Posted By Sculpteo on Jul 26, 2017 |

Haben Sie schon einmal ein 3D-Modell erstellt, das aufgrund seiner Zerbrechlichkeit nicht 3D-gedruckt werden konnte? Die Berechnung der Mindestwandstärke ist einer der wichtigsten Schritte bei der Vorbereitung eines 3D-Modells für den 3D-Druck. In diesem Blogpost haben wir für Sie einige Tipps vorbereitet, die Sie bei der Gestaltung Ihres Teils beachten sollten, sowie einen Überblick über die 3D-Druck-Tools von Sculpteo, die Ihnen zum Erfolg verhelfen werden.

Die Mindestwandstärke bezieht sich auf die Mindestdicke, die Ihr Modell für ein bestimmtes Material oder eine bestimmte Technologie haben sollte. Ein besseres Verständnis der Wandstärke ist notwendig, bevor Sie sich für den 3D-Druck Ihres Objekts entscheiden, da ein 3D-Drucker diese spezifische Stärke benötigt, um Ihr Objekt erfolgreich zu drucken. Wenn es um den 3D-Druck geht, sind Probleme mit der Wandstärke oft der Grund, warum Ihr Modell nicht gedruckt werden kann. Es gibt vier wesentliche Punkte, die Sie berücksichtigen müssen, um ein schlechtes Ergebnis zu vermeiden, wenn Sie Ihr 3D-Modell an einen Online-3D-Druckdienst oder sogar an Ihren eigenen 3D-Drucker senden.

Setzen Sie den Mindestmaßstab Ihres Modells

Die Modellierung Ihrer 3D-Datei erfordert nicht unbedingt, dass Sie mit einer bestimmten Einheit oder einem bestimmten Maßstab arbeiten. Das gilt besonders für Software wie Blender, bei der man zwar Proportionen, aber keine Einheiten angeben kann. Diese Aufgabe wird nach der Modellierungsphase erledigt, wenn Sie Ihr Modell an einen 3D-Drucker schicken. Aus diesem Grund müssen Sie zu diesem Zeitpunkt besonders auf den Maßstab und die Größe Ihres 3D-Modells achten. Wenn Sie einen 3D-Druck in Millimetern statt in Zentimetern erstellen, kann das sehr wohl zu einem schlechten 3D-Druck führen.

Ein Beispiel dafür findet man bei Architekturmodellen. Das ist in der Tat eines der Hauptprobleme, auf das wir bei der Zusammenarbeit mit La Cité de L’Architecture bei der Reproduktion von La Merveille gestoßen sind. Bei Architekturmodellen kann es zum Beispiel durchaus möglich sein, ein Modell im Maßstab 1:10 in 3D zu drucken, während es bei einem Maßstab von 1:250 einfach unmöglich ist. Ab einem bestimmten Grad der Miniaturisierung verschwinden die Details (die in der digitalen 3D-Datei enthalten sind), wenn es sich um ein physisches Objekt handelt, weil der 3D-Drucker nicht in der Lage ist, sie zu erzeugen (oder nur sehr zerbrechliche). Bei architektonischen Modellen ist oft ein menschliches Eingreifen erforderlich, um zu entscheiden, welche Details beibehalten werden und welche nicht, damit die 3D-Datei keine Informationen enthält, die nicht gedruckt werden können.

Ein 3D-Druckmodell für architektonische Zwecke

Auch hier ist das Ergebnis, dass die Details nicht gedruckt werden können oder im schlimmsten Fall brechen oder sogar den 3D-Drucker zum Absturz bringen können.

Prüfen Sie die Mindestwandstärke des von Ihnen gewählten 3D-Druckmaterials

Jedes 3D-Druckmaterial (und damit jede Technologie) verhält sich anders. Während die Spezifikationen für jede 3D-Drucktechnologie ungefähr gleich bleiben, können Sie beim Wechsel zwischen verschiedenen Technologien sehr spezifische Richtlinien finden. Wenn Sie sich z. B. dafür entscheiden, Ihre Teile mit unseren Kunststoff- oder Alumid-Materialien zu drucken, können Sie sich leicht auf die Grenzen der verwendeten Technologie beziehen. Im Falle von Kunststoff ist die Mindestwandstärke in unseren Designanforderungen auf 0,8 mm festgelegt. Wenn Sie jedoch mit Multicolor 3D drucken möchten, müssen Sie die Mindestwandstärke auf 2 mm festlegen.

