr stark haftende Modelle mit einer Handbewegung zu entfernen. Eine beschichtete Oberfläche soll die notwendige Haftung bei den verschieden möglichen Filamentsorten ermöglichen. Über das sogenannte Mesh Bed Levelling-Verfahren (Bettnivellierung) fährt der FDM-Drucker an vordefinierte Punkte auf dem Heizbett und ermittelt den Abstand zur Düse. Beim Drucken ändert der Drucker dann den Abstand zur unteren Schicht und ermöglicht so auch bei etwas unebenem Heizbett einen nahezu fehlerfreien Ausdruck. Die maximale Extrudertemperatur von 280°C ermöglicht das Drucken einer großen Palette an Materialien. Mittels eines optionalen, zusätzlich eingebauten Sensors bleibt der Drucker dann stehen, wenn kein Filament mehr auf der Rolle ist. Prusa Research gibt eine Druckgeschwindigkeit von über 200 mm/s an. Im Gegensatz zu anderen Druckern in dieser Größenordnung bietet der Prusa MINI keinen SD Kartenslot. Jedoch hat er neben dem USB-Anschluss einen LAN-Anschluss. Dieser Bausatz wird als “Druckfarm-kompatibel” bezeichnet und soll mit vielen weiteren gleichen Druckern eben eine solche Druckfarm bilden können.

Technische Daten:

Druckvolumen: 18 x 18 x 18 cm

Druckgeschwindigkeit: 200+ mm/Sekunde

Maße: 38 x 38 x 38 cm, ohne Spulenhalter und externem Netzteil

Unterstützte Materialien: PLA, PETG, ASA, ABS, Flex (keine Nylon)

Maximale Temperatur: Druckbett 100 °C, Extruder 280 °C

Vorheizen: PLA etwa 1 Minute, ASA/ABS etwa 3 Minuten

Besonderheiten: 32-bit Motherboard, Trinamic 2209 Schrittmotor-Treiber, Ethernet, 3 Thermistoren, Lüfterdrehzahlsensoren, Bowden-System mit 3:1 Untersetzung, magnetisches und beheizbares Druckbett, optionaler Filamentsensor, texturiertes und glattes Stahlblech als Druckbett erhältlich

Modell: SLA 3D-Drucker SL1S

Kurzbeschreibung: Das Druckvolumen des Prusa SL1S beträgt 127 × 80 × 150 mm, der SLA Drucker kann eine einzelne Schicht in 1,4 Sekunden (niedrige Schichthöhe, transparentes Harz) verarbeiten und erreicht dabei eine Geschwindigkeit bis zu 80 mm/Stunde bei 0,1 mm Schichthöhe und transparentem Harz. Standard 405 nm-Harze können in 1,6 – 2,5 Sekunden ausgehärtet werden – abhängig von der Objektgröße, dem Harzhersteller und der Schichthöhe. Fortschrittliche Materialien, die sonst ca. 20 Sekunden pro Schicht benötigen würden, können in 3 – 4 Sekunden ausgehärtet werden. Der SL1S verwendet den Kippmechanismus für zuverlässiges Drucken. Sobald eine Schicht ausgehärtet ist, kippt der Tank nach unten, die Druckplattform hebt sich, und schließlich kehrt der Tank in seine Position zurück. Dieser Prozess hat drei wesentliche Vorteile: die Abschälkräfte sind geringer, wodurch das Risiko, dass sich der Druck von der Druckplattform löst, eliminiert wird. Durch wird die Kippbewegung auch das Harz aufgewirbelt und kann sich gleichmäßig unter der Druckplattform verteilen. Die Art und Weise, wie sich das UV-Licht durch das optische System ausbreitet, hat einen erheblichen Einfluss auf die Druckqualität, es geht also nicht nur um die physikalische Auflösung des Lichtstrahls. Mit dem SL1S wurde zudem verbessert, wie das UV-Licht durch das Display geleitet wird. Dadurch werden selbst die kleinsten Details schärfer und besser definiert.

Prusa Research hat auch die zugehörige Härtungs- und Waschmaschine CW1S aktualisiert, welche für die Nachbearbeitung der SLA 3D-Drucke verwendet wird. Der Prozess des Waschens, Trocknens und Aushärtens des Drucks kann mit der CW1S auf nur wenige Minuten reduziert werden. Die CW1S ist ein All-in-One-Gerät und kann daher alle notwendigen Nachbearbeitungsschritte erledigen. Außerdem kann sie auch Harze auf die optimale Temperatur vorwärmen.

Technische Daten:

Druckraumgröße: 127 x 80 x 150 mm

Unterstützte Schichthöhen: 0,025 – 0,1 mm

Minimale Schichthöhe: 0,01 mm

Unterstützte Materialien: Standard UV-empfindliches Flüssigharz, 405 nm, erweiterte Materialien werden unterstützt

SLA System: LCD und UV LED Panel (MSLA)

Belichtungszeit der Schicht: 1,4 – 2,5 Sekunden je nach materiall und Schichthöhe

Kippzeit: 3 Sekunden

Konnektivität: USB, WI-Fi, LAN

Modell: Laserschneider Mr Beam II und Air Filter Bundle

Kurzbeschreibung: Mr Beam kann ein Schneide- und Gravierverfahren ermöglichen, bei dem Material wie etwa Finnpappe, Holz oder Kunststoff in Form von Platten mithilfe eines Lasers bearbeitet werden. Der Laser schneidet hierbei eine bestimmte, vorher digital festgelegte Form aus dem verwendeten Material. Meist handelt es sich um komplexe Umrisse, die auf diese Weise besonders präzise und schnell hergestellt werden können. Man kann das Material anhand einer Vektorgrafik oder einer Pixelgrafik auf Basis der Planunterlagen schneiden oder gravieren. Laserschneider kann viele unterschiedliche Materialien bearbeiten: Karton, Papier, MDF, Holz bis hin zu Acryl. Aber auch Textilien, Kunststoffe, Polystyrol oder Folien können mit dem Gerät perfekt bearbeitet werden. Eine zusätzlich integrierte Kamera zur einfachen Platzierung von Vorlagen und ein integriertes WLAN können den Einsatz des Laser-Cutters im Onlineunterricht oder in Präsenz weitere Zugriffsoptionen ermöglichen. Der Lasercutter kann den Studierenden eine schnelle Herstellung von eigenen Objekten erlauben, die so eigentlich nur vom industriellen „Band“ kommen können und ermöglichen so ein erstes Verständnis von praxisnahen Industrieprozessen.

