Entwurf eines Netfabb-Leitfadens

Die Netfabb-Software von Autodesk ist ein End-to-End-Toolset zur Optimierung des Workflows für die additive Fertigung. Die Software richtet sich an Fachleute wie Ingenieure und Designer sowie an Unternehmen der AM-Branche. Allerdings ist die Lernkurve von Netfabb auch für Bastler nicht allzu steil.

Netfabb ist derzeit in zwei Versionen verfügbar: Premium und Ultimate. Dies ist eine Anleitung zu Netfabb Premium, sie ist jedoch auch für beide Versionen von Netfabb nützlich.

Laut Autodesk ist das Ziel von Netfabb eine 3D-Drucksoftware zur Optimierung des AM-Workflows. Um dies zu gewährleisten, ist Netfabb Premium mit den notwendigen Werkzeugen für den AM-Produktionszyklus ausgestattet.

Mit den Tools von Netfabb können Benutzer CAD-Modelle reparieren, Dreiecksnetze bearbeiten, die STL-Topologie optimieren, eine Flotte von 3D-Druckern verwalten und vieles mehr. Darüber hinaus kann Netfabb zusammen mit Autodesk Fusion 360 verwendet werden und bietet so Designfunktionen.

Diese Funktionen machen Netfabb Premium zu einer attraktiven Wahl, insbesondere für Einzelanwender, Forschungsinstitute und kleine Unternehmen wie 3D-Druckdienstleister und Druckfarmen.

In den letzten Jahren hat sich Netfabb zu einem unverzichtbaren Werkzeug für die additive Fertigung für Architekten, Mediziner sowie Luft- und Raumfahrt- und Automobilingenieure entwickelt.

In diesem Leitfaden werden die wichtigsten Funktionen von Netfabb Premium für Designer und Ingenieure erläutert.

In diesem Abschnitt werden wir über eine Schlüsselfunktion von Netfabb Premium sprechen, My Machines, mit der Benutzer 3D-Modelle für verschiedene 3D-Drucker optimieren können, alles in einem einzigen Arbeitsbereich. Die Funktion „Meine Maschinen“ kann für Organisationen und Unternehmen, die mehrere Maschinen betreiben, von großem Wert sein. Netfabb integriert alle seine Funktionen mithilfe der My Machines-Funktionalität in verschiedene 3D-Drucker. Dadurch werden zusätzliche Schritte aus dem AM-Workflow entfernt, wodurch Produktionszeit und Arbeitskosten minimiert werden.

Über den Dialog „Meine Maschinen“ können 3D-Drucker verschiedener Hersteller zum Netfabb-Arbeitsbereich hinzugefügt werden. Netfabb Premium enthält standardmäßig 3D-Drucker von über 40 Herstellern wie Formlabs, HP, EOS und anderen. Die Software ist jedoch nicht auf diese vorinstallierten Maschinen beschränkt. Weitere 3D-Drucker können über „Benutzerdefinierte Parameter erstellen“ hinzugefügt werden. Dies könnte insbesondere für Designstudios von Vorteil sein, die ihre eigenen 3D-Drucker aus der wachsenden Zahl verfügbarer 3D-Drucker verwenden.

Mithilfe der My Machines-Funktionalität können Benutzer ihren 3D-Druck-Workflow für verschiedene Zwecke optimieren. Beispielsweise eignet sich eine bestimmte CAD-Datei je nach Geometrie und Struktur möglicherweise am besten für SLS, für SLA oder DLP jedoch möglicherweise nicht. Alternativ kann ein Benutzer über verschiedene 3D-Drucker verfügen, die alle für unterschiedliche Aufgaben geeignet sind – einen für die Prototypenerstellung und einen anderen für die Endfertigung. Mit Hilfe von My Machines kann der gesamte Fertigungszyklus rationalisiert werden.

Nehmen wir an, ein Benutzer hat eine .stl-Datei einer Zahnprothese und für dieses Modell muss vor der funktionsfähigen Fertigung ein Prototyp erstellt werden. Mithilfe der My Machine-Funktion können Benutzer das Modell zunächst zur Prototypenerstellung an einen Präzisions-3D-Drucker wie den Form 2 senden. Und sobald die Qualitätsstandards zufriedenstellend sind, kann mit anderen Technologien eine funktionsfähige Prothese hergestellt werden.

Darüber hinaus können Benutzer mit My Machines 3D-Drucker nach Materialien statt nach Technologie gruppieren. Auf diese Weise können Bauteile eines Multimaterialdesigns aus unterschiedlichen Materialien und mit unterschiedlichen 3D-Druckverfahren hergestellt werden. Und all diese Aufgaben können mit Netfabb verwaltet werden.

Darüber hinaus können dem Workflow verschiedene Vorlagen zur Automatisierung hinzugefügt werden. Diese Vorlagen können aus vordefinierten Reparaturskripten und Supportskripten bestehen. Der Besitz solcher Vorlagen spart Zeit und Mühe. Daher kann ein Form 2-Drucker über ein eigenes Reparaturskript verfügen und ein HP MultiJet Fusion über ein eigenes. Und wenn eine .stl-Datei hinzugefügt wird, behebt das Reparaturskript die Fehler automatisch mithilfe des benutzerdefinierten Skripts.

Darüber hinaus kann jede Maschine (sofern zutreffend) über „Meine Maschinen“ mit ihrer nativen Software verknüpft werden. Beispielsweise kann Formlabs mit Preform verbunden werden. Jedes 3D-Modell kann direkt von Netfabb an Preform und von Preform für den 3D-Druck gesendet werden. Auf diese Weise bildet Netfabb eine Art Netzwerk aus Software und Hardware, um den Arbeitsablauf zu optimieren.

Das Dialogfeld „Meine Maschinen“ in Netfabb. Bild über Autodesk.

STL-, OBJ- und andere Mesh-Dateiformate müssen auf geometrische Anomalien untersucht werden, um Druckfehler zu minimieren. Hier sehen wir uns an, wie man 3D-Modelle in Netfabb analysiert und repariert.

Eine der Hauptfunktionen von Netfabb ist das Reparieren von Dateien. Auf den ersten Blick mag ein CAD-Modell perfekt aussehen. Das Modell selbst garantiert jedoch weder die Druckbarkeit noch kann es Fehler vorhersagen, die im STL-Format auftreten. Daher muss nach der Modellierungsphase die Druckfähigkeit eines 3D-Modells bestimmt werden. Dies kann mit Hilfe verschiedener Analysetools erfolgen, die Netfabb anbietet.

Netfabb kann eine Vielzahl detaillierter Berichte und Berechnungen erstellen, beispielsweise einen Netzvergleich zwischen zwei identischen Modellen, Wandstärke, Stützvolumen und Kostenanalyse.

Je nach Herstellungszweck muss das Dreiecksnetz eines 3D-Modells möglicherweise optimiert werden. Beispielsweise müssen Endverbrauchsteile exakt im Detail gefertigt werden, da Abweichungen zu Problemen bei der Qualitätssicherung führen. Um Kosten und Zeit zu sparen, ist es außerdem wichtig, dass ein Teil beim ersten Versuch präzise in 3D gedruckt wird.

