awebsite/content/project/2018-07-05-cad/index.de.md

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title = "3D-Modellierung und CAD"
date = 2018-07-05
authors = ["Aron Petau"]
description = "3D-Modellierung und -Scan mit Fusion360, Sketchfab und Photogrammetrie"

[taxonomies]
tags = [
  "3d printing",
  "functional design",
  "fusion360",
  "parametric modelling",
  "photogrammetry",
  "polycam",
  "private",
  "scaniverse",
  "sketchfab",
  "university of osnabrück",
  "virtual reality",
  "work",
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## 3D-Modellierung und CAD

### Gestaltung von 3D-Objekten

Beim Erlernen des 3D-Drucks hat mich vor allem die Möglichkeit fasziniert, bestehende Produkte zu verändern oder zu reparieren.  
Auch wenn es eine großartige Community mit vielen guten und kostenlosen Modellen gibt, bin ich schnell an den Punkt gekommen, an dem ich nicht fand, was ich suchte.  
Mir wurde klar, dass dies eine wesentliche Fähigkeit ist, um nicht nur 3D-Drucker, sondern grundsätzlich jede Art von Produktionsmaschine sinnvoll zu nutzen.

Da ich alles über 3D-Druck auf YouTube gelernt habe und dort fast alle mit **Fusion 360** arbeiteten, habe ich mich ebenfalls dafür entschieden.  
Rückblickend war das eine sehr gute Wahl – ich habe mich in die Möglichkeiten des **parametrischen Designs** verliebt.  
Unten findest du einige meiner Entwürfe.  
Der Prozess selbst macht mir unglaublich viel Spaß und ich möchte ihn noch weiter vertiefen.

Durch Ausprobieren habe ich bereits viel darüber gelernt, wie man speziell für den 3D-Druck konstruiert.  
Trotzdem habe ich oft das Gefühl, dass mir ein tieferes Verständnis für **ästhetische Gestaltung** fehlt.  
Ich möchte meine generelle Fähigkeit erweitern, physische Objekte zu entwerfen – etwas, das ich mir im Masterstudium erhoffe.

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{{ image(url="/images/breast_candle.jpg", alt="Eine Kerze aus einem 3D-Scan, gefunden auf <https://hiddenbeauty.ch/>", pixels=true, start=true) }}

Mehr meiner fertigen Designs findest du in der **Printables Community** (früher Prusaprinters):

<div class="buttons">
  <a class="colored external" href="https://www.printables.com/social/97957-arontaupe/models">Mein Printables-Profil</a>
</div>

{{ image(url="/images/vulva_candle.jpg", alt="Eine Kerze, erstellt mit einer 3D-gedruckten Form aus Fusion360", pixels=true, start=true) }}

## 3D-Scannen und Photogrammetrie

Neben dem Entwerfen neuer Objekte interessiert mich auch die Integration der **realen Welt** in meine Arbeit.

### Interaktion mit realen Objekten und Umgebungen

In den letzten Jahren habe ich mit verschiedenen Smartphone-Kameras experimentiert – leider waren meine Scans meist nicht präzise genug, um wirklich etwas damit anzufangen.  
Ein professioneller 3D-Scanner war zu teuer, also bastelte ich mir eine Kombination aus einer **Raspberry-Pi-Kamera** und einem günstigen **TOF-Sensor**.  
Das Setup ist simpel, aber bei weitem nicht so genau wie Laser- oder LiDAR-Sensoren. Dann brachte Apple die ersten Geräte mit **zugänglichem LiDAR** heraus.

Durch meine Arbeit an der Universität hatte ich schließlich Zugriff auf ein Gerät mit LiDAR und begann, damit zu experimentieren.  
Ein paar Beispiele siehst du hier:

<div class="sketchfab-embed-wrapper"> <iframe title="DigiLab Hauptraum" frameborder="0" allowfullscreen mozallowfullscreen="true" webkitallowfullscreen="true" allow="autoplay; fullscreen; xr-spatial-tracking" xr-spatial-tracking execution-while-out-of-viewport execution-while-not-rendered web-share width="800" height="600" src="https://sketchfab.com/models/c880892c6b4746bc80717be1f81bf169/embed?ui_theme=dark&dnt=1"> </iframe> </div>

<div class="sketchfab-embed-wrapper"> <iframe title="VR-Raum DigiLab" frameborder="0" allowfullscreen mozallowfullscreen="true" webkitallowfullscreen="true" allow="autoplay; fullscreen; xr-spatial-tracking" xr-spatial-tracking execution-while-out-of-viewport execution-while-not-rendered web-share width="800" height="600" src="https://sketchfab.com/models/144b63002d004fb8ab478316e573da2e/embed?ui_theme=dark&dnt=1"> </iframe> </div>

Der letzte Scan hier wurde nur mit einer **Smartphone-Kamera** erstellt.  
Man erkennt deutlich, dass die Qualität geringer ist, aber angesichts der einfachen Technik finde ich das Ergebnis beeindruckend –  
und es zeigt, wie sehr solche Technologien gerade **demokratisiert** werden.

