Was Sie zur Herstellung von Lithophane mittels 3D-Druck wissen müssen

Es können Momente von Urlauben, Familienfeiern oder sonstige Aufnahmen sein, die wir uns mittels Foto für die Ewigkeit aufbehalten möchten. Damit solche Erinnerungen nicht auf unseren Kameras oder Smartphones in Vergessenheit geraten, ist das Ausdrucken von Fotos mittels 2D-Drucker eine beliebte Anwendung. Allerdings funktioniert dies mit dem 3D-Drucker mindestens genauso gut! Die Rede ist hierbei von Lithophanen. Konkret handelt es sich bei diesen Bildern aus dem FDM-3D-Drucker sogar um eine sehr alte Technik der Kunst, die bereits in frühen Zeitaltern von Hand aus auf Porzellan oder Glas angefertigt worden ist. Da es sich hierbei in der Regel um ein monochromes Bild – also ein Bild aus einer einzigen Farbe, welche über verschiedene Abstufungen von Sättigung und Helligkeit verfügt – welches anschließend mit Licht hinterlegt wird, sodass das Bild erst vollständig erkennbar ist. Es gibt aber eine ganze Menge an verschiedenen Formen, die man herstellen kann. Dies beschränkt sich nicht auf flach gedruckte Lithophanen, sondern diese können ebenfalls kegel-, herz- oder sogar vasenförmig sein. Wir haben uns für Sie einmal im Detail das gesamte 3D-Druckverfahren von Lithophanen angesehen und erklären Ihnen, wie dies genau funktioniert!

Oft finden Lithophane ihre Verwendung in der Weihnachtszeit, wenn diese beispielsweise an Fenster angebracht werden und durch das durchscheinende Licht das Bild erst sichtbar wird. Allerdings lassen sich Lithophane auch mit 3D-Druckern herstellen. Der 3D-Druck findet für diesen Zweck einen äußerst großen Gefallen, da er die Individualisierung von Objekten wie auch Geschenken ermöglicht. In diesem Fall muss man im ersten Schritt das gewünschte Foto hochladen, welches in weiterer Folge in Graustufen umgewandelt und zuletzt – wie man es in einem jedem 3D-Druckvorgang gewohnt ist – wird dies als 3D-Modell in den Slicer geladen. Beim Slicing angekommen, ist es wichtig zu wissen, dass es bereits einige Slicer wie beispielsweise den Cura Slicer ab der Version 13.11 gibt, der die Herstellung von Lithophane direkt unterstützt. Das bedeutet konkret, dass der Anwender lediglich sein gewünschtes Bild als JPEG-Format hochladen muss und der Slicer erledigt quasi den Rest. Um im Detail auf alle Einstellungen dabei zugreifen zu können sollten allerdings eigene Softwares hinzugezogen werden, da diese beim Slicer nicht allesamt möglich sind.

Zur Herstellung von Lithophanen können auch farbige Materialien verwendet werden (Bild: Lithophane Maker)

Alle Einzelheiten zur Herstellung von Lithophane mittels 3D-Druck

Dass es allerdings dann doch nicht so einfach ist, wie der Prozess bereits beschrieben worden ist, sollte klar auf der Hand liegen. Es gilt neben den Einstellungen noch viele weitere Einzelheiten, die beachtet werden müssen. Wenn wir also beim ersten Schritt – der Auswahl und Bearbeitung des passenden Bildes – beginnen, dann sollten wir uns daran erinnern, dass eine gute Lithopanie von einem Bild mit starken Kanten lebt. Das bedeutet, dass die Umrisse farblich klar gezeichnet sein sollen, sodass am Ende ein gutes Ergebnis erzielt werden kann. Um den Graufilm des Bildes erzeugen zu können, können Sie unterschiedliche Wege dafür nutzen, die sich allerdings auch im Bezug auf die Qualität auswirken. Begonnen bei der Löschung der Farben des Bildes, müssen Sie dafür gerade einmal R,G und B zusammenzählen und danach durch drei teilen. Empfohlen wird hierbei allerdings eine andere Variante: hierfür sollten Sie eine manuelle Schwarzweiss-Konvertierung vornehmen, die die von Hand durchgeführte Gewichtung der Farben rot, grün, blau wie auch der Mischfarben gelb, lila und cyan beinhaltet. Dass dies die beste Option ist, zeigt nicht zuletzt auch die Tatsache, dass Fotobearbeitungs-Programme wie Photoshop diese in ihren Funktionen anbieten. Um zusätzlich den besten Kontrast für Ihr zukünftiges Lithophan garantieren zu können, empfiehlt sich die Bearbeitung der Tonwertkorrektur unmittelbar nach dem Absetzen der Graustufen. Hierbei muss aber ein großes Augenmerk auf die Beibehaltung aller wichtigen Details im Bild gelegt werden, wonach Sie anschließend dies als hochauflösendes JPEG oder PNG abspeichern und weiter verwerten können.

