3D Digitalisierung vorhandener Daten
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wir erstellen eine für den
3D CAD Konstruktion
- Sie haben eine Idee, dazu eine Handskizze oder eine 2D-Zeichnung und wollen aus Ihren Vorstellungen ein 3D-CAD-Modell fertigen?
- Wir designen und konstruieren Ihnen im Rahmen unserer 3D CAD Dienstleistung eine entsprechende 3D CAD Datei und fertigen daraus auf Wunsch Prototypen bzw. Kleinserien bis zu 1000 Stück.
- Natürlich legen wir dabei Wert auf Funktionalität, Optik und hohes Kostenbewusstsein.
- Wir konstruieren mit AutoDesk INVENTOR, einem der führenden Programme am Markt.
bei Umsetzung im 3D-Druck
Zum Umfang unserer CAD-Dienstleistungen gehören bei Fertigung im 3D-Druck zusätzlich:
- die kostenlose Prüfung und Optimierung der erstellten Daten auf Umsetzbarkeit in gängigen 3D-Druck Verfahren (druckfertige 3D-Datei).
- die Beratung bei der Auswahl eines geeigneten 3D-Druckverfahrens (SLS, FDM, SLA) und des richtigen 3D-Druck Materials für Ihre Anwendung.
3D Druck gerechte CAD Konstruktion
Anforderungen an die
3D-Dateien
Grundlegende Anforderungen an das digitale 3D-Modell, bzw. die CAD-Datei, ohne die ein Bauteil für den 3D-Druck nicht verarbeitet werden kann. Dies betrifft die Art und Weise, wie das 3D-Modell aufgebaut ist, nicht die Konstruktion.
Druckbarkeit & Konstruktionsrichtlinien
Dies betrifft die Konstruktion der Bauteile, d. h. die Eigenschaften, welche für eine erfolgreiche Produktion zwingend notwendig sind. Beispiele dafür sind minimale Wandstärken, Kanäle/ Bohrungen sowie Anforderungen an Hohlräume
Designoptimierung für den 3D-Druck
In diesem Abschnitt geben wir Hinweise zur Optimierung für die additive Fertigung hinsichtlich Funktion (Bohrungen/Gewinde, Topologieoptimierung, etc.) und Wirtschaftlichkeit (Kosteneinsparung).
Anforderungen an die 3D-Datei
das richtige Dateiformat
für 3D Modelle relevante Formate im 3D Druck: .STP, .STL, .OBJ
Wasserdichte 3D Modelle
Ist der Volumenkörper vollständig geschlossen? Es dürfen keine Löcher vorhanden sein, oder Polygone fehlen.
Ausrichtung der Flächen
um das Volumen von 3D Objekten richtig bestimmen zu können, unterliegen die Polygone einer Unterscheidung von Innen - und Außenliegend
keine Überschneidungen von Flächen
Überschneidungen von Polygonen, wenn z.B. zwei Objekte an der selben Stelle im 3D-Modell liegen, können im 3D Druck Fehler verursachen
Volumenkörper im 3D Druck
Für den 3D Druck werden Volumenkörper benötigt! Körper die nur aus Flächen ohne Wandstärke bestehen, lassen sich nicht drucken.
Druckbarkeit & Konstruktionsrichtlinien
minimale Wandstärken von 3D Objekten
Wie dick muss eine Struktur im 3D Modell mindestens sein, damit sie gedruckt werden kann? Die minimale Wandstärke variiert abhängig vom gewählten Druckverfahren und muss bei der Konstruktion berücksichtigt werden.
Hohlräume
Im 3D Druck ist es möglich 3D Objekte auszuhöhlen, um z.B. Gewicht, Material und Kosten zu sparen oder Fremdkörper später einzufügen oder direkt mit in das Bauteil einzudrucken.
Kanäle und Sacklöcher
Im 3D Druck ist es möglich Kanäle und Sacklöcher (Löcher die nur eine Öffnung haben, also nicht durchgängig sind) direkt mit zu drucken.
