Alyph ist im Wesentlichen zur Zeit (noch) ein 1-Mann-Startup zur Entwicklung innovativer Technologie, das sich derzeit auf 3D-Druck konzentriert. Zur Zeit liegt der Fokus auf der Entwicklung eines schnellen, preisgünstigen Metall-3D-Druckers und nebenbei Angeboten rund um üblichen Plastik-3D-Druck um diese Entwicklung finanziell zu sichern.
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Auf der deutschen Seite kann man zwar Drucke innerhalb Deutschlands bestellen, zum Lesen der reinen Texte ist jedoch die englische Version zu empfehlen – diese ist etwas anders, detaillierter und ausführlicher, außerdem enthält sie Blogposts und Updates
3D-Druck
3D-Druck ist der allgemein übliche Sammelbegriff für additive Fertigung (wobei die Alltagssprache sich stets wandelt): Jedes Fertigungsverfahren also, bei dem Material Stück für Stück zu einer anfänglich leeren Grundplatte hinzugefügt wird, bis das gewünschte Teil oder Objekt gefertigt ist, im Gegensatz zu klassischen Fertigungstechniken wie Fräsen, wobei Material von einem Halbzeug oder Block entfernt wird, bis das gewünschte Teil zurückbleibt. 3D-Druck hat sowohl Vor-, als auch Nachteile. Vor allem aber erlaubt er eine Vielzahl an komplexen Formen, die man nur schwer fräsen könnte sowie das Entwerfen und Herstellen von Objekten, ohne sich allzu viele Gedanken um die Fertigung machen zu müssen. Wichtige Anwendungsgebiete sind Leichtbauteile und komplizierte Mechanismen sowie das Herstellen von Prototypen und komplexen oder fraktalen/großflächigen Formen, ob in industriellen oder künstlerisch-kreativen Bereichen. Obwohl es etwas komplizierter ist, als einen Text zu schreiben und auf „Drucken“ zu klicken, erlaubt das 3D-Drucken Amateuren und Hobbyisten aller Art ihre eigenen Konstruktionen von Grund auf herzustellen. Mit etwas Übung kann man fast beliebige 3D-Modelle zu realen Objekten machen.
Die häufigsten und bekanntesten 3D-Drucker werden als Extruder bezeichnet – solche 3D-Drucker kann man üblicherweise im Elektronik- oder Hobby-Geschäft kaufen, die Technik ist einfach: Eine heiße Düse (üblicherweise zwischen 200°C und 300°C) schmilzt das zu druckende Plastik. Mehrere Schrittmotoren bewegen die Düse relativ zur Grundplatte und dem Druckstück darauf, während einer Material in Form von aufgewickeltem Filament durch die Düse schiebt. Das Material setzt sich auf der Grundplatte oder dem bereits gedruckten Material ab, kühlt ab und Schicht für Schicht entsteht eine dreidimensionale Form aus Plastik – gegebenenfalls mithilfe später zu entfernender Stützstrukturen. Typische Preise für derartige Drucker bewegen sich je nach Präzision, Geschwindigkeit und anderen Besonderheiten zwischen € 300 und € 5000. Druckaufträge kosten je nach Qualität und Service zwischen € 0,2 und € 2 pro cm³. Es gibt auch auf diesem Gebiet reichlich Entwicklungspotential, doch konzentriert sich Alyph derzeit auf ein anderes Verfahren, zumindest in der grundlegenden Entwicklung. Zudem gibt es natürlich noch viele weitere sehr spezielle Methoden für sehr spezifische Anwendungsgebiete (man bedenke nur Bioprinter).