Die Analysetools von Netfabb helfen Benutzern dabei, die Druckfähigkeit von Teilen zu bestimmen, um sicherzustellen, dass die Herstellungskosten und -zeiten auf ein Minimum beschränkt werden.

In Netfabb können Details auf Netzebene verfeinert werden, um sicherzustellen, dass ein Teil mit hoher Detailgenauigkeit hergestellt wird (abhängig vom verwendeten 3D-Drucker). Darüber hinaus kann ein von Netfabb erstellter Wanddickenbericht Designern dabei helfen, Probleme im Zusammenhang mit der Oberflächenqualität zu lösen. Die Wandstärke (der Unterschied zwischen einer bestimmten Oberfläche und der gegenüberliegenden transparenten Oberfläche) eines Teils muss eine bestimmte Größe haben, damit ein 3D-Modell druckbar und haltbar ist. Aber natürlich hängt die Druckbarkeit auch von der 3D-Drucktechnologie ab, mit der das Modell hergestellt wird.

Ein weiteres wichtiges Analysetool in Netfabb ist das Kollisionserkennungstool, das prüft, ob zwei Teile miteinander in Kontakt stehen und verhindert, dass verschiedene Modelle während des Druckvorgangs miteinander verschmelzen.

Eine STL-Datei kann verschiedene Komplikationen haben, die dazu führen können, dass sie nicht gedruckt werden kann. Um Designern und Ingenieuren, die in der AM-Branche arbeiten, die Arbeit zu erleichtern, können beschädigte 3D-Dateien in Netfabb schnell automatisch oder manuell repariert und druckbereit gemacht werden.

Zu den typischen Störungen in einer STL-Datei gehören Löcher oder Lücken in einem Netz, mehrere winzige Schalen und degenerierte Flächen.

Sobald ein Teil mit Netfabb geöffnet wurde, können Benutzer das Reparaturmodul aufrufen, indem sie im Bereich „Vorbereiten“ die Option „Teil reparieren“ auswählen, das detaillierte Statistiken des Modells und die beschädigten Bereiche anzeigt. Das Reparaturmodul kann diese Daten auch dann generieren, wenn das Modell so stark beschädigt ist, dass es im Arbeitsbereich nicht sichtbar ist.

Die Registerkarte „Reparaturskripte“ verfügt über mehrere Filter, die zum Reparieren eines Modells angewendet werden können. Es stehen vordefinierte Skripte wie „Standardreparatur“, „Einfache Reparatur“ und „Erweiterte Reparatur“ zur Verfügung, mit denen ein 3D-Modell sofort wiederhergestellt werden kann. Das automatische Reparaturtool zwingt die Benutzer jedoch nicht dazu, nur aus vorgegebenen Skripten auszuwählen. Benutzer haben auch die Kontrolle darüber, welche Art von Skripten für welchen Schaden ausgeführt werden sollen. Darüber hinaus können Benutzer einzelne Skripte ihrer Wahl ausführen oder eine eigene Gruppe von Reparaturskripten erstellen, die mit 3D-Druckern verknüpft werden können, die zu „Meine Maschinen“ hinzugefügt wurden.

Für noch mehr Benutzerfreundlichkeit und Effizienz können Reparaturen im Dateiimportdialog durchgeführt werden, sodass Reparaturen automatisch angewendet werden, wenn ein fehlerhaftes Modell zu einem Arbeitsbereich hinzugefügt wird. Darüber hinaus können im Dialog „Meine Maschine“ 3D-Druckern bestimmte Reparaturskripte zugewiesen werden.

Auf Wunsch können manuelle Reparaturen im Reparaturmodul durchgeführt werden. Jedes Dreieck in einem Netz kann einzeln oder in Gruppen fixiert werden. Diese Methode kann viel Zeit in Anspruch nehmen, aber sie gibt Experten die volle Kontrolle, die möglicherweise stark beschädigte Dateien wiederherstellen müssen.

Alle oben genannten Reparaturwerkzeuge können zum Reparieren mehrerer Modelle oder großer Chargen in einem einzigen Arbeitsbereich verwendet werden.

Das Reparaturmodul von Netfabb. Bild über Autodesk

Hier sprechen wir über die Theorie hinter Dreiecksnetzen und wie man sie repariert. Leser, die technischen Beschreibungen abgeneigt sind, können zum zweiten Teil dieses Abschnitts springen, wo wir verschiedene Reparaturskripte besprechen und wie sie zur Behebung von Netzfehlern verwendet werden können.

Die meisten Designer, die ein parametrisches Designtool verwenden, werden nicht sehen, wie die Modellform durch das Dreiecksnetz dargestellt wird. Wenn eine CAD-Datei in eine .stl- oder .obj-Datei konvertiert wird, nimmt die Software ein parametrisches 3D-Modell und übersetzt es in eine Tessellation aus Dreiecken.

Ein Mesh ist ein Netzwerk sich wiederholender Formen, die ohne Lücken und Überlappungen miteinander verbunden sind. Bei der 3D-Modellierung werden polygonale Tessellationen zur Darstellung einer 3D-Form verwendet. Diese werden als Polygonnetze bezeichnet. Der am häufigsten in der 3D-Drucktechnologie verwendete Netztyp ist das Dreiecksnetz, das meist im STL-Dateiformat verwendet wird. Das Netz nähert sich mithilfe von Dreiecken der ursprünglichen Form an.

In einem Dreiecksnetz werden Dreiecke in einem 3D-Raum zu einer Fläche verbunden. Es handelt sich um ein Netzwerk aus Dreiecken, wobei jedes Dreieck eine Kante, eine Fläche und einen Scheitelpunkt hat. Jeder Scheitelpunkt ist mit mindestens sechs Kanten verbunden.

Ein Netz kann die Informationen über die Geometrie und Topologie des 3D-Modells auf logische und konsistente Weise vermitteln, da jedes Dreieck in einem Netz mit den benachbarten Dreiecken hinsichtlich seiner Ausrichtung übereinstimmt oder nach innen oder außen zeigt.

Eine Möglichkeit, die geometrischen Informationen darzustellen, besteht darin, ob ein Scheitelpunkt (der Punkt, an dem sich zwei Linien treffen) konvex oder konkav ist. Bei einem Polygon, beispielsweise einem Dreieck, werden diese Informationen durch den Innen- und Außenwinkel der Form ausgedrückt. Wenn der Innenwinkel eines Dreiecks weniger als 180° beträgt, ist es konvex, andernfalls ist es konkav. Die Ausrichtung des Gesichts wird anhand der Richtung der ABC-Eckpunkte im und gegen den Uhrzeigersinn codiert. Beispielsweise wird eine Außenfläche mit der ABC-Sequenz markiert, während eine Innenfläche die ACB-Richtung des Vektors hat.

Bei der Konvertierung von einer CAD-Datei in .stl oder .obj können Fehler in der Mesh-Topologie auftreten. Diese Fehler können nur mit einem Werkzeug behoben werden, das die Manipulation von Netzen ermöglicht. Hierbei ist zu beachten, dass sich ein solches Tool auf die Netztopologie oder die Verbindung von Dreiecken untereinander konzentriert. Es geht nicht um die Frage der Geometrie, bei der es darum geht, wo sich die Dreiecke im 3D-Raum befinden. Dies erfolgt mithilfe von Netzbearbeitungswerkzeugen. Ein Netzreparaturwerkzeug hingegen nimmt Anpassungen an den Informationen im Dreiecksnetz vor.

