Musterauswahl

Die Fibonacci-Sequenz ist in natürlichen Mustern wie der Anordnung von Blättern, Tannenzapfen und Sonnenblumenkernen, aber auch in Kunst und Mathematik zu finden. Diese Sequenz kann visuell durch eine logarithmische Spirale dargestellt werden. Ihre Beziehung zum Goldenen Schnitt macht sie noch interessanter.

Die Erstellung einer 3D-Darstellung der Fibonacci-Folge wird es Museumsbesuchern, insbesondere solchen mit Sehbehinderungen, ermöglichen, die Beziehung zwischen Mathematik und Natur durch Berührung zu verstehen und die geordnete Anordnung natürlicher Elemente zu erleben.

Die Fibonacci-Folge ist eine Reihe von ganzen Zahlen, bei der jeder Term die Summe der beiden vorhergehenden ist. Sie beginnt mit den Zahlen 0 und 1 und kann mathematisch als F(n) = F(n-1) + F(n-2) ausgedrückt werden, wobei F(n) den n-ten Term der Folge darstellt.

 

Fibonacci in der Natur: Das 3D-Modell

Die Schale einer Schnecke ist eine natürliche Form, die einem Muster folgt, das eine logarithmische Spirale nachahmt. Wenn die Fibonacci-Folge fortschreitet, wird der Quotient zwischen zwei aufeinanderfolgenden Termen dem Goldenen Schnitt (ungefähr 1,618) näherkommen. Obwohl die Schale der Schnecke nicht absolut die Zahlen der Fibonacci-Folge zeigt, sind ihre Form und Geometrie eng mit der Folge und dem Goldenen Schnitt

 

Materialien und Fertigungstechnologie

Wir werden die 3D-Drucktechnologie Fused Deposition Modeling (FDM) mit einem Original Prusa MK4-Drucker in Kombination mit der Verwendung von Polymilchsäure-Kunststoff (PLA) verwenden.

PLA ist eine ideale Materialwahl für dieses Projekt, da es biologisch abbaubar ist und somit nachhaltig und umweltfreundlich. Darüber hinaus ist es einfach im 3D-Druck zu verwenden, da seine relativ niedrige Schmelztemperatur eine minimale Schrumpfung bietet und während des Druckens keine schädlichen Gase emittiert.

Die FDM-Technologie ist eine der häufigsten und erschwinglichsten im Bereich des 3D-Drucks, da sie die Erstellung komplexer Modelle mit einem hohen Maß an Präzision ermöglicht. Diese Technologie funktioniert, indem aufeinanderfolgende Schichten aus geschmolzenem Material (im Falle dieses Projekts wird es PLA sein) aufgetragen werden, die abkühlen und erstarren, um das endgültige Objekt Schicht für Schicht zu bilden.

Schließlich ist der Original Prusa MK4 3D-Drucker die neueste Ergänzung des Unternehmens zum jetzigen Zeitpunkt (13/05/2023), eine Maschine von großer Präzision, Zuverlässigkeit und mit einer riesigen Benutzergemeinschaft, die in jedem Fall Unterstützung und Beratung bieten kann.

 

Vorbereitung eines 3D-Modells

Die Tatsache, dass das Schneckenhausmodell innen hohl ist, wird dazu beitragen, Material und Druckzeit zu sparen. Darüber hinaus werden wir das Modell in zwei Teile mit flachen Oberflächen aufteilen, um mehr Stabilität zu erreichen und die Verwendung von Stützen zu vermeiden, da beide Teile mit der flachen Seite auf dem Druckerbett gedruckt werden können.

 

3D-Modellschneiden

Konfigurieren Sie den Druck wie folgt im oberen rechten Panel (G-CODE bereitgestellt):

• Schichtdicke 0,15 mm mit Qualitätsprofil.
• Prusament PLA-Filament.
• Original Prusa MK4-Drucker mit einer 0,4 mm Düse.
• 70% Füllmaterial, um es steif zu machen.

 

Modell-Montage

Nachdem die beiden Teile der Schneckenmuschel gedruckt wurden, müssen sie mit dem folgenden Verfahren zusammengefügt werden:

• Vorbereitung der Verbindungsflächen mit feinem Schmirgelpapier, um die flachen Oberflächen beider Hälften zu glätten, und somit sicherzustellen, dass die Verbindung stabiler ist.
• Teste, ob die Passform richtig passt.
• Tragen Sie "Superkleber" (Cyanacrylat) auf beide Kontaktflächen auf.
• Fügen Sie die beiden Teile sorgfältig zusammen und stellen Sie sicher, dass sie gut ausgerichtet sind, während Sie sie einige Minuten lang manuell zusammenhalten.
• Lass das Stück einige Stunden lang trocknen, ohne es anzufassen.
• Für den letzten Schliff kann bei Bedarf mehr Schmirgelpapier verwendet werden, um überschüssigen Klebstoff oder Unvollkommenheiten an der Verbindungsstelle zu glätten. Außerdem kann die Option in Betracht gezogen werden, das Stück zu lackieren oder zu lackieren, um sein Aussehen zu verbessern oder es vor Berührungen zu schützen.