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Der mehrfarbige FDM-3D-Druck erfreut sich dank innovativer Systeme wie dem AMS von Bambu Lab immer größerer Beliebtheit und ebnet den Weg für eine neue Generation von Maschinen, die mehrere Filamente gleichzeitig verarbeiten können. Das System inspirierte bald andere Hersteller wie Anycubic und Creality und ermöglichte es, mehrfarbige Objekte präziser und einfacher zu erstellen. Allerdings ist der Filamentaustauschprozess immer noch sehr zeitaufwändig und erzeugt erheblichen Materialabfall, insbesondere während des Reinigungsprozesses, der notwendig ist, um unnötige Farbvermischungen zu vermeiden.
Vor diesem Hintergrund entwickelte Heinz Löpmeier eine innovative Lösung: eine rotierende Düse, die die Farbe wechselt, ohne das Filament zu reinigen, wodurch Abfall reduziert und der Druckprozess beschleunigt wird.
Innovatives Konzept: rotierende Düse
Heinz Löpmeier, auf Reddit als „sophier“ bekannt, teilte seine Erfindung: die „rotierende Mischdüse“. Im Gegensatz zu den zuvor genannten Systemen erfordert diese Düse keine Farbspülung zwischen den Farbwechseln, wodurch Filamentverschwendung vermieden wird. Die Düse funktioniert mit einem Python-Skript in Blender, das ebenfalls von Heinz Löpmeier erstellt und als Open Source auf Github veröffentlicht wurde und bestimmte Farben den Düsenwinkeln zuordnet, was sanfte Farbübergänge und sogar „Halbton“-Effekte (für Farbverläufe) ermöglicht. ).
Das Konzept entstand nach jahrelangen Experimenten mit Standard-Mischdüsen, die dazu neigten, durch unvollständiges Mischen verschiedenfarbiger Filamente einen „Zahnpasta“-Effekt zu erzeugen. Heinz Löpmeier versuchte zunächst, diesen Effekt mit einem Drucker zu kontrollieren, dessen Walze sich drehen ließ, um die Farben zu ändern. Diese Methode erwies sich jedoch angesichts der Qualität der Walze und des zu startenden 3D-Drucks als zu langsam.
Bedienung und Anwendung
Die Bedienung dieser rotierenden Düse ist relativ einfach, aber sehr effektiv. Im Betrieb dreht sich die Düse, um die Farbe des extrudierten Filaments zu ändern, ohne das Mischungsverhältnis der drei verwendeten Filamente zu verändern. Durch die Skripterstellung in Blender können Sie auch subtile Effekte erzeugen, indem Sie die Düse in einem bestimmten Winkel zwischen zwei Farben positionieren, was zu Drucken mit komplexen Farbtönen und Farbverläufen führt, ohne dass zusätzliche Strukturen (z. B. Ablufttürme) erforderlich sind.
Heinz Löpmeier verwendet Marlin-Firmware, konfiguriert mit einer zusätzlichen Achse für die Düsenrotation. Eine der wichtigsten Innovationen des Designs ist die Fähigkeit des Bowdenschlauchs, sich während der Druckkopfbewegung zu verdrehen und zu entwirren, wodurch ein reibungsloser Betrieb gewährleistet und ein Knicken oder Verstopfen verhindert wird.
Leistungsstarke Tools für Entwickler
Einer der Hauptvorteile dieses Systems ist die Integration mit Blender, einer weit verbreiteten 3D-Modellierungssoftware. Heinz Löpmeier hat mithilfe der Python-API von Blender ein Add-on namens „nozzleboss“ entwickelt, mit dem Sie G-Code-Pfade direkt in Blender bearbeiten können. Dies eröffnet enorme kreative Möglichkeiten und ermöglicht es Benutzern, Änderungen direkt im Werkzeugweg zu formen oder zu zeichnen.
Darüber hinaus macht dieser Ansatz die Verwendung herkömmlicher Slicing-Software überflüssig und gibt den Erstellern eine größere Flexibilität bei der individuellen Gestaltung ihrer Drucke.
Ausblick und Wirkung
Die rotierende Düse von Heinz Löpmeier könnte durchaus einen Wendepunkt im Bereich des FDM-3D-Drucks markieren, insbesondere für diejenigen, die Abfall minimieren und gleichzeitig die Vorteile mehrerer Materialien nutzen möchten. Sein innovatives Design ist zwar potenziell patentwürdig, aber noch nicht geschützt, was ehrgeizigen Unternehmen oder Einzelpersonen die Tür öffnet, daraus ein kommerzielles Produkt zu machen.
Heinz Löpmeier selbst scheint diese Aussicht jedoch nicht zu befürchten und konzentriert sich lieber auf Innovation als auf den Schutz geistigen Eigentums. Diese Haltung steht im Gegensatz zu den jüngsten Patentstreitigkeiten in der Branche, insbesondere zwischen Stratasys und Bambu Lab.
Mit dieser rotierenden Düse bietet Heinz Löpmeier nicht nur eine technische Lösung, sondern auch eine Vision für einen nachhaltigeren und effizienteren Multimaterial-3D-Druck. Es bleibt abzuwarten, wie sich diese Technologie weiterentwickeln wird und ob sie von der breiteren Gemeinschaft von Herstellern und 3D-Druck-Experten übernommen wird. Weitere Informationen zum Projekt finden Sie im Beitrag von Heinz Löpmeier auf Reddit.