Für unsere stärksten Metall-3D-Druckmaterialien, insbesondere die Metallmaterialien mit DMLS-Technologie wie Titan Ti64 und Edelstahl 316L, beträgt die Mindestwandstärke, die Sie für Ihr 3D-Modell benötigen, 2 mm. Für ein leichtes und starkes Material wie Aluminium AlSi7Mg0.6 muss die Wandstärke sogar mindestens 0,5 mm betragen.

Optimierte Formen für den 3D-Druck erstellen

Ein wichtiger Faktor für die Wandstärke ist natürlich die Struktur und die Geometrie des Entwurfs. Es gibt zwei Dinge, bei denen 3D-Drucker schlecht sind: Überhänge und große ebene Flächen.
Um das Problem der Überhänge zu vermeiden, verwenden einige 3D-Drucktechnologien Stützen, die das Teil während des Drucks halten. Diese Stützen können mit Hilfe eines chemischen Bades entfernt werden, während bei anderen Verfahren (wie SLA oder DLP) die Stützen manuell entfernt werden müssen, was wahrscheinlich einige „Spuren“ auf dem 3D-Druck hinterlassen wird. Beim pulverbasierten 3D-Druck (SLS oder Binder Jetting) ist das Problem etwas anders gelagert, da das Pulver selbst im Druckvolumen als Träger dient. Dadurch kann die Maschine komplexe Formen ohne Unterstützung konstruieren. Allerdings gilt auch hier die Physik, und extreme Überhänge sind immer noch nicht druckbar oder müssen zunächst getestet werden.

Beispiel für einen Überhang, der zu einem nicht druckbaren Objekt führen würde.

Wenn Sie eine große Fläche (oder besser noch eine große ebene Fläche) in 3D drucken wollen, müssen Sie berücksichtigen, dass die Maschine in der Lage sein muss, die „freitragenden Wände“ physisch zu bauen, oder dass die ebenen Flächen dazu neigen, sich beim Abkühlen zu wickeln. Das bedeutet, dass flache Oberflächen in einer 3D-Datei, die nicht dick genug sind, nach dem Druck nicht flach bleiben.

Beispiel für die Kunststoff-Mindestwanddicke für gestützte und nicht gestützte Wände

Versuchen Sie, zu dicke Wände zu vermeiden

Zu dicke Wände können auch ein Grund sein, warum wir Ihr Teil nicht in 3D drucken können. Eine zu hohe Wandstärke kann zu viel Spannung erzeugen, was dazu führen kann, dass Ihr 3D-gedrucktes Objekt Risse bekommt oder, wenn es noch dicker ist, bricht. Aus diesem Grund empfehlen wir Ihnen immer, die jeweiligen Materialrichtlinien zu überprüfen und die maximale Wandstärke zu beachten.

Vergessen Sie nicht die Schwerkraft!

Auch wenn man alle oben genannten Punkte beachtet hat, übersieht man manchmal Dinge, die eigentlich offensichtlich sind: die Schwerkraft existiert. Unser Operator wird sich zwar bemühen, physikalische Fehlentwicklungen wie schwebende Teile, instabile Positionen oder Teile, die im Verhältnis zu ihrer Dicke zu viel Gewicht tragen, zu erkennen, aber es ist immer einfacher, sie von vornherein zu korrigieren. Besondere Sorgfalt muss auf die Geometrie Ihrer Konstruktion verwendet werden, und die am stärksten beanspruchten Teile müssen verdickt werden.

Das ist doch selbsterklärend, oder?

Was kann man tun, um diese Fehler leicht zu bekämpfen?