Aber die andere Art des 3D-Drucks die uns hier interessiert, die sich vor allem bei industriellen Anwendungen durchgesetzt hat, ist ungleich kostspieliger: Das selective laser melting. Hierbei wird Material in Pulverform verwendet. Dieses Pulver wird Schicht für Schicht aufgetragen und nach jeder Schicht werden ein oder mehrere Laser über das Material bewegt und dabei gezielt ein und aus geschaltet um das Pulver an bestimmten Stellen zu schmelzen und anderen nicht. An den geschmolzenen Stellen kühlt das Materal nicht zu schnell ab sodass sich das Pulver an diesem Punkt zu einem festen Stück verbindet aber auch nicht zu langsam sodass das Material nicht verfließt. So kann Schicht für Schicht ein 3-dimensionales Teil in dem Pulverbett erzeugt werde während sich die Wände um das Pulver herum aufwärts bewegen. So entsteht Schicht für Schicht ein dreidimensionales Teil in dem Pulverbett. Diese Methode hat einige Vorteile. Je nach Material kann es bedeuten, dass man keine Stützstrukturen braucht, da das umgebende Restpulver oder eine dünne Schicht Haftmittel das Gewicht des Teils trägt. Auch erlaubt diese Technik eine große Auswahl an Materialien, hauptsächlich Metalle wie Aluminium, Stahl und Titan. Außerdem sind feinere Details möglich, mit einer Auflösung von weniger als 0,1mm und kleinsten Details von 0,2mm, während Düsendurchmesser für Extruder häufig bei ca. 0,4mm liegen und entsprechend weniger Details ermöglichen. Selective laser melter sind allerdings sehr teuer (zwischen € 100.000 und € 1.000.000) und sehr langsam: Oft benötigen sie bis zu einer Woche, um ihren Bauraum zu füllen – was die Kosten für Druckaufträge verständlicherweise in die Höhe treibt: In der Regel zwischen € 10/cm³ und € 100/cm³, je nach Material und Qualität. Beide Techniken haben in der Regel Bauräume zwischen 150 mm x 150 mm x 150 mm und 300 mm x 300 mm x 300 mm, mit einigen teuren Ausnahmen.
Es gibt noch einige andere etwas seltenere 3D-Druck Techniken aber diese beiden sind für uns im Moment am interessnatesten.
Aktuell in Entwicklung: Der SmartMelter
Aktuell entwickeln wir eine von Grund auf neue Art des pulverbasierten Metall-3D-Druckens. Die Funktionsweise lässt sich am ehesten noch mit den oben erwähnten Laser 3D-Druckern vergleichen, es handelt sich also nicht um mit Metallpulver gemischtes Plastikfilament das nur das AUssehen aber nicht die Festigkeit von Metall imitiert, einen reinen Formdrucker bei dem man das Objekt hinterher im Ofen schmelzen msste was nicht nur aufwand bedeutet sondern auch die Formfreiheit einschränkt und auch nicht um einen „Lötextruder“ der nur sehr grobe und ungenaue Formen erzeugt – sondern tatsächlich um einen uneingeschränkt präzisen Metall 3D-Drucker vergleichbar mit einer selective laser melting Maschine. Die genauen Prinzipien sind noch nicht öffentlich, unterm Strich können aber dieselben Materialien – z.B. Aluminium, Stahl und Titan – in gleicher oder annähernd gleicher Qualität ohne Stützstrukturen gedruckt werden, allerdings bei ungleich höherer Geschwindigkeit und mit einem sehr viel preisgünstigeren Gerät. Das Prinzip basiert weder auf Laser- noch Elektronenstrahltechnik, um das Metall zu erhitzen oder zu schweißen, sondern einer neue Methode, die auf ganz einfachen, physikalischen Grundüberlegungen beruht: Was ist das eigentliche Ziel, was sid die Vorraussetzungen um dieses zu erreichen und wie erreichen wir diese so effizient wie möglich. Zudem werden anders als bei bisherigen Laserschmelzern Live-Messungen und Numerische Berechnungen genutzt, die in das Steuerprogramm zurückfließen und verarbeitet werden, um Wärmeausdehnung und Spannungen im Voraus entgegenzuwirken – bisher hat man das schlicht nach Erfahrungswerten gemacht oder einmalige präzise Experimente durchgeführt, hier werden Messungen und Berechnungen während jeder Sekunde des Druckens aufgenommen, korrigiert und ausgewertet und fließen direkt in die nächste Sekunde des Druckvorgangs zurück.
