Sektor Design
Design

Glasfaserverstärktes Windform® und professioneller 3D-Druck mit PBF zur Herstellung maßgeschneiderter „Collagene“-Masken durch generatives Design

COLLAGENE MASK EDITOR, Generatives Design und Windform® zur Herstellung von maßgeschneiderten Masken und dreidimensionalen Objekten. Von der Idee zum Objekt in wenigen Augenblicken mit den verstärkten Windform®-Materialien auf Polyamidbasis und professionellem 3D-Druck. Das Design der Zukunft beginnt hier.

Collagene-Maske hergestellt mit SLS und Windform LX 2.0. Mit freundlicher Genehmigung von CRP Technology und MHOX (Design und Foto)
Zusammenfassend

Anwendung

Maßgeschneiderte „Collagene“-Masken

Lösung

Selektives Lasersintern und der glasfaserverstärkte Verbundwerkstoff Windform® LX 2.0 + hochpräzise CNC-Bearbeitung

Herausforderung

Herstellung von generativen, maßgeschneiderten Gesichtsmasken mit hochkomplexen, ästhetisch ansprechenden, tragbaren Geometrien, die das Risiko von Bruch oder Verformung vermeiden

Funktionen der Anwendung

Ansprechende Ästhetik
Extrem komplexe Geometrien
Funktionales Bauteil
Leicht
Dünne Stärken
Tragbar
Wasserabweisend/beständig gegen Flüssigkeiten und Feuchtigkeit

Kundenanforderung

CNC-gefräst
Kundenspezifische Anpassung
Einhaltung der hohen Qualitätsstandards des Nutzers
Um die Hälfte kürzere Produktionszeiten
Keine Werkzeugkosten
Sehr hohe Präzision

Erbrachte Dienstleistungen

Umfassende technische Unterstützung
Auswahl der Technologie und der geeigneten Materialien
Endkontrolle und -abnahme

Collagene-Maske hergestellt mit SLS und Windform LX 2.0. Mit freundlicher Genehmigung von CRP Technology und MHOX (Design und Foto)
Collagene-Maske hergestellt mit SLS und Windform LX 2.0. Mit freundlicher Genehmigung von CRP Technology und MHOX (Design und Foto)

Alles beginnt mit einem Scan der Gesichter. Und schon nimmt das Modell in einer digitalen Umgebung Gestalt an und das dank einer Softwareanwendung, die von den Designern von MHOX in Bologna geschrieben wurde, die sich mit der Erforschung und Entwicklung von Anwendungen für generative Objekte sowie Strategien für die Gestaltung und Produktion von anpassungsfähigen und personalisierbaren Objekten befassen.

Die Idee entstand aus einem Projekt zur Schaffung eines Sortiments an Masken, die die Möglichkeit bietet, die Beziehung zwischen Körper und Kleidungsstück zu vertiefen, indem man sich die Maske als Produkt vorstellt, das aus dem Wachstum eines virtuellen Organismus auf dem menschlichen Gesicht entstanden ist.
Das Objekt behält seine traditionelle Funktion als Körperprothese, wobei die Identität verändert und verborgen und dadurch die Fantasie und visuelle Assoziation des Betrachters angeregt werden.

Im 3D-Druck hergestellte Kollagen-Masken, hergestellt durch Pulverbettfusion (PBF) mit Polymeren (SLS-Technologie) und Windform® LX 2.0
Im 3D-Druck hergestellte Kollagen-Masken, hergestellt durch Pulverbettfusion (PBF) mit Polymeren (SLS-Technologie) und Windform® LX 2.0

Filippo Nassetti und Alessandro Zomparelli, die Gründer von MHOX erzählen uns: „Um unsere Idee voranbringen zu können, mussten wir eine Technologie und ein Material finden, mit denen wir unser Projekt in die Tat umsetzen konnten. Nachdem wir verschiedene Produktionsverfahren untersucht hatten, kamen wir zu dem Schluss, dass die additive Fertigung, besser bekannt als 3D-Druck, die richtige Lösung darstellte. Der Erfolgsfaktor bei der Herstellung der Masken war jedoch eng mit der Wahl des Materials verbunden. Wir mussten ein Material finden, das ästhetisch ansprechend und attraktiv ist, das seine farblichen Eigenschaften im Laufe der Zeit beibehält, ohne dass der Farbton nachlässt, und das gleichzeitig über wichtige mechanische Eigenschaften verfügt, die es uns ermöglichen, sehr komplexe geometrische Figuren zu schaffen, ohne dass die Gefahr besteht, dass sie brechen oder sich verformen.

