CAD-Modell: STEP-Daten aus der 3D-Drucksoftware

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Mit dem 3D Printing Tool 4D_Additive können für die Aufbereitung von 3D-Druckdaten exakte B-REP CAD-Daten aller gängigen Nativ- und Standardformate verarbeitet werden. Denn STL alleine reicht für einen zeitgemäßen additiven Fertigungsprozess heute nicht mehr aus. Eine weitere Marktneuheit präsentiert der Software-Hersteller CoreTechnologie mit der neuen Schnittstelle für das Herausschreiben von STEP-Daten.

Die neue Version der Software 4D_Additive von CoreTechnologie ermöglicht es, für die Aufbereitung von 3D-Druckdaten nicht nur exakte B-REP CAD-Daten aller gängigen Nativ- und Standardformate zu verwenden, sondern erlaubt erstmals auch das Herausschreiben von reparierten und optimierten STEP Modellen aus einer 3D-Druck-Software. Bei herkömmlichen 3D-Druck-Tools hingegen wird das CAD-Modell bis dato bereits beim Einlesen trianguliert, das heißt in eine angenäherte, ungenaue STL-Beschreibung umgewandelt, wodurch eine Reparatur der Geometrie größere Formabweichungen vom Originalmodell zur Folge hat.

Exaktes CAD-Modell dank innovativer Software

Damit ist die innovative Software 4D_Additive ein Novum in der Branche. Mit der neuen Version 1.4 können Anwender die reparierten CAD-Daten als exakte STEP Geometrie speichern. Zudem ist es möglich, die in der Software automatisch erzeugten Stützstrukturen als exakte STEP-Modelle zu sichern und danach im CAD-System weiter zu verarbeiten oder für die FEM-Analyse zu verwenden.

Exakte Modelle

Fehler, die nicht automatisch behoben werden, können durch manuelle Reparaturfunktionen mit wenigen Klicks ausfindig gemacht und beseitigt werden. So wird sichergestellt, dass qualitativ saubere und der Originalgeometrie entsprechende Modelle an den Drucker gesendet werden. Die für den 3D-Druck optimierten CAD-Modelle bzw. Bauräume können im amf-, 3mf- und STL-Format sowie in den gängigen Slicing-Formaten abgespeichert werden. Beim Slicing, das mit Multiprozessorberechnung durchgeführt wird, können optional auch Vektorgrafiken erzeugt werden, die in Zukunft als exakte Kurven von der Maschine verarbeitet werden können.

Bis dato wurden für den 3D-Druck hauptsächlich triangulierte STL-Modelle verwendet, die lediglich eine Annäherung zur realen CAD-Geometrie darstellen. Mit der neuen Software werden die Modelle nicht nur exakt repariert, sondern können durch Modellierfunktionen auch für den 3D-Druck angepasst werden. So werden in der Software zum Beispiel schnell und einfach Offset-Flächen für das spätere Überfräsen von Passungen oder auch Durchmesseränderungen für Ensat-Buchsen erzeugt.

Sehr genau bei weniger Speicherplatz

Ein Vorteil der exakten Geometrien gegenüber STL-Modellen ist neben der höheren Genauigkeit ein geringerer Speicherbedarf der Daten. So werden umfangreiche Bauplattformen mit Hunderten von Teilen in einer kompakten Dateigröße gespeichert. Die Additive Manufacturing Software 4D_Additive ermöglicht einen 3D-Druck-Prozess, das heißt die Prüfung, Reparatur und Vorbereitung von Modellen im Sinne des für andere gängige Produktionsverfahren bereits seit langem etablierten CAD-Engineering-Standards.

Optimale Bauteilgestaltung (CAD-Modell)

Durch die Verwendung von exakten Modellen, die als STEP sowie aus gängigen Nativformaten wie Catia, NX, Creo und Solidworks eingelesen werden, ermöglicht das Tool eine genaue Analyse und Reparatur der Modelle. Durch den exakten Geometriekern von 4D_Additive werden Abweichungen ausgeschlossen, da das CAD-Modell bis zum Schluss auf Basis der originalen Geometriebeschreibung verbleibt. Ausgereifte „Healing“-Funktionen analysieren die CAD-Modelle und beseitigen – falls notwendig – automatisch Lücken, Überlappungen und Mini-Elemente sowie gedrehte Flächen.

Im Sinne der bestmöglichen Wärmeverteilung erfolgt die Analyse des Bauteils auf sogenannten massiven Zonen, also Bereichen mit sehr großen Wandstärken, in denen beim Verschmelzen eine Wärmekonzentration stattfindet. Mit der Hollow-Funktion können massive Bereiche ausgehöhlt und zum Beispiel mit Gyroid-, Honeycomb- oder Gitter-Strukturen gefüllt werden. Mit dem Advanced Lattice Modul kann man in Sekunden neuerdings CAD-Volumenbauteile vollständig in Gyroid- oder G-Skeletal-Strukturen umwandeln.

Per Wandstärkenanalyse können Bereiche mit zu geringer Wandstärke gefunden werden. Die Spaltmaßprüfung findet zuverlässig Bohrungen mit zu kleinem Durchmesser. Die Problemstellen lassen sich dann mit den Modellierfunktionen des Tools schnell und einfach anpassen.

Designs mit texturierten Oberflächen

Eine wichtige Neuheit stellt das Texturen-Modul zur Oberflächenveredelung dar, mit dem Anwender durch über 5.000 vordefinierte Oberflächenstrukturen sowie selbsterstellte Muster völlig neue Bauteildesigns additiv gefertigte Teile realisieren können. Die Texturen ermöglichen sehr feine Oberflächendesigns, die in Zukunft Anwendung zum Beispiel für die Individualisierung von Fahrzeugen und anderen Konsumgüter finden werden. Eine fotorealistische Darstellung der Texturen auf dem Modell erleichtert die Arbeit mit der Software und befeuert den kreativen Prozess beim Design neuer Teile.

Automatisierte Prozesse

Durch intelligente Nesting-Funktionen, mit Multiprozessorberechnung, wird eine schnelle, automatische Füllung mit optimaler Ausnutzung des Bauvolumens sichergestellt. Speziell für Pulverbettverfahren bietet das automatische Befüllen der Bauplattform oder des Bauraums einen hohen Nutzen, denn der Zeitgewinn durch den Wegfall aufwendiger manueller Tätigkeiten schlägt sich merklich im Bauteilpreis nieder. Analysefunktionen zeigen dem Anwender hierbei die Rauigkeiten je nach Orientierung des Bauteils in Echtzeit an und helfen, die bestmögliche Fertigungsposition zu ermitteln. Beim automatischen Nesting können für jedes Bauteil die Freiheitsgrade separat fest festgelegt werden und die clevere „Massive-Area-Detection“-Funktion sorgt für möglichst konstante Belichtungsquerschnitte der Slicing-Schichten

Die Funktionen der Software entwickeln sich in enger Zusammenarbeit mit den Anwendern rasch weiter im Sinne eines durchgängigen Additive-Manufacturing-Prozesses.

Von Armin Brüning.

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