<div class="sketchfab-embed-wrapper"> <iframe title="Digitallabor UOS" frameborder="0" allowfullscreen mozallowfullscreen="true" webkitallowfullscreen="true" allow="autoplay; fullscreen; xr-spatial-tracking" xr-spatial-tracking execution-while-out-of-viewport execution-while-not-rendered web-share width="800" height="600" src="https://sketchfab.com/models/2f5cff5b08d243f2b2ceb94d788b9cd6/embed?ui_theme=dark&dnt=1"> </iframe> </div>

## Perspektive

Was dieser Abschnitt zeigen soll: Ich bin beim Thema **CAD** noch nicht da, wo ich gerne wäre.  
Ich fühle mich sicher genug, um kleine Reparaturen im Alltag anzugehen,  
aber beim **Konstruieren komplexer Bauteilgruppen**, die zusammen funktionieren müssen, fehlt mir noch technisches Know-how.  
Viele meiner Projekte sind halbfertig – einer der Hauptgründe ist der **Mangel an fachlichem Austausch** in meinem Umfeld.

Ich möchte mehr als nur Figuren oder Wearables gestalten.  
Ich möchte den **3D-Druck als Werkzeugerweiterung** nutzen –  
für mechanische oder elektrische Anwendungen, lebensmittelechte Objekte, oder einfach Dinge, die begeistern.  
Ich liebe die Idee, ein **Baukastensystem** zu entwickeln.  
Inspiriert von [Makeways auf Kickstarter](https://www.kickstarter.com/projects/makeway/makeway-create-intricate-courses-watch-your-marbles-soar) habe ich bereits angefangen, eigene Teile zu entwerfen.

Ein Traum von mir ist eine **eigene 3D-gedruckte Kaffeetasse**, die sowohl **spülmaschinenfest als auch lebensmittelecht** ist.  
Dafür müsste ich viel Materialforschung betreiben – aber genau das macht es spannend.  
Ich möchte ein Material finden, das **Abfälle** einbezieht, um weniger von **fossilen Kunststoffen** abhängig zu sein.  
In Berlin möchte ich mich mit den Leuten von [Kaffeform](https://www.kaffeeform.com/de/) austauschen, die **kompostierbare Becher** aus gebrauchten Espressoresten herstellen (wenn auch per Spritzgussverfahren).

Die Hersteller von **Komposit-Filamenten** sind bei der Beimischung nicht-plastischer Stoffe sehr vorsichtig,  
weil der **Extrusionsprozess** durch Düsen leicht fehleranfällig ist.  
Trotzdem glaube ich, dass gerade in diesem Bereich noch viel Potenzial steckt – besonders mit **Pelletdruckern**.

Große Teile meiner Auseinandersetzung mit **lokalem Recycling** verdanke ich den großartigen Leuten von [Precious Plastic](https://preciousplastic.com), deren Open-Source-Designs mich sehr inspiriert haben.  
Ich finde es schwer, über CAD zu schreiben, ohne gleichzeitig über den **Herstellungsprozess** zu sprechen –  
und ich halte das für etwas Gutes.  
Design und Umsetzung gehören für mich zusammen.

Um noch sicherer zu werden, möchte ich mich stärker auf **organische Formen** konzentrieren.  
Deshalb will ich tiefer in **Blender** einsteigen – ein großartiges Tool, das viel zu mächtig ist, um es nur über YouTube zu lernen.

## Software, die ich nutze und mag

<div class="buttons">
  <a class="colored external" href="https://alicevision.org/#meshroom">AliceVision Meshroom</a>
  <a class="colored external" href="https://scaniverse.com/">Scaniverse</a>
  <a class="colored external" href="https://sketchfab.com/arontaupe">Mein Sketchfab-Profil</a>
  <a class="colored external" href="https://play.google.com/store/apps/details?id=com.lvonasek.arcore3dscanner&hl=de&gl=DE">3D Live Scanner für Android</a>
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