Wir haben eine Reihe von Untersuchungen angestellt und sind schließlich auf die Windform®Materialien von CRP Technology aus Modena gestoßen, einem führenden Unternehmen im Bereich der additiven Fertigung und des professionellen 3D-Drucks mit dem Powder Bed Fusion-Verfahren für faserverstärkte Polymerverbundstoffe. Bei den von ihnen hergestellten Materialien handelt es sich um mit Glas- oder Kohlefasern verstärkte Polyamide, die aufgrund ihrer Eigenschaften für Hochleistungssektoren wie die Formel 1 verwendet werden. Wir sagten uns, dass dies das richtige Material für uns ist!“

Nach dem Scannen der Gesichter mit Hilfe des Kinect-Sensors, der es ermöglicht, die topografischen und farblichen Daten der Modelle in der digitalen Programmierumgebung zu erfassen, wurde die Maske durch Zeichnen der Umrisse auf den digitalen Gesichtern der Modelle erstellt, aus denen der Satz von Kurven, die das Fasersystem bilden, erzeugt wird. Aus den Fasern generierte die Anwendung die dreidimensionale Geometrie, die den Körper der Maske darstellt.

„Mit dieser Projektidee wollten wir das Grenzgebiet zwischen physisch und virtuell erforschen, indem wir die Abstraktionen des Computercodes mit der intimen, viszeralen Dimension des durch das Maskenthema hervorgerufenen Gefühls der körperlichen Veränderung verbinden.

Dank der Unterstützung von CRP Technology konnten wir die drei Masken in die Realität umsetzen, wobei wir uns für das Material Windform® LX 2.0 entschieden haben: ein mit Glasfasern verstärktes, schwarzes Polyamid, das für verschiedene Anwendungen vom Motorsport bis zur Luft- und Raumfahrt verwendet wird (inzwischen durch seine technische Weiterentwicklung Windform® LX 3.0 ersetzt).

Im 3D-Druck hergestellte Kollagen-Masken, hergestellt durch Pulverbettfusion (PBF) mit Polymeren (SLS-Technologie) und Windform® LX 2.0
Im 3D-Druck hergestellte Kollagen-Masken, hergestellt durch Pulverbettfusion (PBF) mit Polymeren (SLS-Technologie) und Windform® LX 2.0

Die Produktionstechnologie des professionellen 3D-Drucks in Verbindung mit dem Material Windform LX 2.0 wurde perfekt in die Designstrategie integriert und ermöglichte die Schaffung einer Reihe einzigartiger Objekte, von denen sich jedes vom anderen unterscheidet und äußerst komplexe und gegliederte Formen aufweist.

All diese Vorteile ergeben sich aus der Ästhetik des verwendeten Materials, das sich durch eine faszinierende Licht- und Farbverteilung auszeichnet, sowie aus dem angenehmen Gefühl auf der Haut, dass ein langes Tragen der Maske ermöglicht.

„Unser Prüfstand war die Parade beim Karneval von Venedig, einer international bekannten Veranstaltung, die es uns ermöglichte, die von uns entworfenen Masken live und über einen langen Zeitraum zu testen.  Der nächste Schritt wird darin bestehen, die ästhetischen und funktionellen Eigenschaften biologischer Systeme weiter zu erforschen und auf das Materialdesign anzuwenden“, sagt Filippo Nassetti.

Form, Material, Farbe, Größe, Ergonomie und Muster von Gegenständen können dann entsprechend den persönlichen Vorlieben und Eigenschaften radikal verändert und durch professionelle 3D-Druck- und CNC-Fertigungsverfahren zu Unikaten gemacht werden. Das Ergebnis des Projekts ist eng mit der Wahl des richtigen Materials verknüpft, denn die Maßanfertigung wird nur dann effektiv, wenn sie von leistungsstarken und hochwertigen Materialien wie Windform® begleitet wird.

Das generative Design, angewandt auf Technologien und Materialien dieser Art, ermöglicht ein hohes Maß an Individualisierung, indem es den Designaufwand für einzelne Objekte auf eine vereinfachte Benutzerinteraktion reduziert.

Die Produktionstechnologie des Lasersinterns in Verbindung mit dem Material Windform LX 2.0 wurde perfekt in die Designstrategie integriert und ermöglichte die Herstellung einer Reihe einzigartiger Masken, von denen sich jede von den anderen unterscheidet und die äußerst komplexe und gegliederte Formen aufweisen. Wir haben uns für Windform LX 2.0 - das inzwischen durch die Version 3.0 ersetzt wurde - entschieden, weil es durch die faszinierende Licht- und Farbverteilung optisch ansprechend ist und sich angenehm auf der Haut anfühlt, was den Tragekomfort der Maske erhöht.
Filippo Nassetti und Alessandro Zomparelli, Gründer von MHOX