Die Besucher des Prager Zoos können einen ungewöhnlichen Anblick genießen: eine lebensgroße Nachbildung eines Triceratops-Schädels. Wir haben mithilfe der Fotogrammetrie einen 1:1-Klon eines echten Dinosaurierschädels erstellt und ihn auf unseren Original Prusa XL 3D-Druckern gedruckt. Die endgültige 226×153 cm große Skulptur ist eines der größten Dinge, die wir je gedruckt haben, und wiegt ohne Ständer über 66 Kilogramm (145 Pfund). Schauen wir uns an, wie wir sie gemacht haben!

Wie groß können Objekte in 3D gedruckt werden?

Wenn Sie Prag in der Tschechischen Republik einen Besuch abstatten, können Sie Ihre Reise damit beginnen, viel tiefer in die Geschichte einzutauchen, als es die schönen Straßen der Altstadt je könnten. Fast direkt neben dem Prager Flughafen befindet sich das POP Airport Shopping Center, das unter seinen vielen Bekleidungs- und Kosmetikgeschäften ein einzigartiges Geheimnis verbirgt: ein Dinosauriermuseum namens Dinosauria.

Mit echten 154 Millionen Jahre alten Fossilien und vielen lebensgroßen (und naturgetreuen) Modellen bietet die Ausstellung etwas für jeden Jurassic Park-Fan da draußen. Wir wurden natürlich auch neugierig und ein freundliches Gespräch mit den Mitarbeitern des Museums brachte schnell zwei Fragen hervor. Die erste war: „Können Sie einen Dinosaurierschädel scannen und in ein 3D-Modell verwandeln?“ und eine weitere Frage folgte schnell: „Können Sie vielleicht eine lebensgroße Replik des Schädels auf Ihren 3D-Druckern drucken?“, worauf unser Kollege sofort antwortete: „Darauf können Sie wetten, dass ich das kann.“

Nun, so hat er sich nicht ausgedrückt, aber wir tun gerne so, als hätte er es getan. Wie auch immer, es führte zu einer freundschaftlichen Herausforderung: Lassen Sie uns versuchen, einen echten Triceratops-Schädel zu scannen und eine 3D-gedruckte Replik zu erstellen.

Kennen Sie Trik den Triceratops

Trik ist der Dinosaurier, den wir im Museum gescannt haben. Sein Skelett wurde in der Hell Creek Formation in Montana gefunden. Das Skelett ist 66 Millionen Jahre alt und es wurde in einem relativ gut erhaltenen Zustand gefunden. Das Skelett von Trik zeigt, dass er extrem groß war, etwa 30% größer als für Triceratops horridus üblich. Das zeigt sich am besten an seinem Oberschenkelknochen, der 30 cm mehr misst als bei anderen Individuen dieser Art – 132 cm, also ungefähr die Größe eines neunjährigen Kindes. Trik könnte bis zu 9 Meter lang gewesen sein und etwa 12 Tonnen wiegen, so viel wie drei indische Elefanten zusammen. Die an seinem Skelett sichtbaren Beulen und Verletzungen deuten darauf hin, dass er im Laufe seines Lebens viele Angriffe überlebt hat – das große Loch in der knöchernen Halskrause wurde wahrscheinlich von einem T-Rex verursacht.

 

Triceratops, was so viel wie „Dreihorngesicht“ bedeutet, war ein pflanzenfressender Dinosaurier, der während der späten Kreidezeit, vor etwa 68 bis 66 Millionen Jahren, auf der Erde lebte. Dieser ikonische Dinosaurier ist für sein unverwechselbares Aussehen bekannt, das sich durch eine große knöcherne Halskrause an der Rückseite seines Schädels und drei Hörner im Gesicht auszeichnet. Die zwei langen Hörner über den Augen und ein kürzeres auf der Nase machten den Triceratops zu einem der markantesten und am besten verteidigten Dinosaurier seiner Zeit.

Eine interessante Tatsache über den Triceratops ist seine schiere Größe: Einige Exemplare erreichten eine Länge von bis zu 30 Fuß und ein Gewicht von über 10 Tonnen. Diese mächtigen Pflanzenfresser waren in der Lage, potenzielle Bedrohungen oder Rivalen anzugreifen und ihre Hörner zur Verteidigung und zur Demonstration von Dominanz einzusetzen. Fossilien von Triceratops wurden in Nordamerika gefunden, vor allem in Regionen wie Montana, South Dakota und Wyoming. Sie bieten wertvolle Einblicke in die Ökosysteme der späten Kreidezeit und in die Vielfalt der Dinosaurier, die sie bewohnten.

Triceratops horridus, Autor Nobu Tamura, lizensiert unter CC BY-SA

Vierhundert Fotos

Es gibt mehrere Möglichkeiten, ein digitales Abbild eines realen Objekts zu erstellen, aber nur zwei waren für diese Aufgabe geeignet. Ein tragbarer 3D-Scanner oder Photogrammetrie. Wir haben uns für Letzteres entschieden, weil es so leicht zugänglich ist. Wenn Sie eine DSLR-Kamera und einen mäßig leistungsstarken PC besitzen, können Sie das auch tun.