Bei der Netzreparatur geht es vor allem darum, wie sich die Dreiecke verbinden, um die Raumbereiche zu schließen, und ob sie in der richtigen Beziehung zueinander stehen.

Häufige Probleme, die in einem Netz auftreten können, sind Lücken zwischen Dreiecken, fehlerhafte Ausrichtung der Dreiecke, Löcher in einem Netz, überlappende Dreiecke, umgekehrte Dreiecke, degenerierte Flächen und überschüssige Schalen.

Wenn ein 3D-Modell zu Netfabb hinzugefügt wird, erscheint ein Dialogbildschirm, der den Benutzer benachrichtigt, wenn das Modell repariert werden muss. Wenn eine Datei fehlerhaft ist, wird außerdem in der rechten Ecke der Bauplatte ein großes Warnschild angezeigt. Dies signalisiert, dass der Benutzer das Modell zunächst reparieren sollte, bevor er Änderungen am Modell vornimmt.

Beim Laden einer problematischen STL-Datei wird im Dialogfeld „Teile importieren“ und auf der Leinwand eine Qualitätswarnung angezeigt. Bild über Autodesk

Mit dem Reparaturmodul von Netfabb Premium können solche Fehler entweder manuell oder automatisch behoben werden. Fehler können behoben werden, indem geeignete Skripte ausgewählt und ausgeführt werden, um Fehler automatisch zu beheben, oder jedes Dreieck kann separat ausgewählt und einzeln behoben werden.

Einige der in Netfabb verfügbaren automatisierten Skripte sind:

Netfabb verfügt über voreingestellte automatische Reparaturen, die entweder alle oben genannten Reparaturskripte oder einige davon enthalten. Vordefinierte Reparatureinstellungen sind „Standardreparatur“, „Einfache Reparatur“ und „Erweiterte Reparatur“. Dabei handelt es sich um allgemeine Gruppen, die spezifische Reparaturskripte enthalten. Benutzer von Netfabb Premium können ihre eigene Gruppe von Reparatureinstellungen mit Skripten ihrer Wahl erstellen. Diese Gruppen können gespeichert und zur späteren Verwendung erneut geladen werden.

Highlight verschiedener vordefinierter Reparaturaktionen innerhalb der in Netfabb verfügbaren automatischen Skripte. Bild über Autodesk

Eines der Probleme, mit denen 3D-Drucker in der AM-Branche konfrontiert sind, ist der Umgang mit der Überfülle an CAD-Dateiformaten. Dies kann die Arbeit oft verlangsamen, da für jede Datei möglicherweise zusätzliche Software erforderlich ist.

In diesem Kapitel werden wir über alle von Netfabb unterstützten Dateiformate von Drittanbietern und sein eigenes natives Dateiformat sprechen.

In Netfabb wurde die Benutzeroberfläche (UI) gründlich überarbeitet und aktualisiert. Autodesk versucht, Netfabb aus der reinen Expertenkategorie einem breiteren Publikum zugänglich zu machen. Änderungen an der Benutzeroberfläche sind ein willkommener Schritt in diese Richtung.

Seit Autodesk Netfabb im Jahr 2015 übernommen hat, wurden viele Aspekte der Benutzeroberfläche geändert, was fast einer vollständigen Neugestaltung gleichkommt. Obwohl erfahrene Benutzer der Software möglicherweise Schwierigkeiten haben, sich an die neuesten Ergänzungen zu gewöhnen, wird sich Netfabb für neue Benutzer wahrscheinlich intuitiver anfühlen. Dies liegt daran, dass die Benutzeroberfläche der Edition viel näher an anderer beliebter Software im 3D-Druck ist, wie beispielsweise Fusion 360 von Autodesk.

Die aktualisierte Benutzeroberfläche umfasst das Dialogfeld „Meine Maschinen“, eine der neuartigen Funktionen, die Netfabb Premium hinzugefügt wurden. Wie in Kapitel 1 besprochen, können Benutzer mit My Machines verschiedene 3D-Drucker für verschiedene Projekte hinzufügen. Die Maschinen werden mit dem Bild des Original-3D-Druckers ergänzt. Eine solche visuelle Hilfe kann die Navigation in einem geöffneten Projekt erleichtern. Darüber hinaus ahmt die Bauplattenvisualisierung in Netfabb Premium den ursprünglichen 3D-Drucker nach. Eine weitere Ergänzung der Benutzeroberfläche ist die Registerkarte „Jobliste“, die aktive Aufgaben in Netfabb anzeigt.

Die Projektbaumstruktur, die auf der linken Seite des Netfabb-Bildschirms sichtbar ist, kann zur Verwaltung des Arbeitsbereichs verwendet werden. Maschinen, Teile und Slices können mithilfe der Baumstruktur organisiert werden, was dazu beitragen kann, verschiedene laufende Aufgaben einfacher zu erledigen.

Trotz aller Updates ist die Netfabb-Benutzeroberfläche nicht übermäßig überfüllt. Benutzer können das Layout nach ihren Wünschen anpassen. Auf der Registerkarte „System“ verfügt Netfabb über „Fensterlayout zurücksetzen“. Hier kann zwischen „linkem Layout“, „rechtem Layout“ oder dem standardmäßigen „Mitte-Layout“ gewählt werden. Darüber hinaus können Benutzer die Ansichten „entsperren“, um sie an einer beliebigen Stelle auf dem Bildschirm zu platzieren. Benutzer können auch ein benutzerdefiniertes Menüband erstellen und ein personalisiertes Erlebnis schaffen.

Das Standard-Center-Layout der Netfabb-Benutzeroberfläche mit einem in einen Formlabs Form 3-Drucker geladenen Teil und einem benutzerdefinierten Farbband. Bild über Autodesk

In einem anspruchsvollen 3D-Druckunternehmen kann ein Projekt sehr umfangreich werden und mehr Zeit in Anspruch nehmen, wenn dem Netfabb-Arbeitsbereich mehr Maschinen, Teile und Scheiben hinzugefügt werden. Der Fortschritt der Projekte in Netfabb kann in der Datei „Fabbproject“ gespeichert werden. Das Fabbproject kompiliert Maschinen, Teile, Slices und Stützen in einer einzigen Datei und speichert diese.

Das Fabbproject kann Änderungen an einem Teil und einem Projekt separat speichern. Benutzer können Änderungen an einem Modell vornehmen, ohne die Originaldatei zu beeinträchtigen, und diese Änderungen im Fabbproject speichern. Im Zusammenhang damit steht die Dateiwiederherstellungsfunktion, die der neuesten Ausgabe von Netfabb hinzugefügt wurde. Mit der Wiederherstellungsfunktion können nicht gespeicherte Änderungen am Projekt wiederhergestellt werden. Ein weiterer Vorteil des Speicherns eines Projekts in Netfabb besteht darin, dass Benutzer keine Kopien geänderter STL-Dateien außerhalb der Netfabb-Umgebung erstellen müssen. Auf diese Weise wird die Masterkopie eines 3D-Modells sicher aufbewahrt.