Für den ersten Prototyp, der bereits in Bau ist und dessen einzelne Komponenten bereits erfolgreich getestet wurden, beträgt der geplante Bauraum 400 x 400 x 400 mm, der in weniger als 2 Tagen gefüllt werden kann. Da die Z-Achse begrenzt werden kann, können kleinere Drucke auch innerhalb eines Tages ausgeführt werden. Er wird zunächst gebräuchliches Aluminium drucken – fest genug für leichte mechanische Anwendungen und aufgrund der Wärmeleitfähigkeit, dem Aussehen und dem Gefühl von Aluminium geeignet für einfachere Prototypen, Kühlkörper mit großer Oberfläche und komplexe Form sowie dekorative Gegenstände, Requisiten und kleine Modelle.
Später würde er auch Luftfahrtstandard ALuminium (stark genug für extreme mechanische Bauteile), Stahl und schließlich Titan drucken. Die Preise würden zwischen 0,5€ und 10€ liegen, wieder abhängig von Material und Qualität. Für später ist das Drucken von Luftfahrtstandard-Aluminium (für mechanisch extrem belastete Bauteile), Stahl und schließlich Titan und Kupfer geplant. Die Preise werden, abhängig von Material und Qualität, zwischen € 0,5/cm³ und € 10/cm³ liegen – also bei etwa einem Zehntel gegenüber herkömmlichen Laserschmelzern.
Über den Gründer
Ich heiße Julian Danzer und studiere momentan Luft- und Raumfahrttechnik an der Universität Stuttgart. Schon mein ganzes Leben lang bin ich von Technologie nicht nur fasziniert, sondern mit dem Verstehen technischer Funktionen, und zwar stets bis hinunter zu den physikalischen und mathematischen Grundlagen: Zum Beispiel, warum und wie bestimmte physikalische Werte korrelieren – oder ob und warum sich bestimmte Lösungsansätze für spezifische technische Anwendungen eher anbieten, als andere. Dies führte alsbald zu meiner wesentlichen, eher radikalen Herangehensweise: Probleme von Grund auf beleuchten und existierende Lösungen nur als vage Richtlinien zu betrachten, nicht als Ausgangspunkt zu Weiterentwicklungen im Detail. Natürlich waren die meisten der ersten erfinderischen Ideen mit 12 Jahren, unausgereift, bzw. schlicht mangelhaft, doch der Entwicklungsprozess ist im Wesentlichen der Gleiche geblieben – mittlerweile aber nicht mehr auf der Grundlage selbst erarbeiteter Physikkenntnisse (der eher rudimentäre Physikunterricht in der Schule war ohnehin zu vernachlässigen), sondern auf Universitätsniveau, um meine Ansätze korrekt zu überprüfen. Ich habe nun beschlossen, dass einige meiner Ideen in nächster Zeit Wirklichkeit werden sollten, anstatt in meinem Hinterkopf darauf zu warten, dass ein zukünftiger Arbeitgeber in zehn Jahren eventuell eine davon für sich als interessant erachtet. Daher habe ich mich entschieden zu versuchen, sie von der ersten Skizze bis zur Realisierung professionell, aber weitgehend in Eigenregie zu verwirklichen, während ich in meinem Studium einen Gang zurückschalte. Es gibt eine ganze Reihe von Plänen, deren Umsetzung sich meines Erachtens lohnen würde, doch aufgrund meiner bereits vorhandenen Erfahrungen mit verschiedenen 3D-Druckern sowie anderen computergesteuerten / CNC-basierten Fertigungstechniken an der Universität, diversen Workshops, Technik-Labs und auch zuhause werde ich mit dem SmartMelter beginnen. Außerdem ist dieser neue Typ von 3D-Drucker am einfachsten, sichersten und auch kostengünstigsten umzusetzen verglichen mit anderen, deutlich aufwändigeren Ideen.
Das Aktuelle Angebot
Während der SmartMelter in Entwicklung ist, biete ich präzisen Plastik-3D-Druck mit einem Extruder an, mit dem ich seit mehreren Jahren durchgängig arbeite. Dies dient hauptsächlich zur weiteren Finanzierung – daher erhalten Sie als Dank für jede Bestellung von Plastik-Druckvolumen dieselbe Menge and Metall-Druckvolumen, dass Sie nutzen können, sobald der SmartMelter in Betrieb ist.
