Sådan bruger en schweizisk brilleproducent SLS 3D-print til at producere briller af høj kvalitet
ved Christian Behrens-Thomsen på May 20, 2022
Takket være deres høje kvalitet, ekstravagante materialevalg og omhyggelige håndværk, kombineret med konstant nye og innovative ideer, er briller fraMarcus Marienfeld AG sig klart fra konventionelle glasstel.
Siden sine år som guldsmed har Marcus Marienfeld altid været på jagt efter innovation og udfordringer, når det gælder design og fremstilling af nye accessories.
Senest har han ved hjælp af enSikring 1integreret selektiv lasersintring (SLS) 3D-printning i produktionslinjen til hans glasrammer i hans schweiziske værksted til printning af dele til slutbrug og hurtig værktøjsfremstilling til formning af titanium.
I dette interview fortæller han om sine første skridt med SLS 3D-print, de fordele, det giver ham i serieproduktion såvel som til specialfremstillede produkter, og hvorfor han så godt kan lide at bruge nylon som råmateriale.
Fra guldsmed til brilleproducent
Marcus Marienfeld kom til sit nuværende hjemland, Schweiz, som guldsmed. Han så hurtigt potentialet i sin branche til at ændre - endda revolutionere - konventionelle og for det meste forældede produktionsteknikker.
Hans mission var ikke kun at bringe teknologi ind i smykkedesign, men også i produktionen.
Han startede i en virksomhed, der udviklede smykkekollektioner, og stræbte altid efter at tage alle dele af processen in-house og fremstille produktet i hånden, fra tegning til modelkonstruktion hele vejen til implementering og produktion.
Som guldsmed brugte han først SLA 3D-print. til hurtig prototyping af smykker og tilbehør, før han programmerede designene på en CNC-maskine.
I dag bruger Marienfeld primært SLS 3D-print inden for sit ekspertiseområde: brillefremstilling. Hans virksomhed integrerer Nylon 11 Powder-materialet i sine sofistikerede brillestel af høj kvalitet og bruger også SLS-dele som værktøj til fremstilling.
"Min grundlæggende idé er, at vi skal være selvforsynende i vores fremstillingsprocesser, at vi skal kunne påvirke processerne meget præcist og altid være fleksible. A 3D-printer som jeg kan tage med ind på mit eget kontor, opfylder præcis denne vision."
Marcus Marienfeld
3D-printning af glasrammer i serieproduktion på Fuse 1
Fra i år har Marcus Marienfeld AG i stigende grad integreret nylon i det usædvanlige materialevalg - som spænder fra kulstof til titanium, bøffelhorn og træ fra gamle egetræsfade - til deres luksusbriller ved hjælp af deres egetFuse 1 SLS 3D-printer.
"Vores briller er anderledes end dem, der findes derude," siger Marienfeld.
Med denne ambition besluttede han at indarbejde Formlabs materiale Nylon 11 i sine brilledesigns. Først blev mange forskellige designs testet i Marienfelds studie, hovedsageligt af stelforsider printet på Fuse 1. Fuse 1 blev også for nylig brugt for første gang til at fremstille en serie. I alt 80 færdige rammefronter kunne produceres i ét print på ca. 1,5 dag.
Takket være Fuse 1's store byggevolumen kunne i alt 80 rammefronter stables og produceres i ét print uden understøttende strukturer.
Da den giver mange detaljer og ikke kræver støttestrukturer, er den selektive lasersintringsteknologi på Fuse 1 velegnet til at printe delikate designelementer, som senere bearbejdes yderligere med en præcis pasform.
Brillestel af nylon 11 under efterbehandling i Fuse Sift.
Denne første serie af SLS 3D-printede briller skal udstyres med kulfiberstænger af høj kvalitet og derefter sælges til partnere over hele verden. Derudover er der allerede andre projekter til briller med nylonelementer på bordet i Marienfeld. Sportsbriller er designet med integrerede ventilationsåbninger, som skal færdiggøres i et interlaced print.
Fuse 1 bliver ved med at åbne nye horisonter for designeren. "Vi har designet særlige glas, som ikke bare er flade, men også tykkere på ydersiden. De er konstrueret næsten konisk. For at bygge noget som dette er 3D-print nøglen. Vi kan nemt implementere specielle designs, som ikke ville fungere med andre teknologier," forklarer Marienfeld.