Es gibt eine Fülle an 3D-Modellierungssoftware auf dem Markt, darunter SolidWorks, Rhino, Catia und Siemens NX. Alle diese Softwareprogramme verwenden bestimmte Dateiformate zum Speichern eines 3D-Modells. SolidWorks generiert beispielsweise .sldprt- und .sldasm-Dateien, Rhino generiert .3dm-Dateien.

Netfabb kann die oben genannten Dateien und viele andere gängige 3D-Dateiformate verarbeiten. Benutzer können beispielsweise CAD-Dateien entweder als Netz oder als parametrische Dateien importieren. Diese Dateien können dann entweder als parametrische Dateien in SAT, STEP und IGES oder als 3D-druckbare Netzdateien wie 3MF, .stl, .obj oder das native Formlabs-Format exportiert werden.

Das folgende Beispiel vermittelt eine bessere Vorstellung davon, wie dynamisch der Dateihandler von Netfabb ist. SolidWorks, eine beliebte parametrische CAD-Software, speichert ein ganzes Teil in Baugruppen als eine einzige Datei im .sldasm-Format. In diesem Dateiformat existiert jeder Teil eines Modells als separate Einheit. Netfabb kann eine .sldasm-Datei entweder als Mesh- oder als parametrische Datei importieren. Darüber hinaus haben Benutzer die Möglichkeit, die Baugruppen vom Ganzen zu trennen und sie separat zu bearbeiten oder in 3D zu drucken.

Darüber hinaus können diese Baugruppen als separate CAD- oder 3D-druckbare Dateien in andere Dateiformate exportiert werden. In Kombination mit den anderen Funktionen von Netfabb wie My Machine, Mesh-Reparatur und -Bearbeitung sowie der Unterstützung von Generationen kann sich der Dateihandler von Netfabb als leistungsstarkes Tool erweisen. Nicht viele 3D-Programme verfügen über solche Funktionen.

Netfabb verfügt außerdem über einen Dateivorschau-Browser, mit dem Benutzer .stl-, .obj- und Slice-Dateien schnell anzeigen und öffnen können. Der Vorschaubrowser ist besonders hilfreich für die Handhabung einer riesigen Sammlung von 3D-Modellen, die in einem einzigen Ordner gespeichert sind. Beispielsweise zeigt die meiste aktuelle Software nur das Symbol von 3D-Dateien und keine Ansicht des Modells selbst an. Dies macht es schwierig, das gewünschte 3D-Modell in einem Ordner mit einer großen Anzahl von Dateien zu finden.

Mit Hilfe des Vorschaubrowsers von Netfabb können Benutzer die Modelle selbst sehen. Da einige ältere Versionen des Betriebssystems außerdem noch nicht über die Funktion zur 3D-Modellansicht verfügen, kann der Dateivorschau-Browser von Netfabb verwendet werden, um alle 3D-Dateien zu durchsuchen und bei Bedarf zu öffnen. Der Vorschaubrowser kann insbesondere für Unternehmen von großem Nutzen sein, die ein digitales Inventar führen.

Importieren von CAD-Dateien in Netfabb. Bild über Autodesk

Autodesk verfügt über ein eigenes Cloud-Tool für 3D-Designprojekte, die A360 Cloud, die in Netfabb und die andere 3D-Software von Autodesk integriert ist. Über die A360 Cloud können 3D-Modelle mit Mitarbeitern und Kunden auf der ganzen Welt geteilt werden.

Cloud Computing kann die Projekt- und Dateiverwaltung effizienter machen. Da keine physischen Dateien über Speichergeräte ausgetauscht werden müssen, können Änderungen mithilfe einer Cloud-Plattform in Echtzeit vorgenommen werden.

Beim 3D-Druck optimieren Unternehmen ihre Projekte unter anderem dadurch, dass sie 3D-Projekte und 3D-Dateien mit Remote-Kunden teilen und anzeigen. Zur Erfüllung der Kundenanforderungen in der 3D-Modellierungsphase kann eine Cloud-Plattform genutzt werden.

In Netfabb können verschiedene Dateitypen zur Build-Plattform hinzugefügt und dann in der A360 Cloud geteilt werden. Diese Dateien können .stl oder .obj sein. Über die Schaltfläche „CAD-Datei importieren“ können auch parametrische CAD- und Netzdateien geteilt werden, allerdings bietet A360 keine Netz- oder parametrische Ansicht des 3D-Modells.

Das A360-Viewer-Tool kann besonders in Bildungseinrichtungen hilfreich sein, da es den Benutzern das Hinzufügen von Kommentaren, Markierungen und Feedback ermöglicht.

Zu den im A360-Viewer verfügbaren Modellhandhabungswerkzeugen gehören Kalibrierungs-, Mess- und Schnittwerkzeuge, mit denen der Benutzer Ebenen ausschneiden kann, um das Innere eines Modells anzuzeigen.

Darüber hinaus kann ein komplettes Netfabb-Projekt in der Cloud gespeichert, geteilt und heruntergeladen werden. Das Projekt wird als .netfabbonline-Datei gespeichert.

Die A360 Cloud ist kostenlos und verfügt über 5 GB Speicher. Unternehmen und Institute mit größeren Teams bevorzugen jedoch möglicherweise ein BIM 360 Team- oder Fusion Team-Abonnement. Beide sind für 8 £/Monat erhältlich und verfügen über 500 GB Speicher.

Flexible Modellansichtsoptionen sind ein wichtiges Werkzeug für einen Designer. Beim Untersuchen, Anordnen oder Reparieren eines 3D-Objekts ist es wichtig, den Blickwinkel eines Modells zu ändern.

Netfabb verfügt über eine Reihe von Tools, die dem Designer die Sicht auf das 3D-Modell erleichtern.

Neben der üblichen Links-Rechts-Oben-Unten-Perspektive verfügt Netfabb auch über die isometrische Ansicht, die ein Modell aus der vorderen linken oberen Ecke zeigt. Isometrische Ansicht (oder Projektion): Alle Winkel zwischen der Projektion der Achsen betragen 120°. Diese Ansicht wird in technischen Illustrationen bevorzugt, da sie die Abmessungen aller Seiten genau wiedergibt.

Einige Teile können Millionen von Dreiecken in einem Netz enthalten. Dies ist häufig bei Objekten der Fall, die in 3D gescannt werden. Der Detaillierungsgrad solcher Teile ist ziemlich außergewöhnlich. Allerdings sind solche Dateien auch zu groß, um in einer 3D-Software reibungslos zu laufen. In Netfabb kann der Detaillierungsgrad eingestellt werden, um die Verarbeitung des 3D-Modells zu beschleunigen. Dies ist besonders hilfreich, wenn viele Teile auf der Plattform geöffnet sind.

Darüber hinaus ist eine Detailansicht auf niedriger Ebene auch gut geeignet, um abzuschätzen, wie stark die Qualität beeinträchtigt wird, wenn Dreiecke bei der Netzbearbeitung reduziert werden. Es ist zu beachten, dass eine Änderung des Detaillierungsgrades keine Auswirkungen auf das Originalteil hat.

