Im Rampenlicht: 3D-gedruckte Brillen

Der 3D-Druck ist eine der neuesten technologischen Innovationen, die sich auf das Design und die Produktion von Brillen auswirken. Es wird verwendet, um neue Designs zu entwickeln und zunehmend Brillenkomponenten wie Brillenfassungen und Linsen direkt herzustellen. 
 
Das Marktforschungsunternehmen SmarTech Analysis prognostiziert, dass die Geschäftsumsätze für den 3D-Druck in der Brillenbranche im Jahr 2028 insgesamt 3,4 Milliarden US-Dollar erreichen werden. Das wichtigste Segment wird die endgültige Teilefertigung sein, die voraussichtlich 1,9 Milliarden US-Dollar erreichen wird. 
 
Heute untersuchen wir die Vorteile des 3D-Drucks, das Antreiben seine Einführung in der Brillenherstellung und gehen auf einige Beispiele für den 3D-Brillendruck ein. 
 
Werfen Sie einen Blick auf die anderen in dieser Serie behandelten Anwendungsmöglichkeiten:
 
3D Druck für Wärmeaustauscher 
 
3D Druck für Kugellager  
 
3D Druck für Fahrräder 
 
3D Druck für digitale Zahnmedizin & klare Zahnspangen 
 
3D Drück für medizinische Implantate 
 
3D gedruckte Raketen und die Zukunft der Raumfahrtindustrie 
 
3D Druck für die Schuhindustrie 
 
3D Druck für elektronische Komponenten 
 
3D Druck in Schienenfahrzeugen   
 

Vorteile des 3D-Drucks für Brillen 

Größere Gestaltungsmöglichkeiten 

 
Der 3D-Druck gibt Brillendesignern mehr Freiheit bei der Gestaltung neuer Looks. Designer können mit neuen Formen und Texturen experimentieren, die mit herkömmlichen Techniken schwierig und in vielen Fällen wirtschaftlich nicht umsetzbar wären. 
 

So hat zum Beispiel das Hoet Design Studio, ein belgischer High-End-Brillenhersteller, die Hoet Couture-Kollektion mit Hilfe des 3D-Drucks entwickelt. Die Kollektion umfasst fünf Modelle, die in Laserschmelztechnologie hergestellt wurden. Der vordere Teil des Glasrahmens besteht aus Titan mit einer maschenartigen geometrischen Struktur, die nur durch 3D-Druck hergestellt werden kann. 
 

Maßanpassung 

 
Kunden, die Brillen kaufen möchten, erwarten zunehmend maßgeschneiderte Optionen, die direkt auf ihren Geschmack und ihre Vorlieben zugeschnitten sind.
 
In einem typischen Szenario besuchen die Verbraucher den Optiker und wählen eine Brille aus, die dann vermessen wird, um zu markieren, wo sich der Mittelpunkt des Auges befindet. Der Optiker schickt dann die Rahmen ab, um sie mit den richtigen Linsen auszustatten. Wochen später kehrt der Verbraucher zu einer Anpassung zurück, bei der der Optiker dann die Bügel des Rahmens und die Nasenstücke anpasst und auch sicherstellt, dass die Brille symmetrisch im Gesicht sitzt.
 
Diese standardisierte Produktion und ein einheitlicher Ansatz reichen jedoch oft nicht mehr aus.
 
Mit der Einführung digitaler Technologien wie 3D-Druck und Scannen können Verbraucher ihre Gesichter beim ersten Besuch scannen lassen, um dann eine Brille entwerfen zu lassen, die nicht angepasst werden muss. 
 
Infolgedessen wird der 3D-Druck zu einer der Lösungen für Probleme wie eine schlecht sitzenden Brille, die nach unten rutscht und die Augen belastet. 
 
Gleichzeitig ermöglicht die Technologie den Brillenherstellern, ihren Kunden mehr Möglichkeiten bei der Gestaltung der Brillenfassungen zu bieten. Zu den Optionen können verschiedene Formen, Farben und Texturen gehören. 
 

Höhere Markt Reaktivität 

 
Mit dem 3D-Druck können Brillenhersteller auf dem neuesten Stand der Brillentrends bleiben und Produkte schneller herstellen, ohne in zusätzliche und oftmals sehr teure Werkzeuge investieren zu müssen. 
 