De æstetiske fordele ved holdbart nylonmateriale
Mens mekaniske egenskaber som temperaturbestandighed eller ultimativ trækstyrke er vigtige for mange Fuse 1-brugere, har Marienfeld et helt andet perspektiv.
Da designeren skulle vælge materiale, valgte han primært nylon 11 på grund af dets æstetiske egenskaber.
"Jeg vil gerne fremhæve den mørke antracit i nylon 11 en smule. Det har et neutralt look, og man kan lege med materialekombinationer der, og hvis det er smykker, kan man kombinere farverige elementer meget godt," siger Marienfeld.
Desuden er den halvblanke finish, som stadig bevarer et vist greb efter efterbehandlingen, vigtig, både når Nylon 11-brillerne skal sælges, og når de skal bæres.
3D-print forvandler individuelle kundeønsker til virkelighed
Da Marcus Marienfeld AG også har brugt mange andre produktionsteknologier til sine briller i lang tid, kan der drages klare sammenligninger mellem 3D-printprocessen og traditionelle processer, såsom CNC-bearbejdning.
Carbonbrillerne hos Marienfeld bliver fræset på en CNC-maskine med fem akser. De gør alt arbejdet i detaljen, men Marienfeld kan ikke foretage individuelle ændringer, så hver kunde får en brille, der passer perfekt til deres ansigt.
"Med 3D-print kan jeg gøre det med det samme. Hvis man er fortrolig med CAD-design, kan man nemt foretage justeringer i 3D-modellen, uploade den til softwaren og printe den direkte. Når det kommer til fræsning, ville jeg derimod altid have brug for en individuel og dyr værktøjsudvikling for at holde elementerne i maskinen," forklarer Marienfeld.
For eksempel var han i stand til at implementere en bjergguides anmodning om et skræddersyet produkt. Takket være brugen af 3D-print kunne vi på bare to uger aflevere nylon-solbrillerne med særlige sideelementer mod solens stråler på bjerget.
"Fra kulstof, som kræver konventionelle fremstillingsmetoder, skal man nok regne med to til tre måneder for denne type produktion," forklarer Marienfeld.
SLS 3D-printet værktøj til formning af titanium
Ud over at fremstille briller med nylonelementer producerer Marcus Marienfeld AG også sit eget værktøj på Fuse 1. Nylon 11 er særligt velegnet til fremstilling af værktøj til briller af titanium på grund af dets styrke og dimensionsstabilitet.
"Ulempen ved titanium er, at det er svært at forme, bøje eller fræse. Men jeg fik den idé at prøve det med et 3D-printet nylon 11-presseværktøj, og det fungerer perfekt."
Marcus Marienfeld
"Vi laver presseværktøjer til at bøje glasrammer i den rigtige form. Der skal skabes en forskellig krumning af stellet afhængigt af brillemodellen. Førhen gjorde vi det meget besværligt med stålværktøjer, som koster meget pr. model," siger Marienfeld.
Et sådant produktionshjælpemiddel af Nylon 11, som består af et over- og underværktøj, skrues fast i en knækpresse på fabrikken og kan modstå et tryk på ca. 90 kg. Nylon 11's fremragende dimensionsstabilitet forhindrer, at der opstår fordybninger i værktøjet på de steder, hvor titaniumkanterne kommer i kontakt med værktøjet under så højt tryk.
Kontinuerlig innovation, drevet af 3D-print
"Vores mål er altid at vokse. Ikke i størrelse eller salgsvolumen, men i kvalitet og innovation. Vi ønsker at forblive en niche," siger Marienfeld om sit brand.
Med 3D-print har Marienfeld fundet en teknologi til sin virksomhed, der kan spare ham tid og penge ved prototype- og værktøjskonstruktion, samtidig med at den giver ham mulighed for løbende at udvikle sine produktdesigns og fremstillingsmetoder, så han altid kan inspirere sine kunder.
"Man bliver meget opfindsom og fantasifuld, når man har en 3D-printer som denne i huset. Jeg kan lave ting med en lille indsats, som jeg ellers ikke ville prøve."
Marcus Marienfeld