Die Detailebenenoption kann mit der Ansicht „Dreiecke hervorheben“ gekoppelt werden, die ein Dreiecksnetz über dem 3D-Modell anzeigt. Dieses Netz unterscheidet sich jedoch vom zugrunde liegenden Dreiecksnetz des Objekts, das im Modul „Netz reparieren oder manipulieren“ angezeigt wird.

Darüber hinaus können Sie auch das Innere eines 3D-Modells sehen, indem Sie das Werkzeug „Ebenen schneiden“ auf der rechten Seite des Bildschirms verwenden. Eine Schnittansicht zeigt das Innere des 3D-Modells. Innenwände des Modells können mit „Rückseiten hervorheben“ hervorgehoben werden.

Zu den bequemsten Zoomoptionen gehört „Auf Teil zoomen“, mit dem das Objekt schnell auf den Bildschirm gebracht wird. Wenn ein Teil extrem klein ist und beim Import nicht sichtbar ist, kann „Auf Teil zoomen“ eine große Hilfe sein.

Die Option „Teilenamen anzeigen“ auf der Registerkarte „Ansicht“ zeigt einen Namen und ein Maß-Tag für jedes Modell auf der Plattform an. Dies kann praktisch sein, wenn viele Teile auf der Bauplattform verpackt sind. Darüber hinaus können mehrere Teile ausgewählt und transparent gemacht oder aus der Ansicht ausgeblendet werden, indem die Optionen „Ausgewählte Teile transparent machen“ oder „Ausgewählte Teile ausblenden“ verwendet werden.

Verschiedene Ansichtsoptionen in Netfabb. Bild über Autodesk

Eine mit dem additiven Verfahren verbundene Fertigungsbeschränkung ist die Baugröße von 3D-Druckern. Die meisten 3D-Drucker haben ein begrenztes Bauvolumen, insbesondere Desktop-Geräte und Metall-3D-Drucker. Dies kann das Prototyping oder die Herstellung großer Teile erschweren.

Eine Möglichkeit, diese Schwierigkeit zu überwinden, besteht darin, große Teile in kleinere Teile zu unterteilen, die nach der Herstellung zusammengebaut werden können. Eine solche Option kann theoretisch dazu führen, dass die Baugröße von 3D-Druckern unbegrenzt ist. Netfabb verfügt jedoch über viele Schneidwerkzeuge, die genau zu diesem Zweck dienen.

Ein 3D-Modell kann entlang der X-, Y- oder Z-Achse in Stücke geschnitten werden, um ein Modell in handhabbare Teile zu unterteilen. Alle Teile können mit den Stapeldruckwerkzeugen von Netfabb auf der Bauplatte angeordnet werden. Einer der Vorteile der Schnittfunktion in Netfabb besteht darin, dass Benutzer nicht einen Schritt zurück in die Entwurfsphase gehen müssen, um kleinere Änderungen wie das Abflachen der Oberfläche eines Modells vorzunehmen. Mit Netfabb können Schnitte mithilfe einer Schnittebene, verschiedener Polygonformen oder eines Kreises durchgeführt werden.

Die Schnittfunktion bringt verschiedene Vorteile für den Herstellungsprozess mit sich. Angenommen, ein Automobildesignunternehmen möchte eine lebensgroße Stoßstangenabdeckung drucken. Die Schneidefunktion in der Netfabb-Software kann dabei helfen, die Geometrie auf einem einzigen 3D-Drucker zu erstellen. Anschließend kann das Modell mit Leim oder Montagefugen zusammengefügt werden.

Darüber hinaus möchte ein Designer vor dem 3D-Druck eines vollständigen Modells möglicherweise die Druckbarkeit eines bestimmten Teils des Modells testen. Für den Testdruck kann in diesem Bereich ein Zuschnitt vorgenommen werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der vollständige 3D-Druck beim ersten Versuch erfolgreich ist, was Zeit und Kosten beim 3D-Druck großer Objekte spart.

Ein in Fusion 360 festgelegtes Teil, das in Netfabb mit der Option „Polygonschnitt mit Schnitttiefe“ geschnitten wird. Bild über Autodesk

Das Bearbeiten von Netzdateien ist einer der wichtigsten Schritte bei der Vorbereitung von 3D-Druckdateien. Durch die Netzbearbeitung können unzählige Stunden eingespart werden, die für die Neugestaltung eines bereits vorhandenen 3D-Modells aufgewendet würden.

Hier besprechen wir verschiedene von Netfabb angebotene Mesh-Bearbeitungstools, um Modelle zu modifizieren und sie für verschiedene 3D-Drucktechnologien wie SLA/DLP vorzubereiten. In diesem Kapitel geht es auch um ein Mesh-Vergleichstool, das für Unternehmen von großem Nutzen sein kann, die mit ihren Kunden genaue Details von 3D-Modellen besprechen müssen.

Bei herkömmlichen Herstellungsprozessen sind Materialhandhabung, Werkzeugausstattung und Arbeitskompetenz ein wichtiger Teil des Herstellungsvorgangs. Darüber hinaus können die Durchlaufzeiten bei solchen Prozessen erheblich lang sein, da Rohstoffe beschafft und Produktionsanlagen geplant werden müssen. Beispielsweise erfordert ein Gussprozess zunächst die Herstellung von Formen, und beim Wachsausschmelzguss ist eine Form für die Herstellung jedes einzelnen Teils erforderlich, was die Produktionszeit erhöht.

Für die CNC-Bearbeitung muss ein Werkzeugweg geplant und andere Faktoren wie Werkzeug, Reihenfolge und Zugriff berücksichtigt werden. In solchen Fällen kann die Herstellung komplexer Teile länger dauern.

Im Gegensatz dazu handelt es sich bei der Methode der additiven Fertigung um eine einstufige Produktion vom Entwurf bis zur Fertigung, und die Komplexität des Teils hat keinen Einfluss auf die Durchlaufzeit.

Eines der Probleme beim 3D-Druck besteht jedoch darin, dass die Herstellungsrichtlinien stark maschinen- und materialspezifisch sind. Daher ist es möglich, dass ein 3D-Modell ideal für den Druck in SLS geeignet ist, nicht jedoch in FDM.

Ein weiteres Problem könnte darin bestehen, dass die Prozessparameter einer Maschine möglicherweise nicht mit denen einer anderen Maschine kompatibel sind. Beispielsweise kann ein Teil, das im DMLS-Drucker EOS M270 hergestellt wurde, mit der nächsten Version des 3D-Druckers, dem EOS M290, möglicherweise nicht mit den besten Ergebnissen gedruckt werden. Dies könnte einfach auf eine geringfügige Modifikation zurückzuführen sein, beispielsweise auf die verbesserte Steuerung des Inertgasflusses der EOS M290.

Daher erhält im einstufigen Fertigungsparadigma wie AM die Entwurfsphase die größte Aufmerksamkeit und daher ist ein Werkzeug zur Netzbearbeitung erforderlich.

Darüber hinaus sind im Internet zahlreiche .stl- und .obj-Dateien verfügbar. Zu diesen Dateien gehören zahnärztliche und anatomische Modelle, die gelegentlich bearbeitet werden müssen.

