3D Druck Howto - was ist beim 3D Druck zu beachten

Zweidimensionalen Druck kennt jeder – zu jedem Büroarbeitsplatz gehört heute ein Drucker. Gab es da nicht mal das Versprechen des papierlosen Büros?

Aber was ist 3D-Druck? Seit rund zwei Jahrzehnten gibt es Rapid Prototyping. Dieser Begriff steht für die schnelle Anfertigung von Prototypen in der Industrie. Seit nicht mehr mit Tusche am Zeichenbrett konstruiert wird, sondern mit der CAD-Workstation, besteht der Bedarf, diese Konstruktionen wie ein Zeichnung schnell ausdrucken zu können, um eine Kontrollmöglichkeit oder ein Muster zur Diskussion mit Kunden zu haben.

Jeder Modellbahner hat diese 3D-Ausdrucke schon gesehen: Auf der der Spielwarenmesse in Nürnberg sind die Neuankündigungen häufig aus der Rapid-Prototyping-Maschine.

Beim 3D-Druck werden die Modelle schichtweise aufgebaut. Entweder es wird ein Kunststoff mit Licht ausgehärtet, ein Pulver verklebt oder ein Kunststoff tröpfchenweise wie beim Tintenstrahler gedruckt. Alternativ gibt es auch Verfahren, die Material schichtweise abtragen.

3D-Druck-Howto

Zusammenfassung

-Wozu kann man 3D-Druck einsetzen?
-Welche Software braucht man?
-Wo kann man Drucken lassen?

Letzte Änderung dieser Seite: 24.09.2010

Aber 3D-Druck lässt sich auch zur Herstellung von finescale-Modellen benutzen. Da man von den meisten Modellen keine großen Mengen, sondern selten mehr als 10 Stück benötigt, bietet sich ein 3D-Drucker als digitale Fabrik an. Man spricht bei dieser Auftragsproduktion auch von „digital fabbing“ oder Rapid Manufacturing, der schnellen Fertigung. Erst vor wenigen Jahren hätte noch eine teure Spritzgussform von Spezialisten gefertigt werden müssen - heute kann man zu überschaubaren Preisen bei Dienstleistern drucken lassen.

Dafür muss man aber eine dreidimensionale Druckdatei des Modells anfertigen. Man übernimmt so die Rolle des CAD-Konstrukteurs.

Allerdings benötigt man dazu eine geeignete Software. 2D-CAD Programme, wie Autosketch, eignen sich nicht. Es gibt aber eine Reihe kostenloser oder sehr preisgünstiger 3D-Zeichen-Software. Dazu zählen Blender, ViaCad oder Google SketchUp. Wichtig ist, dass es eine Exportmöglichkeit in das STL-Dateiformat gibt.

Links ist beispielsweise das Modell eines Fernmeldeverteilers zu sehen. Das Vorbild steht unweit des Erfurter Hauptbahnhofs.

Am einfachsten zeichnet man das Modell mit 1:1-Abmessungen, so entfällt das Umrechnen. Erst wenn man fertig, ist skaliert man das Modell auf 1:160.

Allerdings kann man nicht alle Feinheiten fabben lassen: Das Geländer an der Treppe ist beispielsweise zu dünn. Auch sollten größere Wände nicht dünner als 1-2 mm sein, damit sie stabil sind.

Bevor man das Modell zu einem 3D-Dienstleister gibt, sollte man alle 2D-Elemente, wie Linien oder Kreise, entfernen. Danach addiert man alle Körper, welche später auch zusammenhängen sollen, zu einem Gesamtkörper. Andernfalls kann es sein, dass man später viele Einzelteile erhält, weil der 3D-Drucker die Teile getrennt hat.

Nun kann die Datei beim Dienstleister in den 3D-Druck gegeben werden. Ich bevorzuge Fasterpoly für den 3D-Druck. Die Kosten werden üblicherweise pro cm3 berechnet.

Nach einiger Zeit bringt dann die Post das fertige Modell. Ab hier unterscheidet sich die Vorgehensweise nicht von anderen Resinmodellen: entfetten, grundieren, bemalen.

Rechts das gedruckte, angeschliffene und grundierte Modell.

Nun kann man das Modell ins STL-Format exportieren. Dabei wird die Oberfläche des gesamten Modells in kleine Dreiecke zerlegt. Dadurch bekommen runde Teile kleine Ecken.

Zum Druck darf das Modell keine Fehler enthalten, es muss „wasserdicht“ sein, das bedeutet, dass es eine geschlossene Oberfläche haben muss. Denn die Software des 3D-Druckers muss sicher erkennen können, wo Material hinsoll und wo nicht.

An der Halbschale links wurde die Normalen-Richtung eingeblendet. Die roten Pfeile zeigen nach außen. Dies muss bei allen Flächen des Modells gleich sein, sonst kann die Software des Fabbers das Modell nicht richtig verarbeiten.

Oben ist die Halbschale in drei Facettennetze mit unterschiedlicher Auflösung konvertiert. Gut kann man die entstehenden Fehler bei der zu geringen Auflösung erkennen. Nun muss man aufpassen, die Balance zwischen der Anzahl von Dreiecken und damit der Dateigröße und sichtbaren Ecken zu halten.

Ein guter Anhaltspunkt ist dabei die Auflösung und Genauigkeit des Fabbers: Liegt der Fehler durch die Dreiecke unter der Auflösung des 3D-Druckers, wird man die im Ausdruck niemals zu sehen bekommen.

Die Auflösung kann man beim Exportieren in der CAD- oder 3D-Design-Software einstellen. Leider ist jede Exportroutine da ein wenig anders. Alternativ bieten manche Dienstleister auch Konvertierungen gegen einen geringen Aufpreis aus anderen NURB-Dateiformaten an, im Zweifel ist das günstiger als ein misslungenes Modell.