Die Mode ändert sich schnell, und Brillen sehen schnell veraltet aus, sodass ein Hersteller über einen hohen veralteten Lagerbestand verfügen kann und dann die Aufgabe hat, seine Produktion auf neue Designs umzustellen. Andererseits jedoch können Unternehmen dank des 3D-Drucks von Brillen schneller als je zuvor auf Änderungen im Stil und in der Marktnachfrage reagieren. 
 

Technologien und Materialien für den 3D-Druck von Brillen 

 
Die Schlüsseltechnologie für den 3D-Druck von Brillenprodukten ist das Selektive Lasersintern (SLS). SLS ist eine Pulverbett-Fusion 3D-Drucktechnologie, die mit Hilfe eines Laserstrahls pulverförmiges Material, typischerweise Nylon, selektiv schmilzt und verschmilzt.
 
Die SLS-Technologie ist ideal für die Erstellung hochkomplexer Teile, da im Gegensatz zu SLA (Stereolithography) und FDM (Fused Deposition Modeling) keine Stützstrukturen erforderlich sind. Ungesintertes Pulver, das vom Druckprozess übrig geblieben ist, wird verwendet, um dem Teil zusätzliche Festigkeit und Unterstützung zu verleihen, wodurch es als eigene Stützstruktur fungiert.
 
SLS-Drucke weisen jedoch normalerweise eine raue Oberfläche auf und erfordern eine zusätzliche Nachbearbeitung, um diese zu verbessern. Einige Unternehmen finden jedoch rauere Oberflächen von Vorteil. 
 
„Am Anfang, als wir noch sehr raue Rahmen machten, dachten einige Leute, dass es wirklich gut war und fragten, wie wir sie gemacht haben. Manchmal hat man ein Problem und kann es als Tugend verkaufen “, sagt MONOQOOL-Gründer Allan Petersen in einem Interview mit 3dpbm. 
 
Neben SLS prüfen einige Unternehmen auch SLA. Diese Technologie, die auf dem Verfestigen eines flüssigen Harzes mit einem Laserstrahl basiert, wird jedoch typischerweise zum Erzeugen von Mustern von Brillengestellen für das Feingießen verwendet. 
 
Metall-3D-Druck, insbesondere Selective Laser Melting (SLM), kann auch bei der Herstellung von Brillen eingesetzt werden, ist jedoch aufgrund der hohen Material- und Prozesskosten nur begrenzt einsetzbar. 
 

Beispiele für den 3D-Druck von Brillen 

MONOQOOL’S schraubenlose Brillen

 
MONOQOOL ist ein dänischer Brillenhersteller, dessen schraubenloses Rahmendesign dank des 3D-Druck möglich wurde. Das Unternehmen begann Anfang der 2010er Jahre, die Technologie für das Prototyping einzusetzen, und beschloss einige Jahre später, zwischen 2012 und 2013, den Sprung in die 3D-Produktion. 
 

Laut MONOQOOL ist der Einstieg in ein 3D-Druck-Brillengeschäft recht einfach, da nur geringe Investitionen erforderlich sind, insbesondere wenn Sie mit einem Dienstleister zusammenarbeiten. 
 
Zur Herstellung von 3D-gedruckten Rahmen verwendet MONOQOOL Polyamid (Nylon) -Pulver und SLS-Technologie. Jeder Rahmen besteht aus 400 ultrafeinen Schichten. Eines der einzigartigen Elemente der MONOQOOL-Rahmen ist ein cleveres Spiralscharnier, mit dem Brillen ohne Schrauben, Schweißen oder Bolzen hergestellt werden können. Das innovative Design in Kombination mit der 3D-Drucktechnologie ermöglicht eine ultraleichte Brille mit einem Gewicht von bis zu 4 Gramm, wodurch der Tragekomfort erhöht wird. 
 
Derzeit werden die Rahmen von MONOQOOL in rund 1.000 Geschäften auf der ganzen Welt verkauft. 
 

Maßgeschneiderte Brillenfassungen von Specsy 

 
Das kanadische Unternehmen Specsy ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie Brillenhersteller den 3D-Druck nutzen können, um einzigartige Brillen herzustellen.