Ein 3D-Modell wird aus geometrischen Grundformen, Formen wie Würfel, Zylinder und Torus, erstellt. Diese primitiven Formen sind die Metadaten des 3D-Modells. Nach der Erstellung eines 3D-Modells in Software wie Fusion 360 wird eine CAD-Datei für den 3D-Druck in .stl oder .obj exportiert. Diese Dateien übersetzen ein 3D-Modell in ein Dreiecksnetz und die Metadaten des 3D-Modells gehen verloren. Daher kann in .stl-, .obj- und anderen ähnlichen Dateien nicht auf die zugrunde liegende parametrische Geometrie zu Bearbeitungszwecken zugegriffen werden.

Die Bearbeitung von .stl- und .obj-Dateien ist durch Änderungen am Dreiecksnetz möglich und für Unternehmen mit einem digitalen Inventar ist ein Netzbearbeitungstool erforderlich.

Mit Netfabb kann der Benutzer 3D-Modelle bearbeiten, indem er das Dreiecksnetz manipuliert.

Das Modul „Mesh Manipulation“ unterscheidet sich vom Modul „Repair“. Die Reparaturfunktion in Netfabb repariert Modelle automatisch auf Fehler. Die Netzmanipulationsfunktion ermöglicht eine zusätzliche manuelle Steuerung des Netzes.

In den Modulen Repair und Mesh Manipulation von Netfabb stehen mehrere Bearbeitungsoptionen zur Verfügung. Dazu gehört die Verfeinerung des Netzes für den präzisen 3D-Druck, das Hinzufügen und Entfernen von Dreiecken, das Glätten des Netzes sowie das Schneiden und Extrudieren der Oberfläche. Durch das Hinzufügen einer Knotenfunktion innerhalb des Reparaturmoduls erhalten Benutzer mehr Kontrolle über die Manipulation eines Netzes. Mit Hilfe des Werkzeugs „Knoten hinzufügen“ kann ein präziser Punkt angegeben werden, um neue Dreiecke zu generieren.

Der Tessellation können Dreiecke hinzugefügt werden, um die Auflösung der 3D-Drucke zu erhöhen. Dies kann individuell oder automatisch erfolgen. Wenn Sie jedoch die Anzahl der Dreiecke in einem Netz erhöhen, wird die 3D-Datei größer, sodass das Schneiden und Hinzufügen von Stützstrukturen länger dauern kann.

Andererseits können auch Dreiecke in einem Netz reduziert werden. Dadurch wird auch die Dateigröße verringert. Es ist zu beachten, dass eine Verringerung der Anzahl der Dreiecke die Qualität eines 3D-Modells beeinträchtigen kann. In vielen Fällen kann die Netzdateigröße jedoch reduziert werden, ohne die physikalischen Eigenschaften des Teils entsprechend den Toleranzen zu beeinflussen.

Zu den weiteren Netzbearbeitungswerkzeugen in Netfabb gehören das Schneiden von Flächen, das Extrudieren von Dreiecken und das Glätten.

Ein gescanntes Objekt kann unnötige Dreiecke enthalten, wodurch Objekte scharfe Kanten erhalten. Scharfe Kanten eines Objekts können mithilfe der Registerkarte „Glättung“ im Netzmanipulationsmodul geglättet werden. Darüber hinaus ist auch eine erweiterte Registerkarte „Remesh“ verfügbar, die das Netz gleichmäßiger umstrukturiert und die entscheidenden geometrischen Details des Objekts beibehalten kann.

Verschiedene Zugangspunkte zur Netzbearbeitung über die Registerkarte „Ändern“ von Netfabb. Bild über Autodesk

Ein Modell kann aus Einzelteilen entworfen und dann nicht als einzelnes Teil, sondern als separate Schalen in eine .stl-Datei exportiert werden. Ein Designer beabsichtigt dies jedoch möglicherweise nicht, da separate Schalen in einem einzelnen Modell zu Druckfehlern führen können. Netfabb kann separate Schalen in Teile aufteilen, die mithilfe der booleschen Operation, die auf der Registerkarte „Ändern“ im Bedienfeld „Teilen und Zusammenführen“ verfügbar ist, zusammengefügt werden können. Durch diesen Vorgang wird ein einziges einheitliches Netz aus einzelnen Teilen erstellt.

Darüber hinaus kann ein Netz in eine BREP-Datei (Boundary Representation) konvertiert und später als .step-, .sat- oder .iges-Datei exportiert werden.

Ein in BREP konvertiertes Netzteil wird als .sat-Datei aus Netfabb exportiert. Bild über Autodesk

Beim 3D-Druck werden Massivmodelle in der Regel mit Füllungen gedruckt.

FDM/FFF-Drucker füllen das Innere des 3D-Modells mit verschiedenen Arten von Füllungen wie Waben- oder Gyroidstrukturen auf der Grundlage der in der Gcode-Datei definierten Werkzeugwegdaten.

SLA/DLP-3D-Drucker benötigen keine Werkzeugwegdatei. Sie füllen die Innenseiten eines 3D-Modells auf Basis der Slice-Datei mit flüssigem Harz. Das Harz härtet aus und ergibt ein robustes Vollmodell. Wenn die CAD- oder Mesh-Datei solide ist, wird dies auch in der Slice-Datei widergespiegelt. Ein in Scheiben geschnittenes festes Objekt hat nur die Außenkontur für jede Scheibe und der 3D-Druck eines solchen Objekts verlängert die Druckzeit und verbraucht große Mengen Harz. In vielen Fällen wäre es völlig unnötig, ein Modell mit Harz zu füllen.

Ein Ausweg aus diesem Problem besteht darin, das 3D-Modell auszuhöhlen, sodass nur die Außenwände eine geringe Dicke aufweisen. Und das Modell kann viel schneller 3D-gedruckt werden. Damit das flüssige Harz jedoch nicht im ausgehöhlten 3D-Modell eingeschlossen wird, müssen Löcher vorhanden sein, durch die das Harz aus dem Gehäuse austreten kann. Normalerweise wird spezielle Software verwendet, die Löcher oder andere Perforationen erzeugen kann, um das nicht verwendete flüssige Harz während des SLA/DLP-Druckprozesses freizugeben.

Da Netfabb eine Komplettlösung für den 3D-Druck ist, verfügt es über die Funktion „Hülle generieren“, die automatisch ein 3D-Modell mit einer benutzerdefinierten Wandstärke aushöhlt. Darüber hinaus hilft das Tool „Perforation hinzufügen“ von Netfabb Premium Benutzern dabei, automatisch Löcher in der Schale für die Harzabgabe zu erzeugen.

Das Werkzeug „Perforation hinzufügen“ verfügt auch über die Option „Plug generieren“. Dadurch können Füllungen gleicher Größe erzeugt oder ein Abstand vorgesehen werden, um die Leimdicke für das mit dem Perforationswerkzeug hergestellte Loch zu berücksichtigen. Die Stopfen können 3D-gedruckt werden und zum Verschließen der Löcher verwendet werden.

