Lithophanie mit der CNC Fräse

Dieses Fallbeispiel erklärt was Lithophanie ist und wie 3D Bilder mit einer CNC Fräse bzw. mit einer computergesteuerten Graviermaschine hergestellt werden könen. Dabei kommt ein Gravierstichel und die Software PhotoVCarve zum Einsatz.

Lithophie ermöglicht die Herstellung von atemberaubenden Familienportraits, die welche über Generationen hinweg erhalten bleiben. Familie, Freunde und Arbeitskollegen werden alle Bilder der 3D Lithophanie Ihrer Lieben haben wollen. Gravuren immerwährender und sichtbarer Erinnerungen, die auch nach langer Zeit nicht verblassen oder altern. Ein flaches Stück Corian oder Plexiglas mit den Maßen 45cm x 30cm x 0.6cm Dicke kann für ca. 10€ in einen wunderschönen Familienschatz verwandelt werden, welcher ein Leben lang währt!

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Allgemeine Infos

Werkstück:Lithophanie
MaterialGravurkunststoff
VerfahrwegX=400 mm; Y=300 mm; Z=110 mm
Anwendungsart:Fotogravur
Verwendete Maschine & Zubehör:High-Z S400, Gravierstichel
Verwendete Software:PhotoVCarve; WinPC-NC

Was ist Lithophanie?

Lithophanie wird auch Buscuit-Porzellan genannt. Es sind 3D Fotografien, welche in normalem Licht etwas einfach und leblos aussehen. Bei rückwärtiger Beleuchtung verändern sie sich jedoch in erstaunliche, lebendige 3D Bilder mit einer Tiefe und Detail, welche in einer normalen 2D Fotografie nicht sichtbar sind.

Lithophanien haben Ihren Ursprung in einer Herstellung, welche in der Mitte des 18. Jahrhunderts für Massenproduktion von 3D Bildern aus Porzellan entwickelt wurde. Ein 3D Entwurf wurde in ein dünnes Stück Bienenwachs eingraviert, welches dann über eine angezündete Kerze gehalten wurde, um zu zeigen, wie dann das Licht das Bienenwachs durchdringt. Dieses Masterstück wurde für die Herstellung von Gussformen genutzt, mit welchen der Entwurf in Porzellan gegossen wurde. Die Menge der Lichtdurchdringung ist abhängig von der Dicke des Porzellans.

Bedeutung und Herkunft von Lithophanie

Die Griechische Herkunft von Lithophanien bedeutet „Licht in Stein'“ oder „erscheinen in Stein“. Beispiele der Lithophanie finden wir in dekorativen Lampenschirmen und Fensterglas, welche durch rückwärtige Beleuchtung zum Leben erweckt wurden. Auch Deutsche Biergläser mit durchsichtigen Böden gehören zu Beispielen für Lithophanie. Diese Böden veränderten sich in 3D Bilder, sobald das Bier ausgetrunken war.

Man findet nur noch sehr wenige der original antiken Lithophanien, da die 3D Bilder grob und wertlos aussehen, sofern sie nicht von hinten beleuchtet sind.

Fotografien als Lithophanien fräsen

Damit Lithophanien lebendig wirken, müssen sie aus einem transluzenten Material hergestellt werden, das lichtdurchlässig, aber nicht transparent ist. Der 3D Effekt ist ein direktes Ergebnis des Fräsvorganges, bei welchem die Fotografie an den Stellen der Lichtdurchlässigkeit dünner gefräst werden und die die dunkleren Stellen dicker bleiben. PhotoVCarve tut dies ganz automatisch. Der Unterschied der Materialstärke bestimmt die durchdringende Lichtmenge.

Material für Lithophanie

Das ideale Material für Lithophanie ist 6mm weißes Corian. Dies ein synthetisches, festes Oberflächenmaterial, hergestellt von der Firma DuPont. Es kann relativ schwierig sein, Corian zu erhalten, da das Material nur von speziellen Vertreibern verkauft wird und von bekannten Händlern genutzt wird. Viele unserer Kunden haben Ihre Küchen- und Badezimmerfachleute gefragt und folglich Restmaterial gekauft. Obwohl Corian ein recht hartes Material zu seinen scheint, wird es während des Fräsvorgangs zu feinem Puder und lässt sich leicht bearbeiten.

Avonite ist ein Material mit ähnlich transluzenter Eigenschaft wie Corian und gibt bei der Herstellung von Lithophanie ein gutes Ergebnis.

Plexiglas ist weiß transluzent und kann ebenso genutzt werden. Obwohl es günstiger und leichter erhältlich ist, ist dieses Material meist schwieriger in der Herstellung. Plexiglas gibt es als gegossene oder stranggepresste Platten, wobei gegossenes Plexiglas wesentlich besser für die Herstellung geeignet ist, da es weder schmilzt, noch an dem Schneider klebt. Der Schneider muss extrem scharf sein und das Kühlen mit einem Luftstrahl oder Gleitmittel wird das Fräsen vereinfachen.

Der richtige Fräser für Lithophanie

Um gleichmässige Lithophanie von hoher Qualität herzustellen, sollte ein Kugelfräser oder Gravierstichel benutzt werden. Generell kann man sagen, je detaillierter der Entwurf, desto kleiner sollte der Durchmesser der Schneider sein, um sicherzustellen, dass das Maximum an Details in das Werkstück gefräst wird. Je größer der Fräserkopf desto weniger Detail wird gefräst.

Ein 3mm Durchmesser Kugelfräser gibt einen guten Detailgrad für Lithophanie größer als 250mm x 250mm. Ein Kugelfräser mit kleinerem Durchmesser wird immer detailgetreuer sein. Doch man sollte im Auge behalten, dass ein kleinerer Durchmesser die Schrittfolge verringert, was in höherem Zeitaufwand resultiert. Für kleinere Werkstücke wird ein 1,5mm Kugelfräser oder 0,3mm Gravierstichel empfohlen. Konische Kugelfräser sind stärker und es besteht eine geringere Gefahr des Brechens, da die Schnittkante breiter, dicker und stärker ist.