Fein aufgelöste Teile aus dem 3D-Drucker

BeckerCAD für den 3D-Druck optimal einstellen 

In der Standardeinstellung von BeckerCAD werden 3D-gedruckte Volumenkörper mit deutlich sicht- und fühlbaren Konturabweichungen gedruckt. Dies ist vielfach nicht von Belang, da per Filament 3D-gedruckte Teile primär einem ersten Design-Eindruck dienen. Wer genauere 3D-Modelle benötigt, kann jedoch die Auflösung einstellen, mit der BeckerCAD Volumenmodelle erzeugt.

CAD-Systeme arbeiten mit mathematischen Modellen, weshalb die erzeugten Volumenkörper mit sehr großer Genauigkeit im System abgespeichert sind. Für die Darstellung auf einem Ausgabegerät, wie etwa einem Monitor, werden jedoch reduzierte Werte verwendet. Daher sind die im Hintergrund erzeugten Flächennetze zur Darstellung eines Teils, die aus verbundenen Dreiecken bestehen, nur eine Annäherung an die im System hinterlegten Teilegenauigkeit. Diese Netze haben eine endliche Feinheit beziehungsweise Dichte, damit die Rechenzeit sich in Grenzen hält und ein sinnvolles Konstruieren ohne lange Wartezeiten möglich ist.

Die reduzierte Maschenweite dieser Netze schlägt sich nicht zuletzt auf die Ausgabegenauigkeit von 3D-Druckern nieder. Wie genau ein 3D-Drucker arbeitet, hängt daher unter anderem von den Einstellungen des verwendeten CAD-Systems ab. Dort ist festgelegt, aus wie vielen Dreiecken eine Fläche zusammengesetzt wird, aus denen das Volumenmodell besteht.

Diese Zahl der Dreiecke beeinflusst die Detailauflösung, mit denen ein 3D-Drucker das Volumenmodell erzeugt. Hinzu kommt, dass 3D-Drucker eine mechanische beziehungsweise technisch bedingte maximale Auflösung besitzen, Volumenkörper daher auf unterschiedlichen 3D-Druckern unterschiedlich fein aufgelöst erzeugt werden.

In BeckerCAD können die Auflösungs-Einstellungen über „Einstellungen/3D-Darstellung…“ eingesehen und verändert werden.

Im Reiter „Körperdarstellung“ befindet sich der entscheidende Einstellbereich, um Körper via 3D-Drucker feiner aufgelöst zu erzeugen: der Facettierungsmodus, der üblicherweise auf „Standard“ steht.

Für sehr genaue Volumenmodelle sollte hier die Einstellung „Sehr fein“ gewählt werden.

Alle anderen Einstellungen könnten unverändert übernommen werden. Wer jedoch eine optische Kontrolle der Einstellung wünscht, kann die Flächendarstellung von „Gouraud schattiert“ auf „Stereo-Lithografie“ ändern. Diese Einstellung hat jedoch keinen Einfluss auf den 3D-Druck, weshalb sie nicht unbedingt nötig ist.

Nach Übernahme der neuen Einstellungen über den Button „ok“, werden neu gezeichnete Elemente mit den neuen Einstellungen dargestellt.

Bereits gezeichnete Volumenmodelle können selbstverständlich auch nachträglich mit einer neuen Auflösung versehen werden. Dazu ist der Modell-Explorer heranzuziehen, nachdem das gewünschte 3D-Teil eingelesen wurde.

Zunächst wird für eine optische Kontrolle der neuen Einstellung die Darstellung des Volumenmodells von „Gouraud schattiert“ auf „Stereo-Lithografie“ umgestellt. Nachdem der Button „Übernehmen“ betätigt wurde, wird das Volumenmodell sofort in der neuen Darstellung abgebildet.

Mit „OK“ werden die Einstellungen endgültig übernommen und das Fenster „Objektdarstellung“ verlassen. Der höher aufgelöste Volumenkörper kann nun in das STL-Format exportiert werden. Dabei ist jedoch etwas Wichtiges zu beachten:

Der Export muss unbedingt über „Datei/Exportieren/3D-Grafikdatei…“ erfolgen, da dort die neueren Exportalgorithmen von Datasolid eingearbeitet sind, die garantieren, dass die Teile vom 3D-Drucker in der gewünschten Auflösung ausgegeben werden.

Zum Vergleich:

Wird der Export lediglich über „Datei/Export/STL-Datei“ vorgenommen, so wird als Folge das vom 3D-Drucker erzeugte Volumenmodell, welches in der Facetteneinstellung „sehr fein“ erstellt wurde (rechts) sich nicht wesentlich von einem Modell unterscheiden, welches über die Facetteneinstellung „Normal“ (links) erzeugt wurde.

Wird hingegen der Export über „Datei/Exportieren/3D-Grafikdatei…“ vorgenommen, so kann eine deutlich höhere Oberflächenqualität festgestellt werden, wie zwei halbe Hohlkugeln zeigen, die mit unterschiedlicher Auflösung in BeckerCAD erzeugt, in das STL-Format exportiert und ausgedruckt wurden.

Das Ergebnis ist deutlich sichtbar: während das gröber aufgelöste Teil (links) größere, quadratische Flächen besitzt, weist das höher aufgelöste Modell (rechts) kleinere Flächen auf, was eine realistischere Kugelgestalt ergibt, die auch kritische Betrachter überzeugt. Allerdings ist zu beachten, dass die höhere Auflösung zu einer höheren Fertigungszeit für das Volumenmodell führt, was letztlich die Stückkosten erhöht.

Video "Fein aufgelöste Teile aus dem 3D-Drucker":