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2D-Farbkopierer funktionieren seit Jahrzehnten vollautomatisch. Wir sind es gewohnt, einfach ein Blatt Papier oder einen Stapel Blätter in einen Kopierer zu legen, einen Knopf zu drücken und eine qualitativ hochwertige Farbkopie zu erhalten, die vom Original kaum zu unterscheiden ist. Für 3-dimensionale Farbkopien existierte ein quasi vollautomatischer Prozess bislang nicht. Der Vortrag stellt die Technologie vor, mit der sich beliebig geformte 3D-Objekte (fast) so einfach „kopieren“ lassen wie 2-dimensonale. Anwendungen liegen in verschiedenen Märkten, z.B. im Gesundheitswesen (3D-gedruckte Augenprothesen), im Kulturerbe (Repliken antiker Büsten) und in der Unterhaltung (Spielfiguren und Figuren für Stop-Motion-Filme).  

Von der Technologie werden in einem ersten Schritt 3D-Form und räumlich variierende Materialeigenschaften automatisch erfasst. Dazu wird ein robotergestütztes 3D-Erfassungssystem automatisch positioniert und orientiert, so dass die Oberfläche des Objektes komplett in gewünschter Genauigkeit erfasst wird – es ist kein Teaching des Roboters nötig. Die autonome Erfassung kann auch ohne die Ausgabe auf einem 3D-Drucker für Anwendungen in der 3D-Erfassung (2D-Scanning) eingesetzt werden. Intelligente Algorithmen optimieren die Anzahl und Perspektive der vom physischen 3D-Objekt aufgenommenen Bilder, um dessen Form mit bis zu 10 Mikrometern Auflösung digital nachzubilden (https://s.fhg.de/CultArm3D). Visualisierungswerkzeuge machen die Genauigkeit der Form- und Materialrekonstruktion deutlich (https://s.fhg.de/FormNext24).

Form und Farbe des gescannten Objektes wird auf Multimaterial-3D-Farbdruckern mit einem Höchstmaß an Genauigkeit mittels patentierter Algorithmen ausgegeben. Dabei werden Erkenntnisse über die menschliche Farbwahrnehmung ausgenutzt, um die am 3D-Farbdrucker verfügbaren Primärfarben so im Raum anzuordnen, dass die visuelle Qualität optimal ist. Diese Algorithmen sind in Cuttlefish (https://www.cuttlefish.de/) implementiert und umfassen auch Optimierungen für geometrische Details, z. B. die Verminderung von Treppeneffekte im Ausdruck.

Der Vortrag gibt Einblicke in die Motivation und Entstehung dieser Technologie, ihre Verfügbarkeit, die zu ihrer Validierung erstellten Tools sowie Anwendungsfälle aus verschiedenen Bereichen und die Vorteile für die Nutzer.
Über den Referenten: 
André Stork ist Branchenleiter am Fraunhofer IGD und Professor an der Technischen Universität Darmstadt. Er studierte Informatik und promovierte im Jahr 2000 an der TU Darmstadt. Von 1994 bis 2023 war er in der Abteilung für Interaktive Engineering Technologien tätig, zunächst als wissenschaftlicher Mitarbeiter und seit 2002 als Abteilungsleiter. In dieser Zeit führte die Abteilung rund 200 von der Industrie oder der öffentlichen Hand finanzierte F&E-Projekte durch. Die Unternehmen decken ein breites Spektrum von Marktsektoren ab, z. B. Automobil, Fertigung, Softwareanbieter, Bildung, usw. Im Jahr 2023 übernahm er die Funktion des Branchenleiters Automotive am Fraunhofer IGD. In dieser Rolle vertritt und koordiniert er sieben F&E-Abteilungen. Seine wichtigsten Forschungsinteressen sind Interaktion, Simulation, wissenschaftliche Visualisierung und Geometrieverarbeitung, inkl. 3D-Druck.