Bei Sculpteo ist der 3D-Druck mit wenigen Klicks zugänglich und einfach. In diesem zweiten Teil des Beitrags entdeckst du unsere Online-Tools für den 3D-Druck, mit denen du die Wandstärke deines Entwurfs direkt auf unserer Benutzeroberfläche überprüfen und verbessern kannst. So müssen Sie nicht mehr zu Ihrer 3D-Modellierungssoftware zurückkehren.

1. Überprüfen Sie die Festigkeit Ihres 3D-Druckteils mit Solidity Check

Wenn Sie Ihre 3D-Datei auf unsere Website hochladen, werden Sie feststellen, dass wir eine korrekte Darstellung Ihrer 3D-Datei anzeigen. Diese Heatmap oder Solidity Check ist ein Teil der Überprüfungs-Registerkarte und zeigt, wo Ihr Modell zu dünn ist. Diese Heatmap wird in Abhängigkeit vom Material und der endgültigen Größe Ihrer Objekte erstellt. Wenn alles grün ist, ist Ihr Modell einsatzbereit. Wenn jedoch einige Teile zu zerbrechlich sind und die Mindestdicke nicht einhalten, werden sie orange oder sogar rot angezeigt. Das bedeutet, dass Ihr Objekt zerbrechlich ist und leicht brechen kann. In diesem Fall sollten Sie Ihr Modell noch einmal überprüfen.

Die Festigkeitsprüfung ist ein hervorragendes Werkzeug, um die Festigkeit Ihres Objekts zu überprüfen, und gleichzeitig sehr einfach und schnell zu bedienen. Es ist der erste Schritt, den Sie tun sollten, bevor Sie Ihre Bestellung abschließen. Wenn Sie die Modellgröße oder das Material ändern, wird die Aktualisierung automatisch vorgenommen.

Sie können sich auf unserer Testseite über Solidity Check informieren, um mehr über die Funktionsweise dieses 3D-Drucksoftware-Tools zu erfahren.

Automatische Korrektur Ihres 3D-Modells mit unserem Verdickungs-Tool

Das Verdickungs-Tool funktioniert, indem es automatisch die fehlende Dicke Ihres 3D-Modells korrigiert, um die Mindestdicke einzuhalten. Dieses 3D-Drucksoftware-Tool berechnet für jeden Punkt, der zu zerbrechlichen Teilen gehört, eine neue Position, um ein Netz zu erstellen, das die Mindestwandstärke einhält. Unser Verdickungswerkzeug ist zusammen mit Solidity Check, Cutaway view und 3D Print Dossier – Final Proof in unserem Set von Reviewing Tools enthalten.

Before using Thickening:

Nach Verwendung der Verdickung:

Nutzen Sie unser Werkzeug zum Aushöhlen, um Ihr Modell zu optimieren

Wenn Sie sich fragen, welche Wandstärke für ein komplexes Modell am besten geeignet ist, das ausgehöhlt werden muss, um das Gewicht und die Materialkosten zu reduzieren, dann könnte eine gute Lösung darin bestehen, das Modell als gefüllten Körper zu erstellen und dann unser automatisches Werkzeug zum Aushöhlen zu verwenden. Das Aushöhlen ist eines unserer am häufigsten verwendeten 3D-Drucksoftware-Tools und hilft Ihnen, Ihrer Struktur Löcher hinzuzufügen und leere Teile im Inneren zu erzeugen. Dies hat zwei Vorteile: das ungenutzte Material wird entfernt, und Ihr Objekt wird leichter. Dadurch werden die Kosten für den 3D-Druck gesenkt

In unserem früheren Blogpost „Online-Optimierungstools für den 3D-Druck“ erfahren Sie mehr darüber, wie Sie diese Funktion nutzen können.

Damit Sie ein perfektes 3D-Druckobjekt erstellen können, empfehlen wir Ihnen, unsere spezielle Seite über Designrichtlinien zu besuchen. Dort finden Sie alle Informationen über die verschiedenen Mindestwandstärken unserer 3D-Druckmaterialien. Oder laden Sie einfach Ihre Datei hoch und entdecken Sie unsere 3D-Drucksoftware-Tools, die Ihnen helfen, Ihr 3D-Modell zu verbessern!