3D-Druck mit TLM-Daten

Vektordaten aus dem topgrafischen Landschaftsmodell eigenen sich auch für die Erstellung von physischen Modellen mittels 3D-Drucker. In Zusammenarbeit mit einem externen Partner hat swisstopo im Sommer 2013 die Altstadt von Aarau auf dieses Weise modelliert.

3D-Druck der Altstadt von Aarau (rechts) und die verwendeten Gebäudedaten aus dem TLM (links).
3D-Druck der Altstadt von Aarau (rechts) und die verwendeten Gebäudedaten aus dem TLM (links).

Das angefertigte Modell der Altstadt von Aarau zeigt die Gebäude aus swissBUILDINGS3D 2.0 sowie das Gelände aus swissALTI3D im Massstab              1 : 2000. swisstopo hat mit dem verwendeten 3D-Drucker ein Weissdruck (einfarbig) und ein Farbdruck (Dächer, Wände und Gelände verschieden farbig) erstellt. Nachfolgend finden Sie weitere nützliche Informationen zur Umsetzung des 3D-Druckes.     

Produktion

Das 25 cm x 20.3 cm grosse Modell der Altstadt Aarau wurde mit einem leistungsfähigen 3D-Industriedrucker (Pulverdrucker) erstellt. Der Druck erfolgte direkt ab den gelieferten Vektordaten. Aus drucktechnischen Gründen wurden die feinen Dachvorsprünge abgeschnitten.

Datengrundlage

Für den 3d-Druck wurden die Daten im Dateiformat "DXF" verwendet.

  • Gelände: swissALTI3D als TIN (Triangulated Irregular Network) 
  • Gebäude: swissBUILDINGS3D 2.0* 
     

* Zurzeit im Aufbau und noch nicht flächendeckend verfügbar. 

Druckverfahren

Das Druckgefäss enthält pulverförmiges Material (z.B. Kunststoff, Sand, Keramik, Glas) welches mittels Klebstoff oder Bindemittel im Druckvorgang selektiv verfestigt wird. Während des schichtweisen Druckens wird das entstehende Objekt nach und nach abgesenkt. Am Ende wird das gedruckte Objekt heraus gehoben und das nicht verfestigte Pulver ausgeblasen.  

Häufige Fragen

Nein. Für 3D-Drucke wenden Sie sich an einen spezialisierten Anbieter.

Üblicherweise wird eine STL Datei (STereoLithography oder Standard Tessellation Language), Dateiendung .stl, benötigt. Die Dateiendung .stl wird für stereolithographische CAD Daten verwendet. STL ist bei vielen CAD-Systemen eine der Standardschnittstellen und findet vor allem beim Rapid Prototyping und der computergestützten Herstellung (CAM) Anwendung.

Die meisten CAD Programme können STL-Dateien erzeugen (exportieren).
Workaround: DXF-Datei in ein CAD Programm importieren, anschliessend als SLT wieder exportieren. 

Der Dateityp sagt lediglich etwas über die Komprimierung der Daten aus. Daher ist das kompaktere binäre STL-Format völlig ausreichend.

Zum Drucken darf das Modell keine Lücken enthalten. Das Modell muss „wasserdicht“ sein und damit eine geschlossene Oberfläche haben. Die Software des 3D-Druckers muss sicher erkennen können, wo das Material aufgebaut werden soll und wo nicht.

Mit fast allen 3D Druckverfahren sind Details unter 1 mm schwer zu realisieren, oft unscharf oder gar nicht sichtbar. Bitte beachten Sie, dass das 3D Modell eine durchgehende Mindestwandstärke von 0.7mm aufweist. Der Detaillierungsgrad (“Auflösung” eines 3D-Druckes) ist eine Funktion der Drucktechnik und des verwendeten Materiales.

Beim 3D-Druck werden die Modelle schichtweise aufgebaut. Es gibt verschiedene Konzepte:

  • Bei der Stereolithografie (abgekürzt STL oder SLA) wird in einem Bad ein Kunststoff mit Licht (Laser) schichtweise ausgehärtet.
  • Beim Lasersinterverfahren (SLS) verklebt ein Laser ein schichtweise aufgebrachtes Pulver.
  • Bei der Schmelzschichtung (Fused Deposition Modeling, FDM* oder Fused Filament Fabrication,FFF) wird ein Kunststoff tröpfchenweise analog eines Tintenstrahl Druckers aufgebracht.

    * Hinweis: Der Ausdruck „Fused Deposition Modeling“ und seine Abkürzung FDM sind geschützte Marken der Firma Stratasys. Eine alternative Bezeichnung dieses Verfahrens lautet Fused Filament Fabrication (FFF).
     


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