Im nächsten Schritt beschäftigen wir uns mit den detaillierten Einzelheiten zu Einstellungsmerkmalen, die Sie im Zuge der Slicingvorbereitung und dem Slicingprozess beachten müssen. Wenn Sie also mit Softwares zur Bearbeitung der Settings auseinander setzen, dann sollten Sie auf jeden Fall auf die Skalierung achten. Die Skalierung die Sie dort vornehmen, sollten Sie danach nicht mehr im Slicer erledigen, denn so können unerwünschte feine schräge Linien auftreten. Allerdings können Sie anschließende Rotationen oder Verschiebungen und Auswirkungen auf die Qualität des Bildes vornehmen. Bei der Breite beziehungsweise Dünne des Bildes empfiehlt sich eine minimale Breite von mindestens zwei Schichten, sodass es am Ende eine optimale Lithophane wird. Auch die Genauigkeit bei der Transformation als 3D-Modells muss berücksichtigt werden wie auch die Krümmung, die sich in innere Kurve, äußere Kurve und Rectangular Pillow unterscheidet. Bei manchen Formen handelt es sich allerdings nicht wie bei einem Lithophane benötigten Hohlraum, sondern einen soliden Körper. Dies müssen Sie für den späteren 3D-Druck erst innen aushöhlen, aber vergewissern Sie sich, dass Sie unterschiedliche Breiten haben, da sonst beim fertigen Stück kein Bild mehr erkennbar ist.

Bild: Thingiverse

Wie funktioniert der finale Druck?

Nachdem alle nötigen Vorbereitungen getroffen worden sind, können Sie nun fast schon mit dem 3D-Druck selbst beginnen. Bevor wir allerdings damit starten, müssen wir uns nach dem erfolgreichen Slicing vergewissern, dass sämtliche Einstellungen korrekt getroffen worden sind. Sollten Sie nicht vorhaben, einen bereits vorhandenen Halter für Ihre Lithophanie zu verwenden, dann sollten Sie diesen in einer Breite von 3 bis 5 mm auf jeden Fall direkt mit drucken, sodass Sie eine garantierte Haftung haben, welches besonders bei flachen und senkrecht stehenden Lithophanien von großer Wichtigkeit ist! Widmen wir uns dem für den 3D-Druck benötigten Filament, so gibt es nahezu keinerlei Einschränkungen. Nichtsdestotrotz kommt es auch auf die Anwendung des Lithophans an, so möchte man dies beispielsweise mit einem Teelicht verwenden, sollte man sich im Klaren sein, dass PLA nach einiger Zeit weich wird. In diesem Fall sollten Sie besser zu PETG oder sogar ABS greifen. Da sich die Lithophanen durch ihren Kontrast auszeichnen, sollten Sie bezüglich der Farbe ein möglichst helles, bestenfalls sogar durchsichtiges Material wählen, sodass Sie den besten Effekt erzielen können.

Lithophane können unterschiedliche Formen haben (Bild: Thingiverse)

Wenn es um den Druck selbst geht, dann ist es nicht entscheidend, für wie viele Schichten Sie sich entscheiden, wichtig ist allerdings nur zu wissen, dass falls Ihr Objekt dünner als 3 mm ist, Sie keinerlei Stützstrukturen benötigen. Prinzipiell empfiehlt sich eine Schichtbreite zwischen 0,1 bis 0,2 mm. Für die Druckgeschwindigkeit müssen Sie bei der additiven Herstellung von Lithophanen keinen großen Unterschied zu sonstigen Drucks machen, denn auch hier lautet die Devise: je langsamer der Drucker vorgeht, umso genauer und sauberer werden Ihre Ergebnisse werden!