Wir haben eine Fujifilm X-H1 verwendet, um fast 400 digitale Fotos des gesamten Triceratops-Skeletts zu machen. Diese wurden dann auf die besten 250 Fotos reduziert, die wir schließlich in die beliebte Reality Capture Software einspeisten. Dieses Softwarepaket kann Hunderte von Fotos analysieren und sie in detaillierte 3D-Objekte verwandeln. Das hat allerdings seinen Preis – wir mussten eine leistungsstarke GeForce RTX 3080 GPU einsetzen, um die Fotos in einer angemessenen Zeit zu verarbeiten. In unserem Fall war das Ergebnis ein Modell mit 5.219.328 Dreiecken, was perfekt war, da wir so viele Details wie möglich benötigten. Und ein kleiner Spaß am Rande: Obwohl wir uns auf den Schädel konzentriert haben, reichten die Fotos aus, um auch den Körper recht gut zu rekonstruieren. Aber wir waren hauptsächlich an dem Schädel interessiert, also haben wir den Rest des Modells abgeschnitten.

Übrigens, wenn Sie sich den Schädel ansehen möchten, können Sie das gerne tun! Das Modell ist erhältlich bei Printables.com!

Meinen Schädel in Stücke schneiden

Der massive Schädel musste in kleinere Blöcke geschnitten werden, die auf dem Original Prusa XL gedruckt werden konnten. Technisch gesehen könnten wir sie sogar noch kleiner machen, aber das würde bedeuten, dass wir viel zu viele Schnitte machen müssten. Selbst mit dem riesigen XL-Drucker mussten wir das Modell in 34 große Teile zerlegen.

Übrigens, die jüngste PrusaSlicer Version (2.6.1) bietet ein komplett überarbeitetes und stark verbessertes System zum Schneiden von Objekten. Neben einem einfachen Schnitt über eine Ebene unterstützt das Tool jetzt auch erweiterte Funktionen, wie z.B. die Möglichkeit, verschiedene Verbindungen hinzuzufügen und zu konfigurieren, was das Zusammensetzen von Objekten erheblich erleichtert.

Am Ende waren fast zwei Liter Sekundenkleber nötig, um alles miteinander zu verbinden. Das resultierende Modell misst 226×153 Zentimeter (7,4“ x 5“) und wiegt 29 Kilogramm. Aber es gab immer noch etwas zu tun.

Unter freiem Himmel überleben

Wir wussten, dass der Schädel im Prager Zoo ausgestellt werden würde (einem der besten Zoos der Welt) und dass er vor dem Wetter geschützt werden musste – von sengend heißen Sommern bis zu eiskalten Wintern, Regen und Schnee. Und natürlich mussten wir die Nähte zwischen den einzelnen gedruckten Segmenten abdecken. Zunächst brachten wir drei Kilogramm Laminiermittel auf, um die Skulptur zu versiegeln.

Nachdem das Modell getrocknet war, bemalten wir es mit zwei Litern Farbe und maskierten die Nähte mit Spachtelmasse. Dann war es an der Zeit, den Schädel mit weiteren Farben zu bemalen, um ihn noch verwitterter und realistischer aussehen zu lassen. Schließlich wurde das Modell mit drei Litern UV-schützendem Klarlack überzogen.

Wir hatten von Anfang an geplant, den Schädel auszustellen. Aus diesem Grund montierten wir einen speziell angefertigten Metallrahmen in den Schädel, der das Gesamtgewicht auf 66 Kilogramm (145 Pfund) brachte. Vier Personen waren nötig, um den gedruckten Schädel in einen Lieferwagen zu laden.

Der Schädel kommt an

Es war eine Aufgabe für vier Personen, den Schädel auf einer massiven Stahlkonstruktion zu montieren, die zuvor im Zoo aufgestellt worden war.

Mit seiner dicken UV-schützenden Klarlackschicht sollte der Schädel so ziemlich das ganze Jahr über problemlos dem Wetter trotzen können. Wenn Sie also einmal dem Prager Zoo einen Besuch abstatten, können Sie sich einen der größten 3D-Drucke ansehen, die wir je hergestellt haben.

Übrigens wurde das Modell mit einem sehr einfachen PrusaSlicer-Tool in Stücke geschnitten – seine Fähigkeiten wurden in der jüngsten Version 2.6.1 massiv erweitert. Es gibt jedoch noch viele weitere Änderungen. Schauen Sie sich also unseren Blogartikel an, in dem alles Neue und Wichtige beschrieben wird.

Wenn Sie den Schädel selbst drucken möchten, besuchen Sie einfach Printables.com und laden Sie ihn kostenlos herunter!

Viel Spaß beim Drucken!