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IKEA-Schrank reparieren mit 3D-Scan und 3D-Druck

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IKEA Schrank repariert mit 3D-Scan und 3D-Druck 07:01
Wir haben die gebrochene Kleiderstangenhalterung eines IKEA Schranks digital repariert und anschließend in 3D in Plastik ausgedruckt. Dazu haben wir zuerst einen 3D-Scan des originalen gebrochenen Bauteils mit einem 3D-CT-Scanner (Computertomographen) erstellt. Danach haben wir den 3D-Scan mittels Reverse-Engineering rekonstruiert und repariert. Die fertige Datei haben wir am Ende in einem Laser-Sintering-3D-Drucker ausgedruckt.
Inhaltsverzeichnis

3D-CT-Scan des kaputten Bauteils

Die kaputte Kleiderstangenhalterung stammt aus einem betagten Ikea Schrank. Leider hat sie den
letzten Umzug nicht unbeschadet überstanden. Der obere Teil der Fassung war gebrochen, weshalb
die Kleiderstange keinen Halt mehr fand

Die Kleiderstangenhalterung im IKEA-Schrank ist zerbrochen.
sobanvlad Gebrochene Fassung der Ikea Kleiderstangenhalterung.

In einem ersten Schritt haben wir das Bauteil im Computertomographen 3D gescannt. Dafür sind wir
extra nach Leipzig ins Kunststoffzentrum gefahren, da dort ein brandneuer Computertomograph der
Firma Werth steht: Der Tomoscope S. Der Computertomograph funktioniert mit Röntgenstrahlung.
Er sieht ein bisschen aus wie eine überdimensionale Mikrowelle und hat Bleitüren, um den Bediener
vor der Röntgenstrahlung zu schützen.

Das ist der 3D-CT-Scanner Tomoscope S von Werth.
Swann Rack / Holocreators Industrieller 3D-CT-Scanner von Werth (Tomoscope S).

Das 3D-CT-Scannen funktioniert so: Die Röntgenstrahlung wird im Gerät auf das Bauteil gerichtet
und projiziert ein Abbild dessen auf einen Detektor im Computertomographen. Das Bauteil befindet
sich auf einem Drehteller, der langsam rotiert. So kann das Objekt von allen Seiten durchstrahlt
werden.

Aus diesen 360°-Schnittbildern kann ein 3D-Modell berechnet werden. Am Ende kann der fertige 3DScan im STL-Format exportiert werden.

Reverse-Engineering des Bauteils

In einem zweiten Schritt wird dann das Bauteil mit einer Software digital rekonstruiert. Dabei haben
wir die Möglichkeit, kaputte Stellen im 3D-Scan zu reparieren. In unserem Fall bedeutet das, dass wir
die zerbrochenen Ecken der Kleiderstangenhalterung digital wieder in ihre alte Form gebracht
haben. „Reverse-Engineering“ ist der Fachbegriff für die Umwandlung von einem 3D-Scan (STLFormat) in ein CAD-Modell (STEP-Format).

In der Überlagerung von 3D-Scan und Reverse-Engineering-Volumenmodell einer Ikea-Kleiderstangenhalterung zeigen sich die Unterschiede.
Swann Rack / Holocreators Reverse-Engineering der IKEA Kleiderstangenhalterung

Abweichungsanalyse

Um zu untersuchen, wie weit das Reverse-Engineering der Kleiderstangenhalterung vom originalen
3D-Scan abweicht, erstellen wir eine Abweichungsanalyse. Dazu nutzen wir die kostenlose Software
GOM Inspect. Auf der rechten Seite der Analyse ist eine Legende, die die Abweichungen in
Millimetern zwischen dem originalen 3D-Scan und der Rekonstruktion darstellt.

Auf dem EOS-Formiga-3D-Druckersteuerungsbildschirm finden sich alle wichtigen Informationen.
Swann Rack / Holocreators Abweichungsanalyse, die 3D-Scan und Reverse-Engineering vergleicht. Sie können die Abweichungsanalyse hier downloaden.