Specsy bietet Optikern eine App für den Einzelhandel, die Augmented Reality- und 3D-Scantechnologien verwendet. Dank der Cloud-basierten Plattform können Optiker benutzerdefinierte Rahmen in Geschäften entwerfen. Die App verwendet Gesichts-3D-Scans, mit denen Patienten Rahmen auf einem Livebild ihres Gesichts mitentwerfen können..
 
Sobald das Design bestätigt ist, fertigt das Unternehmen Rahmen mit Hilfe mehrerer hauseigener Mehrfarb-3D-Drucker. Der Druckvorgang dauert ca. 8 Stunden. Danach werden die Rahmen drei Tage lang zusammengebaut und von Hand überprüft.
 
Mit diesem Ansatz haben Optiker die Möglichkeit, einen wirklich maßgeschneiderten Rahmen anzubieten, der auf die ästhetischen Vorlieben und Spezifikationen des Patienten zugeschnitten ist.
 
Specsy hat es sich zum Ziel gesetzt, neben den Kunststoffrahmen, die das Unternehmen derzeit anbietet, auch kundenspezifische Metallrahmen anzubieten.
 

3D-gedruckte Linsen von Luxexcel 

 
Bei der Herstellung von Brillengläsern bietet der 3D-Druck einen neuartigen Ansatz, den das niederländische Unternehmen Luxexcel entwickelt hat. 
 
Das Unternehmen hat eine proprietäre VisionPlatform entwickelt, die aus industriellen 3D-Druckern, Objektivdesign-Software und Workflow-Integrationstools besteht. Die Plattform ermöglicht den 3D-Druck von Brillengläsern in Augenqualität, die den Industriestandards entsprechen, einschließlich aller ANSI-, ISO- und FDA-Anforderungen.
 

Die Verwendung des 3D-Drucks für die Herstellung von Linsen bietet gegenüber herkömmlichen Herstellungsverfahren mehrere Vorteile. 
 
Das herkömmliche Verfahren zur Herstellung kundenspezifischer optischer Linsen umfasst mehrere Bearbeitungsschritte, bei denen Material von einem Linsenrohling abgezogen wird, was zu etwa 80 Prozent Materialverschwendung führt. Es ist auch ein renditearmer und arbeitsintensiver Ansatz.
 
Das von Luxexcel entwickeltes Verfahren beginnt damit, dass das benutzerdefinierte Linsendesign und die Oberflächenverordnung in der VisionMaster ™ -Software von Luxexcel für den Druck vorbereitet werden. Das flüssige Material von Luxexcel, VisionClear ™, wird in den VisionEngine ™ 3D-Drucker geladen, der Linsen erzeugt, indem winzige Tröpfchen eines UV-härtbaren Harzes auf das Substrat gespritzt und mit UV-Licht gehärtet werden. Diese Lösung ist in der Lage, kundenspezifische Linsen in größerem Volumen und mit weniger Materialverschwendung herzustellen.
 
In den letzten 12 Monaten wurden 5.000 Linsen auf mehreren VisionPlatform-Systemen gedruckt. Dies ermöglichte es dem Unternehmen, die Technologie auf ein Niveau zu bringen, bei dem kommerzielle Objektive täglich an Kunden ausgeliefert werden.
 

Die Zukunft des Brillendrucks in 3D 

 
3D-gedruckte Brillen ziehen zunehmend die Aufmerksamkeit von Verbrauchern und Herstellern auf sich. Obwohl eine Reihe von Unternehmen mit dem 3D-Druck von Brillen Pionierarbeit leistet, ist die Technologie noch nicht für die Massenproduktion bereit und wird hauptsächlich zur Herstellung kleiner Chargen von Produkten verwendet. 
 
Der 3D-Druck bietet den Brillenherstellern jedoch die Möglichkeit, sich zu differenzieren und neue, größtenteils ungenutzte Möglichkeiten zu erkunden, beispielsweise maßgeschneiderte Produkte. Dies bedeutet letztendlich, dass die Hersteller die Möglichkeiten des 3D-Drucks weiter ausloten werden, sodass mehr Menschen von besser sitzenden, einzigartigen Brillen profitieren können.