Maßstab und Einheit des Objektes
3D Druck - Dateien, z.B. im .stp Format beinhalten Informationen zur verwendeten Maßeinheit. Unterschiedliche 3D CAD Programme können unterschiedliche Maßeinheiten verwenden (in Deutschland wird üblicherweise in mm gearbeitet).
Schriften & Gravuren
im 3D Druck ist es möglich, die zu druckenden 3D Objekte direkt mit Gravuren zu versehen. So lassen sich z.B. Schriften oder Logos direkt in das Bauteil prägen.
Zusammenfügen von Objekten
3D Druck Modelle können so gestaltet werden, dass sie sich später zusammenfügen lassen. Das kann vor allem bei großen Bauteilen von Vorteil sein, die die maximale Bauraumgröße des Druckers überschreiten würden.
Designoptimierung für den 3D-Druck
Verzug, Warping & Einsacken
Bei großen massiven Körpern kann es verfahrensbedingt dazu kommen, dass diese im Zentrum einsacken. Durch Aushöhlen und Stützstrukturen kann dem entgegengewirkt werden.
Bei dünnen großen Flächen kann es zum Verzug des Werkstücks kommen (Warping). Die richtige Ausrichtung im Druckraum, sowie verlängerte Abkühlphasen verschaffen dabei Abhilfe.
Stabilität der Elemente
Im 3D CAD Modell ist nicht immer eindeutig ersichtlich, ob das zu druckende Objekt am Ende die nötige Stabilität aufweist. Es gilt zu prüfen, ob tragende Strukturen möglichen Belastungen standhalten können. (z.B. durch Testdrucke)
Ecken, Kanten, Radien
Im 3D Druck werden Kanten und Ecken leicht abgerundet, um späteres Ausbrechen zu vermeiden. Bei der Konstruktion sollten zu spitze Winkel vermieden und leicht gerundet werden.
Topologieoptimierung
Mit Hilfe von Strukturoptimierung lässt sich im 3D Druck Material einsparen, ohne die gewünschte Funktionalität des fertigen Bauteils zu benachteiligen. Das spart Zeit und Kosten in der Fertigung.
Bohrungen
3D Druck ermöglicht es Bohrungen direkt mit in das Bauteil zu drucken. Dabei spielt die Ausrichtung eine wichtige Rolle. Horizontal liegende Bohrungen können fertigungsbedingt leicht oval ausfallen, vertikale Bohrungen sind in der Regel sehr genau.
Die richtige Platzierung im Druckerraum kann dafür entscheidend sein.
Gewinde
Gewinde können ab einer Gewindegröße von M6 direkt in das Bauteil gedruckt werden. Auch hier spielt die richtige Ausrichtung im Druckerraum eine wichtige Rolle und die Stabilität ist limitiert.
Bei großen Gewinden (M10 oder größer) stellt der Direktdruck eine praktikable Option dar. Alternativ lassen sich Gewinde nachträglich in das Bauteil schneiden oder Gewindeeinsätze verwenden.
Volumen
Die Reduzierung des Volumens der zu druckenden Objekte z.B. durch das Entfernen überflüssiger Elemente, also Strukturen die nicht zwingend erforderlich sind, kann Material und Kosten einsparen. Kunststoffteile die ursprünglich für den Spritzguss oder andere Fertigungsverfahren konzipiert wurden, können derartige Strukturen enthalten und für den 3D Druck optimiert werden. Massive Strukturen lassen sich aushöhlen oder mit Füllstrukturen (z.B. Wabenstruktur) füllen um Material und Gewicht einzusparen, ohne jedoch an Stabilität zu verlieren.
Zusammenfügen komplexer Baugruppen zu einem Bauteil
Im 3D Druck ist es möglich, die Anzahl der Bauteile einer Baugruppe zu verringern, indem diese direkt miteinander verbunden gedruckt werden. Es besteht auch die Möglichkeit bewegliche Elemente im Ganzen zu fertigen (z.B. Scharniere oder Gelenke die in einem Vorgang fertig gedruckt werden können).
