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Einschränkungen von Geometrien beim 3D-Druck

Geschrieben von Robin Brockotter

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3D Printing geometry restrictions

Einführung

In diesem Artikel werden die Größen- und geometrischen Einschränkungen erörtert, die bei der Bestimmung der Eignung eines 3D-Modells für den 3D-Druck berücksichtigt werden müssen. Diese Überlegungen gelten für alle, die ihre CAD-Konstruktionen in 3D drucken möchten, von einfachen mechanischen Komponenten bis hin zu komplexen Architekturteilen.

Für eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Exportieren Ihrer 3D-Modelle in das STL-Dateiformat für den 3D-Druck klicken Sie hier.

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Physische Größe

Die folgende table fasst die typische Rohlinggröße der gängigsten 3D-Druckverfahren zusammen. Es ist wichtig zu beachten, dass für den Druck größerer Teile in der Regel ein industrieller Drucker erforderlich ist, was die Gesamtkosten erhöht. Als Alternative kann das Teil in 2 oder mehr Teile aufgeteilt werden, die separat gedruckt und später zusammengesetzt werden können. Einen Leitfaden zur Verkleinerung und Aufteilung eines 3D-Modells finden Sie hier.

Typische Rohlinggröße
FDM 200 x 200 x 200 mm für Desktop-Drucker Bis zu 900 x 600 x 900 mm für Industriedrucker
SLA/DLP 145 x 145 x 175 mm für den Desktop-Drucker Bis zu 1500 x 750 x 500 mm für Industriedrucker
SLS 300 x 300 x 300 mm (bis zu 750 x 550 x 550 mm)
Material Jetting 380 x 250 x 200 mm (bis zu 1000 x 800 x 500 mm)
Binder Jetting 400 x 250 x 250 mm (bis zu 1800 x 1000 x 700 mm)
DMLS/SLM 250 x 150 x 150 mm (bis zu 500 x 280 x 360 mm)

Mindestwandstärke

Häufig werden Architekten oder Spieldesigner Elemente in einem 3D-Modell herstellen, die eine unendlich geringe Dicke haben (Haare, Umhänge, Segel usw.). Dünne Merkmale können nicht in 3D gedruckt werden, es sei denn, sie sind größer als die minimale druckbare Merkmalsgröße für die jeweilige Technologie.

Die folgende table fasst die empfohlene Mindestwandstärke für die gängigsten 3D-Drucktechnologien zusammen. Beachten Sie, dass es in einigen Fällen, wie z.B. bei SLA/DLP, möglich ist, kleinere Merkmale zu drucken, aber dies sollte von Fall zu Fall nach Rücksprache mit dem Maschinenbediener beurteilt werden.

Empfohlene Mindestwandstärke
FDM 0,8 mm
SLA/DLP 0,5 mm
SLS 0,7 mm
Material Jetting 1,0 mm
Binder Jetting 2,0 mm
DMLS/SLM 0,4 mm

Wasserdichtheit

Jedes 3D-Modell, das für den 3D-Druck bestimmt ist, sollte vollständig vielfältig (wasserdicht) sein: Jede Kante sollte mit genau 2 Polygonen verbunden sein und das Modell darf keine Löcher enthalten.

Modelle, die nicht vielfältig sind, könnten von der Software, die die Anweisungen für den 3D-Drucker (Slicer) generiert, falsch interpretiert werden. Ein nicht-mehrfaches 3D-Modell kann zu inkonsistenten Schichten, Löchern oder anderen Fehlern führen, wodurch das Objekt nicht mehr gedruckt werden kann.

Nicht-Vielfältigkeitsprobleme sind in der Modellierungsphase oft nicht sichtbar. Der einfachste Weg, um zu prüfen, ob ein Modell druckbar ist, ist die Verwendung einer Analysesoftware wie Netfabb oder Meshmixer. Diese Programme erkennen Modellmerkmale, die beim 3D-Druck Probleme verursachen, und bieten Reparaturmöglichkeiten an (ohne die Gesamtgeometrie des Modells zu beeinträchtigen).

Auch wenn Sie ein Teil in Drucken mit 3D-Hubs hochladen, prüfen unsere automatischen Tools, ob ein Design mit den gängigsten 3D-Druckverfahren druckbar ist, und wir zeigen Ihnen die Bereiche, die Fehler aufweisen.

Gekrümmte Oberflächen

Die meisten CAD-Modellierungsprogramme, wie Solidworks und Fusion360, verwenden zur Darstellung der Oberflächen eines 3D-Modells uneinheitliche rationale Basis-Splines (NURBS). Beim Export Ihres Modells in das STL-Dateiformat für den 3D-Druck ist es wichtig, dass eine ausreichende Anzahl von Polygonen zur Darstellung seiner Oberflächen verwendet wird. Dadurch wird sichergestellt, dass das Teil als 3D-Druck mit einem glatten Erscheinungsbild gedruckt wird.

Wenn das 3D-Modell mit zu wenigen Polygonen exportiert wird, sind die Kanten, die die einzelnen Polygone verbinden, oft im endgültigen 3D-Druckteil sichtbar. Dieser Effekt ist bei großen Modellen (größer als 300 mm3) stärker ausgeprägt, wo die Polygone auf gekrümmten Oberflächen besser sichtbar werden.

Wenn das 3D-Modell mit zu vielen Polygonen exportiert wird, ist die Dateigröße unnötig groß, was die Handhabung erschwert und keinen Einfluss auf die Endqualität des gedruckten Teils hat, da winzige Details nicht in 3D gedruckt werden können.

Glücklicherweise exportieren die meisten Modellierprogramme 3D-Modelle mit einer ausreichenden Anzahl von Polygonen unter Verwendung der Voreinstellung, was zu glatten 3D-Druckteilen führt. Wenn eine höhere Polygonanzahl erforderlich ist, kann die Export-Einstellungen entsprechend angepasst werden.

Eine Kugel mit einer niedrigen Polygonanzahl

Faustregeln

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