Technische Daten:

Laser: Starker und hocheffizienter 5W Kurzwellenlaser (450nm), Laserklasse 1

Arbeitsfläche: 500mm x 390mm x 38mm

Ausstattung: Sicherheitsgehäuse aus Metall, transparenter Schutzdeckel CE Zertifizierung

Überwachungssystem: Integrierte Kamera zur einfachen Platzierung von Vorlagen und Einsatz im Onlineunterricht

Konnektivität: Integriertes WLAN Browserbasierte Plug & Play Software für Mac,

Windows, Linux und Tablets

Sicherheit: Air Filter System

Anwendungsmöglichkeiten: Lehrgerät zum kontaktlosen, hochpräzisen Schneiden und Gravieren von unterschiedlichen Materialien und komplexen, filigranen Formen mithilfe von Laserlicht.

Modell: Mikroskop Zeiss Discovery. V8

Kurzbeschreibung: Mikroskop Zeiss Discovery. V8 hilft durch seine verbesserte dreidimensionale Bildwahrnehmung, um die Proben vorzubereiten und zu manipulieren – speziell in den Bereichen Entwicklungsforschung, Werkstoff Untersuchung, bionischer Leichtbau und Qualitätssicherung. Discovery V8 kann gestochen scharfe Fotos über den gesamten 8:1-Zoombereich hinweg erzeugen. Die wählbaren Click-Stopps für diskrete Vergrößerungsschritte erlauben die Pixelgrößen in den Imaging-Software-Paketen ZEN und AxioVision zu kalibrieren.

Technische Daten:

Optik: CL 1500 ECO-Faseroptik-Kaltlichtquelle und ein breites Spektrum von Lichtleitern und Zubehör

60N-Schnittstelle für zahlreiche Fototuben für digitale Foto- und Videokameras

Fluoreszenzausstattung, verschiedene Fluoreszenzfilter

Ergonomischen Fototubus von 5 bis 45 Grad

Bewegungsfreiheit durch großen Arbeitsabstand

Variable Beleuchtungsoptionen

Modell: Thermosäge STYROCUT

Kurzbeschreibung: Thermosäge Styrocut ist das Standardgerät für den Wettbewerb – handlich und vielseitig auch für Geländemodelle, größere Maßstäbe oder Massenmodelle. Anders als bei einer herkömmlichen Säge wird bei einer Thermosäge das zu sägende Material lediglich geschmolzen. Folglich ist diese nur für Materialien geeignet, die bei relativ geringen Temperaturen schmelzen, wie zum Beispiel Schäume thermoplastischer Kunststoffe (Dämmplatten aus Styrodurhartschaum, Styroporhartschaum und

Technische Daten:

Arbeitsfläche: matt eloxierte Alu- Raster- Beschichtung

Tischgröße: 610 x 265 mm

Durchlassbreite max: 460 mm

Schnitthöhe: 80 bis 205 mm, bis 315 mm ausbaufähig, alle Schnittwinkel bis 130 mm Höhe einstellbar

Andere: Verstellbarer Lüfter für scharfe Schnittkanten und gerucharmes Schneiden

Stahlstift zum hochdrücken der Drahtführung für Schablonenschnitte beiliegend

Öffnungszeiten:

Die Öffnung des Raums erfolgt nach Anmeldung der Studierenden beim Sekretariat oder einem/r Mitarbeiter*in des Instituts. Während der Nutzung muss mindestens ein Mitarbeiter des Instituts in Rufweite sein. Nach Beendigung der Nutzung haben die Studierenden sich bei einem Mitarbeiter abzumelden, der Raum wird wieder verschlossen.

Nutzungszeiten nach Vereinbarung im Zeitraum 8.30 – 12.00, 13.00 – 16.30 Uhr

Benutzung:

Der Raum kann nach rechtzeitiger Abstimmung mit dem Institut KGBauko durch Studierende des FB 13 der TUDa zum Bau von Modellen benutzt werden.

Es dürfen maximal 5 Studierende gleichzeitig im Labor arbeiten, Alleinarbeit ist aus Sicherheitsgründen nicht zulässig. Geltende Sicherheitsstandards sind einzuhalten.

Während der Nutzung ist unbedingt auf Reinlichkeit und sorgfältigen Umgang mit der Ausstattung zu achten. Essen, Trinken und Rauchen (sowieso im gesamten Gebäude) sind während der Arbeit an den Geräten untersagt, bei Unterbrechung oder Beendigung der Arbeit sind die Hände zu waschen.

Nach der Benutzung des Raums ist der ursprüngliche und immer sauberer Zustand des Raums vom Nutzer wieder herzustellen. Dies schließt auch die Reinigung der benutzten Geräte und des Bodens mit ein.

Material kann in kleinen Mengen zum Selbstkostenpreis erworben werden. Auf Wunsch erfolgen Beratung und Betreuung beim Bau der Modelle.