Eine andere Möglichkeit, einen Auslass für flüssiges Harz zu schaffen, besteht darin, mit Hilfe der Schneidwerkzeuge von Netfabb einen überflüssigen Teil eines Modells abzuschneiden. Beispielsweise kann eine geschlossene Basis eines Modells für die Funktion des Modells unwesentlich sein. Der Sockel kann durch einen Schnitt entfernt werden. Ein 3D-Modell ohne Boden lässt das gesamte flüssige Harz austreten. Das gleiche Prinzip kann auf SLS angewendet werden, bei dem Pulvermaterial verwendet wird.

Darüber hinaus können primitive Formen verwendet werden, um gemusterte Perforationen zu erzeugen. Netfabb verfügt beispielsweise über grundlegende Designfunktionen mit komplexen und elementaren Formen. Beispielsweise kann ein Zylinder verwendet werden, um mithilfe des Booleschen Subtraktionsoperationstools Löcher in einem Modell zu erzeugen.

Darüber hinaus ermöglicht die Aushöhlung der Innenseiten dem Designer, das Modell mit seinen individuell definierten Gitterstrukturen zu füllen. Diese können aus gestalterischer oder technischer Sicht bevorzugt sein. Beispielsweise kann ein ausgehöhltes Teil mit Wabenstruktur flexibler oder stärker sein.

Mit den Gitterfunktionen von Netfabb Premium (Lattice Assistant und Lattice Commander) können Benutzer ihre Strukturen als Füllung für ausgehöhlte Teile entwerfen. Für fortgeschrittenere Anwendungen sind in Netfabb Ultimate auch ein Lattice Optimization-Tool und das Selective Space Structure (3S)-Tool verfügbar, das über Skripte Gitter erstellt, die Oberflächenkonturen oder Gitterkombinationen folgen.

Netfabb Lattice Assistant vereint Hohl-, Gitter- und Perforationswerkzeuge in einer leicht zugänglichen Oberfläche. Die Schnittebene „Y“ ist aktiv, um den Querschnitt des Teils anzuzeigen. Bild über Autodesk

Designer müssen häufig Änderungen an Netzdateien wie .stl oder .obj vornehmen. Das Bearbeiten dieser Dateien kann ziemlich umständlich sein, da nur noch ein Dreiecksnetz und keine parametrischen Daten übrig sind. Wie bereits erwähnt, verfügt Netfabb über eine Netzbearbeitungsfunktion, mit der Benutzer Dreiecke manipulieren können, um die Form eines 3D-Modells zu bearbeiten. Dieses Tool kann mit dem Booleschen Operationstool kombiniert werden, was die Designfreiheit von Netfabb erweitert.

Eine boolesche Operation ist eine Beziehung zwischen zwei Objekten, die durch die Aktionen „Vereinheitlichen“, „Subtrahieren“ und „Überschneiden“ definiert wird. Unify kombiniert zwei gegebene Objekte, Subtract entfernt eines voneinander, Intersect ergibt den gemeinsamen Rest zweier Objekte.

Diese Operationen bilden die Grundlage für parametrisches Design oder konstruktive Volumengeometrie. Netfabb kombiniert boolesche Operationen mit Netzbearbeitungswerkzeugen, um die Designfunktionen der Software zu erweitern.

Mit Hilfe der booleschen Operationen können Designer Teile zu einem vorhandenen Design hinzufügen oder davon entfernen (eine Netzdatei). Wie bereits erwähnt, ist dies besonders hilfreich bei der Erstellung hohler Teile für den SLA/DLP-Druck. Darüber hinaus kann die Subtraktionsoperation für die zuvor beschriebenen Zwecke auch zum Hinzufügen von Löchern zum 3D-Modell verwendet werden.

Boolesche Operationen sind auch beim Erstellen von Füllungen für Hohlteile für den SLA/DLP-3D-Druck nützlich. Beispielsweise kann ein Designer eine individuelle Gitterstruktur für ein Teil modellieren. Mithilfe der Unify-Operation können sie es ganz einfach als modellierte Füllung in ein Hohlteil einbetten.

Formen können durch Subtrahieren eines Modells von einem Volumenkörper erstellt werden. Dies lässt sich ganz einfach durch Hinzufügen eines Würfels aus der parametrischen Teilebibliothek von Netfabb bewerkstelligen. Das abzuformende Modell kann einfach auf den Würfel gelegt und abgezogen werden.

Boolesche Operationen können auch verwendet werden, um einem vorhandenen Teil weitere Funktionalität hinzuzufügen. Wenn ein Hersteller beispielsweise einem Teil ein Schraubengewinde für eine stärkere Baugruppe hinzufügen möchte, aber nur über eine Netzdatei des Originalteils verfügt, können boolesche Operationen hilfreich sein. Ein Bolzen kann in Netfabb erstellt und von der Zielform subtrahiert werden. Um Toleranzen und andere mechanische Probleme zu berücksichtigen, kann das Netzbearbeitungswerkzeug zum Versetzen der Schraube verwendet werden.

Darüber hinaus eignen sich boolesche Operationen auch zum Kombinieren von Designs. Designer können Logos oder Beschriftungen zu vorhandenen .stl-Modellen, benutzerdefinierten Sockeln oder Stützen hinzufügen.

Führen Sie die Aktion „Subtrahieren“ auf der Registerkarte „Boolesche Operation“ aus, um den roten Teil vom grünen Teil zu entfernen. Die Schnittebene „Y“ ist aktiv, um den Querschnitt der Teile anzuzeigen. Bild über Autodesk

Wie bereits erwähnt, kann Netfabb Dreiecksnetze bearbeiten. Manchmal müssen Teile neu skaliert, neu vernetzt oder geglättet werden. Nach einem solchen Prozess ist es oft notwendig, das Original und das bearbeitete Teil zu vergleichen, um Abweichungen und Toleranzen zu messen. Zur Toleranzanalyse und Prüfung der Gesamtqualität des 3D-Drucks ist ein Vergleichstool unverzichtbar. Ein gutes Netzvergleichstool kann Arbeit, Zeit und Kosten sparen. Beispielsweise möchte ein Geschäftskunde möglicherweise Änderungen am ursprünglichen Modell vornehmen, um es präziser zu machen. In einem solchen Fall kann nur ein Netzvergleichstool feststellen, wie viel Genauigkeit bei der Netzbearbeitung realisierbar und möglich ist. In Netfabb können Benutzer mithilfe der Funktion „Vergleichen“, die über die Registerkarte „Analysieren“ im Bereich „Analyse“ zugänglich ist, eine vergleichende Analyse zwischen zwei Dreiecksnetzen durchführen. Der Vergleich kann bei zwei ähnlichen Modellen unidirektional oder bidirektional erfolgen. Das Modul „Mesh Compare“ zeigt eine detaillierte visuelle und numerische Analyse der veränderten Mesh-Dreiecke. Die Daten werden mithilfe eines Farbverlaufs und Statistiken dargestellt, z. B. die durchschnittliche Bewegungsdistanz, die maximale positive Distanz und die maximale negative Distanz. Die Entfernung, um die sich ein Dreieck auf einer Koordinate zum Mittelpunkt oder von diesem weg bewegt hat, wird auf der Abweichungsskala durch rote oder blaue Farben dargestellt. Die rote Farbe zeigt an, dass sich ein Dreieck von der Mitte weg bewegt hat, wohingegen Blau die Bewegung zur Mitte hin darstellt. Dem Toleranzabstand kann ein Wert zugewiesen werden, um die zulässigen Abweichungen vom Originalmodell zu messen. Die grüne Farbe auf dem Modell zeigt an, dass das Toleranzniveau in einer bestimmten Region akzeptabel ist. Darüber hinaus veranschaulicht ein Balkendiagramm die Entfernung, um die sich ein Dreieck bewegt hat, und wie viele Dreiecke im Netz diese Entfernung zurückgelegt haben. Darüber hinaus können Messpunkte hinzugefügt werden, um die Abweichungen zu berechnen und zu kennzeichnen. Abschließend kann mit der Funktion „Bericht generieren“ auf der Registerkarte „Analysieren“ ein Netzvergleichsbericht erstellt werden. Wählen Sie einfach den Eintrag „netfabb_mesh_compare“ im Dialog „Bericht generieren“ und klicken Sie auf die Schaltfläche „Bericht generieren“. Dadurch wird die automatische Berichtserstellung mithilfe der Open Office ODT-Vorlage ausgeführt und die Ausgabe kann mit jeder Software angezeigt werden, die ODT-Dateien öffnen kann, einschließlich Microsoft Word. Der Bericht enthält allgemeine Messungen der Modell- und Netzvergleichsdaten. Dies kann besonders hilfreich für 3D-Druck-Dienstleister sein, die vor dem Herstellungsprozess Berichte für ihre Kunden erstellen müssen.

