Wie man ein 3D-Design für den 3D-Druck anpasst

Es ist bekannt, dass 3D-Modelle in der Realität nicht immer so umgesetzt werden konnten, wie sie auf dem Bildschirm aussahen. Was sind also bewährte Methoden um ein Objekt zu modellieren, das 3D-gedruckt werden soll. Wir zeigen, wie man die meist gemachten Fehler vermeidet, wie man lernt wie das Material und die 3D-Technik die Druckbarkeit des Modells beeinflussen und stellen sicher, dass ein qualitativ hochwertiges Design gefertigt werden konnte.

Digitales wird physisch – die Vorbereitung

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Bildquelle: Pixabay

3D-Modelle, die in einem digitalen Umfeld geschaffen wurden, halten nicht immer physikalischen Effekten, wie Schwerkraft oder inneren Spannungen an den Verbindungspunkten, stand. Das kann sich allerdings als kritisch herausstellen, sobald man das 3D-Projekt drucken will, da es zu einem tastbaren Objekt wird, welches den Gesetzen der Natur ausgeliefert ist. Im 3D-Modell ist zusätzliche Stabilität erforderlich, um diese Veränderungen zu berücksichtigen.

Es gibt einige kleine Regeln, mit denen sichergestellt werden kann, dass ein Design richtig vorbereitet ist:

  • Dünne Wände vermeiden
  • Sicherstellen, dass alle Teile einer geometrischen Form verbunden sind
  • Überprüfen, ob ein Modell wasserdicht ist
  • Beachten, dass die äußeren Flächen in einem kontinuierlichen Fluss gefertigt werden

 

3D-Druck Techniken & Material-Richtlinien

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Wie schon zusammengefasst im Blogbeitrag Die weltweit am meisten in der Industrie eingesetzten 3D-Drucktechnologien im Überblick, hat jede 3D-Drucktechnik spezifische technische Einschränkungen und Materialanforderungen. Um bei einem Vorgang die Drucktechnik zu optimieren, ist es wichtig, sich den Anforderungen des zu druckenden 3D-Modells bewusst zu werden.


Beachten Sie diese Grundregeln zur Vorbereitung eines 3D-Modells für spezifische Technologien:

  • Bei FDM und SLA sind für überhängende Abschnitte Stützstrukturen notwendig
  • Die Pulvertechnik braucht keine Stützstrukturen, mit Ausnahme von SLM
  • Für SLA und andere Pulvertechniken (SLS, SLM, CJP) ist es wichtig, Luftlöcher mit einzuarbeiten, damit überschüssiges Material, welches nicht gesintert wurde, entfernt werden kann
  • Wenn größere Objekte gedruckt werden, ist es besser diese auszuhöhlen, um weitere Materialkosten, aber auch Zeit zu sparen

  • Druckt man große, viele oder dünne Elemente, besteht die Gefahr, dass sie sich verzerren oder zusammenziehen. Dies kann aus inneren Spannungen während des Erkaltungsprozesses resultieren. Fügt man weiteres Material an den Ecken, welches zu einem späteren Zeitpunkt wieder entfernt werden kann, hinzu, wird ein stärkerer Zusammenhalt der äußeren Ecken erreicht.

  • Jede 3D-Drucktechnik besitzt eine andere Auflösung. Generell werden Details, die kleiner als 0,1 mm sind, nach dem Druckprozess nicht mehr sichtbar sein.

  • 3D-Druck hat auch eine eigene Maßtoleranz, d. h. dass die Maße eines physikalischen Objektes sich von denen der digitalen Version unterscheiden können. Die durchschnittliche Abweichung liegt bei -/+ 2% und muss jedes Mal berücksichtigt werden, wenn die Komponenten ineinander passen sollen.

 

Die Wanddicke einstellen

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Einer der meist gemachten Fehler bei der Vorbereitung von 3D-Modellen für den Druck ist, dass die Wände zu dünn sind. Während es in der digitalen Umgebung möglich ist, Flächen zu kreieren ohne die Dicke der Wände zu berücksichtigen, würde es in der physikalischen Umgebung zu einer Reihe von Problemen führen.

Dünne Elemente können, besonders wenn sie sich häufen, brechen, sich verziehen oder bieten nicht die nötige Festigkeit, um andere Teile des Modells zu stützen. Deswegen wird es Benutzern empfohlen, das Designen von Modellen zu vermeiden, die Komponenten enthalten, welche dünner als 1 mm sind. Dieser wichtige Aspekt ist das häufigste Feedback, dass Anwender der 3YOURMIND App basierend auf dem Produktionsmaterial, das ausgewählt wurde, erhalten.

Die richtige Auflösung für 3D-Modelle

3D-Druck basiert auf den übersetzten Gitterabbildungen eines Objekts. Diese sind eine Reihe von Dreiecken oder anderen Mehrecken, die an den gemeinsamen Ecken oder Rändern verbunden sind. Wenn Sie Ihr Modell exportieren und die Dreiecke justieren, ist es wichtig die richtige Einstellung der Anzahl an Dreiecken während des Outputs zu verwenden:

  • Benutzt man zu viele Dreiecke, kann dies den Druckprozess beeinträchtigen oder unnötig verlangsamen.

  • Benutzt man zu wenige Dreiecke, wird das Ergebnis grob oder hat eine niedrige Auflösung.

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Bildquelle: Meshify

Was kommt als nächstes?

Die Verbreitung additiver Fertigung steigert sich weiterhin und umfasst mittlerweile auch mehrere andere Industrien, da in vielen Fällen das Ergebnis viel günstiger und schneller ist, als eine traditionelle Fertigung. Das Etablieren bewährter Praktiken von Beginn an sowie das Automatisieren von Prozessen ermöglicht es Unternehmen, die Produktion zu vereinfachen und zu verschnellern. In unserem nächsten Blog wird der Fokus auf weiteren Anwendungsmöglichkeiten liegen, in denen 3D-Druck integriert wurde.

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