Grasshopper: Welche Vorteile bringt es für den 3D-Druck?

Grasshopper wurde 2007 gegründet und ist ein algorithmisches Modellierungswerkzeug, das in der CAD-Software Rhinoceros ausgeführt wird. Früher war es ein Plug-in, das installiert werden musste, aber das Tool wurde vollständig in Rhino 6 und alle späteren Versionen integriert. Grasshopper ist leicht zu erlernen und stützt sich auf mathematische Darstellungen, die zur Modellierung jeder 3D-Form verwendet werden können. Jede Komponente wird in Form einer Box dargestellt: Der Benutzer kann die verschiedenen Boxen miteinander verbinden und erhält so ein Knotendiagramm, das die Beziehung zwischen den einzelnen Blöcken beschreibt. Es gibt also keine Grenzen für die Komplexität, den Grad oder die Größe der Modelle. Aber was sind die Vorteile von Grasshopper? Und warum ist es interessant, es für den 3D-Druck zu verwenden?

Im Gegensatz zu anderen Programmiersprachen wie RhinoScript oder rhino.Python erfordert Grasshopper keine Vorkenntnisse im Programmieren oder Codieren. Im Gegenteil, das Plug-in ermöglicht es Entwicklern und Designern, generative Algorithmen zu erstellen, ohne Codes schreiben zu müssen. Wie oben erläutert, werden Änderungen durch ein Knotendiagramm visualisiert, das jede der mathematischen und geometrischen Beziehungen in einem dreidimensionalen Modell beschreibt. Da Formen aus Daten erstellt werden können, ist einer der Hauptvorteile von Grasshopper die Möglichkeit, die Geometrie fast unendlich zu verändern, indem man einfach die Werte von Parametern ändert. Außerdem können die Änderungen vorgenommen werden, ohne dass die Konstruktion abgebrochen oder neu begonnen werden muss. Doch was passiert, wenn dieses Programm mit der Technologie der additiven Fertigung kombiniert wird?

Generierung eines G-Codes über Grasshopper (Bild: Eazao)

3D-Druck und Grasshopper

Die unendlichen Möglichkeiten der komplexen Geometrien sind ein wahrhaftiger Vorteil für die additive Fertigung. Darüber hinaus ermöglicht diese Idee, eine Art Organigramm zu verwenden, das die Beziehungen zwischen verschiedenen Kästen verstehen kann, nicht nur die Erstellung eines 3D-Designs, sondern auch eines G-Codes, der auf einem 3D-Drucker ausgeführt werden kann. Der Nutzer könnte sich also den Schritt des Slicens ersparen. Um den G-Code zu erhalten, ist ein Schritt erforderlich, bei dem das Modell in Polylinien dekonstruiert wird, sowie Punkte mit X-Y-Z-Koordinaten, die die Befehle für den Drucker darstellen. Mit diesem System ist es möglich, den Druck anzupassen und z. B. nicht flache Scheiben mit Schichten zu erstellen, die unterschiedliche Höhen haben. Im Gegensatz zu herkömmlichen Slicern, die die stl-Vorlage in gleiche horizontale Schichten zerlegen, bietet dieses Plug-in die Möglichkeit, die Bewegungen des Extruders auf fortschrittlichere Weise zu steuern.

Grasshopper ist besonders interessant für die Herstellung von Keramikteilen oder solchen, bei denen Materialien mit einer höheren Dichte als Thermoplaste verwendet werden. Die Liquid Deposition Modeling (LDM)-Technologie wird beispielsweise von der italienischen Firma WASP verwendet, um Materialien wie Keramik, Porzellan, Ton, Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid und andere Hochleistungskeramiken zu extrudieren, um das digitale Handwerk und die Eigenproduktion zu fördern. Bei Herstellungsmethoden wie diesen gibt es keine Slicer-Software, mit der man eine Datei für den späteren 3D-Druck vorbereiten kann. Hier kommt Grasshopper ins Spiel.

Grasshopper ist besonders interessant für den 3D-Keramikdruck (Bild: WASP)

Das Programm ermöglicht unter anderem die Anpassung von Füllungen, die Verwendung von Open-Source-Objekten, das Arbeiten mit Überschneidungen, das Erstellen von Mustern und die Wahl des Weges, den der Extruder nehmen soll. Es erleichtert die Erstellung von Lattenstrukturen, wodurch die Menge an Druckmaterial und das Gewicht des fertigen Teils optimiert werden. Schließlich vereinfacht Grasshopper auch die Erstellung von Iterationen: Durch die Anpassung der Parameter unseres Diagramms können wir uns sehr schnell und mit weniger Fehlern mehrere Designs ausdenken. Wenn Sie mehr über Grasshopper erfahren möchten, klicken Sie HIER.

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*Titelbildnachweis: Steampunk Pavilion © Tõnu Tunnel