3D-Druck des reparierten Bauteils

Im dritten Schritt wird unsere reparierte Kleiderstangenhalterung dreidimensional gedruckt. Es gibt
verschiedene 3D-Druckverfahren. Wir haben uns für das Laser-Sintering-Verfahren entschieden,
denn es erstellt sehr flexible und bruchfeste Bauteile her.

Neben dem LaserSintering gibt es auch andere 3D-Druckverfahren, wie zum Beispiel „FDM“ (Fused
filament fabrication), bei dem aus einer Düse, ähnlich einer Heißklebepistole, flüssiger Kunststoff
Schicht für Schicht zum fertigen Modell aufgebaut wird.

Swann Rack / Holocreators Industrieller 3D-Drucker „Formiga“ fertigt im Laser-Sintering-Verfahren (SLS).

Beim Laser-Sintering-Verfahren (SLS) wird dagegen das Modell in einem Pulverbett aufgebaut. Der
Laser verschmilzt dabei eine dünne Schicht Pulver, aber nur dort, wo das Objekt entstehen soll.
Danach wird maschinell eine weitere Schicht Pulver aufgetragen und der Laser verschmilzt auch
diese wieder exakt passend mit der vorangegangenen Schicht. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis
das gesamte Modell fertig aufgebaut ist. Im fertigen Modell ist dadurch ein feines
Treppenstufenmuster sichtbar. Dies sind die Trennlinien der verschmolzenen Schichten.

Der SLS 3D-Druck wird aus dem Druckpulver ausgegraben.
Swann Rack / Holocreators Freilegen des 3D-gedruckten Modells aus dem Pulverbett.

Nach dem 3D-Druck befindet sich das Bauteil in einem Pulverbett. Die neue Kleiderstangenhalterung
ist somit schon fast fertig, sie muss nur noch aus dem Pulver ausgegraben werden. Die Oberfläche
des Bauteils wird mit einem Sandstrahler abgestrahlt. Das Sandstrahlen glättet die Oberfläche und
entfernt letzte Pulverreste. Im finalen Schritt wird das Bauteil mit einer Luftdüse von Staub befreit.

Die Kleiderstangenhalterung für den IKEA-Schrank wurde mit 3D-Druck repariert.
Swann Rack / Holocreators reparierte Kleiderstangenhalterung passt perfekt in den Schrank.

Projektdaten zum Download

Wir haben die Abweichungsanalyse sowie den Download-Link für die GOM Inspect Software
bereitgestellt:

Fazit

Das Reverse-Engineering sowie die Reparatur der Kleiderstangenhalterung haben wunderbar
funktioniert. Je besser der 3D-Scan eines Bauteils ist, desto einfacher und genauer wird das ReverseEngineering. In diesem Fall konnten wir auf Grundlage eines sehr genauen 3D-CT-Scans arbeiten.
Sicher hätten wir dieses Projekt auch mit einfacheren Technologien realisieren können, aber es ist
ein schönes Beispiel dafür, was alles möglich ist.

Wünschen Sie ein Ersatzteil, das mittels 3D-Scan und Reverse-Engineering erstellt werden soll?

Holocreators bietet einen professionellen 3D-Scan-Service und Reverse-Engineering an. Gerne
erstellen wir mittels 3D-Scan und Reverse-Engineering ein Ersatzteil für Sie. Wir beraten Sie bei
Ihrem Projekt. Rufen Sie uns an +49 40 481133 oder schreiben Sie uns eine E-Mail:
info@holocreators.com.

Swann ist seit vielen Jahren von allem begeistert, was mit 3D zu tun hat. Seine Wurzeln liegen in der analogen Holografie, die ihn 2011 zur digitalen 3D-Modellierung brachte.

Der rapide Fortschritt verschiedenster 3D-Scan-Technologien faszinierten ihn so sehr, dass er 2015 gemeinsam mit seinem Bruder Miró Rack das Unternehmen Holocreators gründete

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