Außerdem biete ich Beratung sowie 3D-Design von mechanischen Teilen und Computeranalyse an. Einfache Fragen und Beratung sind kostenfrei, 3D-Design und Analyse basieren auf fairer Verhandlung. Für Beratung, Design und Analyse mailen Sie an service@alyph.net – um Objekte drucken zu lassen, lesen Sie bitte bei „Druckvolumen bestellen“ weiter – oder zunächst bei „Verfügbare Materialien“.
Verfügbare Materialien
PLA
Standard 3D-Druck-Plastik – nicht sehr stark aber auch nicht allzu schwach, für einfache mechanische Teile also akzeptabel. Es splittert außerdem nicht, sondern bricht und reißt zäh und ist relativ sicher für Nahrungsmittel, also zum Beispiel selbst designte Plastikbecher. Verfügbar in weiß, schwarz und metallisch grau – die weiße Version lässt sich gut bemalen, die schwarze und graue Version hat aufgrund der zugegebenen Farbstoffe eine etwas schlechtere Druckqualität.
PET
Durchsichtiges Standardplastik mit hoher Steifigkeit, das Material selbst ist fast völlig Transparent, aufgrund des Druckvorgangs wird das fertige Objekt in der Regel aber eher milchig durchscheinend. Es kann für Beleuchtungsobjekte oder kleine Modellfenster verwendet werden sowie Anwendungen, bei denen es nicht auf die Farbe ankommt, aber eine hohe Steifigkeit gebraucht wird. Es kann leicht bemalt werden, ist bei dünnem Farbauftrag anschließend immer noch leicht durchscheinend und lässt sich von hinten beleuchten. Es ist etwas fester als PLA, bricht aber spröde und splittert, wobei es recht scharfkantige Bruchstellen erzeugen kann. Aufgrund der hohen Steifigkeit erreicht dieses von allen momentan verfügbaren Materialien die beste Druckqualität
Carbon Fiber Enhanced PETG
Das stärkste derzeit verfügbare Material. Zwar sind mit leichtem Kohlefaseranteil verstärkte Filamente noch weit davon entfernt, die Stärke von Kohlefaser voll auszunutzen, aber sie sind fester als jedes andere verfügbare Filament, nicht nur, aber insbesondere entlang der Druckebene. Es ist etwa doppelt so fest wie PLA und etwas spröder, aber nicht so spröde wie PET. Es ist nur in schwarz verfügbar aber deutlich leichter zu bemalen, als das schwarz PLA, zudem etwas hitzebeständiger. Allerdings sind im Vergleich zu den anderen verfügbaren Materialien Präzision und Oberflächenqualität etwas schlechter.
Vertraulichkeit und Verbotene Gegenstände
Bis auf eine Ausnahme garantieren wir für die Vertraulichkeit ihres Auftrages, ihr Objekt wird gedruckt und ihnen zugeschickt, aber weder gespeichert, noch veröffentlicht, weitergegeben oder für irgendetwas anderes verwendet, es sei denn, Sie stimmen dem ausdrücklich zu. Die einzige Ausnahme hiervon sind Waffen und andere verbotene Gegenstände. Wir werden keine Waffen oder verbotenen Gegenstände ausdrucken, auch nicht, wenn sie persönlich dazu eine Sondergenehmigung oder dergleichen haben. Sollte jemand versuchen durch diese Seite eine Waffe drucken zu lassen (insbesondere wenn Metall verfügbar ist) wird dies umgehend der Polizei gemeldet.
Spielzeugwaffen wiederum sind deutlich von echten Waffen unterscheidbar und können problemlos gedruckt werden sofern sie klar als solche zu erkennen sind (also nicht als Anscheinwaffe gelten). Im Zweifelsfall werden wir uns sicherlich verständigen.
Timeline – Optimistisch
Momentan warten wir immernoch auf ausreichend Nachfrage und Finanzierung und können daher leider keine genauen Vorhersagen treffen.
Timeline – Pessimistisch
Momentan warten wir immernoch auf ausreichend Nachfrage und Finanzierung und können daher leider keine genauen Vorhersagen treffen.
Fragen
Fragen jeglicher Art können sie an general@alyph.net oder technische Fragen an technology@alyph.net stellen.