Mesh-Vergleichsmodul in Netfabb. Bild über Autodesk

Wenn die Dateien nicht sorgfältig für die Herstellung vorbereitet werden, können Drucke scheitern und der 3D-Druck kann sich als teure Herstellungsmethode erweisen. Die Modellierungsphase ist genauso wichtig wie der 3D-Druck. Daher ist es wichtig, über alle notwendigen Werkzeuge zum Bearbeiten von 3D-Netzen zu verfügen, um sicherzustellen, dass das Originalmodell und der 3D-Druck einander bestätigen. Ein solches unverzichtbares Werkzeug ist die Messanalyse.

Messwerkzeuge sind nicht nur für die Berechnung der Abmessungen eines Modells unerlässlich, sondern auch für die Reparatur und Bearbeitung von 3D-Modellen. Darüber hinaus können diese Werkzeuge notwendig werden, um die Druckfähigkeit eines Modells zu prüfen. Da beispielsweise die Wandstärke entscheidend für die Druckfähigkeit eines 3D-Modells ist, verfügt Netfabb über ein spezielles Wandstärkenmessgerät. Darüber hinaus verfügt Netfabb über verschiedene andere Messwerkzeuge und -funktionen, mit denen Längen, Abstände und Winkel von Flächen und Dreiecken in einem Netz berechnet werden können.

In Netfabb gibt es acht Kategorien von Messwerkzeugen. Dazu gehören Punkt-, Kanten-, Kreiserkennung, 3-Punkt-Kreis, 4-Punkt-Kugel, Oberfläche, Wandstärke und 3-Punkt-Winkel. Die Messwerkzeuge in Netfabb verwenden Ankerpunkte, um die Berechnungen durchzuführen.

Alle diese Tools können mit der Feature-Erkennung und der Snap-On-Option von Netfabb verwendet werden, was es dem Benutzer erleichtert, durch das Netz zu navigieren und Ankerpunkte für die Berechnung am Modell anzubringen. Mit Hilfe der Merkmalserkennung können Benutzer die Ankerpunkte an primitive Formen wie Linien, Kanten, Kreise und Ebenen binden. Mit der Option „Einrasten“ haftet der Ankerpunkt an den Kanten des Dreiecks. Diese Option kann ausgeschaltet oder auf „Punkt auf Schnittebenenknoten“ umgestellt werden.

Alle Entfernungs- und Winkelmessungen werden auf einem Etikett angezeigt. Benutzer können diese Kommentare für ihre eigene Referenz oder für andere Designer kennzeichnen. Wenn die Maßbeschriftungen die Ansicht des Modells überladen, können sie gezogen werden, um sie vom Teil wegzubewegen. Dies kann hilfreich sein, wenn ein Designer Screenshots des 3D-Modells teilen muss.

Darüber hinaus zeigt der Messdialog im Modul detaillierte Statistiken an, die für Ingenieure eine große Hilfe sein können.

Ohne Messtool wären viele Bearbeitungsvorgänge in Netfabb für Profis nicht benutzerfreundlich. Die Messwerkzeuge von Netfabb ergänzen die Bearbeitungsfunktionen der Software, wie etwa den Netzeditor und boolesche Operatoren. Beispielsweise können Benutzer den Abstand zwischen einem Punkt und einer Schnittlinie messen, bevor sie die Bearbeitung vornehmen. Darüber hinaus können detaillierte Messungen dem Benutzer auch dabei helfen, Teile präzise auszurichten.

Außerdem kann Netfabb detaillierte Zeichnungen oder Blaupausen erstellen, die zum Vergleich eines 3D-gedruckten Teils mit dem Originalmodell verwendet werden können. Dadurch kann der Testprozess effizienter gestaltet werden.

Messungen mit Netfabb durchführen. Bild über Autodesk

In diesem Kapitel werden wir darüber sprechen, wie Netfabb zum Ausrichten von Teilen auf der Bauplattform verwendet werden kann, um das Bauvolumen voll auszunutzen und die Druckqualität zu verbessern. Außerdem erfahren Sie, wie Netfabb Premium Slices für DLP und SLS erstellen kann, wodurch die Verwendung mehrerer separater Slicing-Software überflüssig wird.

Das automatische Orientierungstool in Netfabb ist eine große Hilfe beim Erkunden verschiedener Positionen eines Teils. Allerdings funktioniert es nur mit Einzelteilen. Sobald ein Benutzer darüber hinaus ein Gespür für Orientierung und Unterstützungsgenerierung entwickelt hat, könnte in vielen Fällen eine manuelle Anordnung vorzuziehen sein, um die Qualität des 3D-Drucks zu verbessern. Wenn Sie beispielsweise das 3D-Modell in der Mitte der Bauplatte platzieren, wird eine bessere Qualität gewährleistet. Es ist allgemein bekannt, dass FDM/FFF in der Mitte des Baubereichs am besten funktioniert. Sogar SLS-Drucker bieten eine bessere Temperaturgleichmäßigkeit in der Mitte und Rückseite der Baukammer. Darüber hinaus können Teile so angeordnet werden, dass die Stützstruktur minimiert oder Stützen an detaillierten Teilen des Modells vermieden werden.

Netfabb verfügt über eine Auswahl an Funktionen zum Anordnen von Teilen, die in dieser Hinsicht hilfreich sein können. Eine davon ist die Funktion „Ausrichten“. Ein Vorteil des „Ausrichten“-Werkzeugs von Netfabb besteht darin, dass es ein Teil relativ zu einer anderen Oberfläche ausrichtet. Mit dem Ausrichtungswerkzeug können Teile einfach in Bezug zueinander, zur Bauplatte oder den X-, Y- und Z-Achsen angeordnet werden.

Modelle können parallel, antiparallel oder senkrecht zueinander platziert werden. Teile können auch relativ zueinander übersetzt werden. Um solche Änderungen vorzunehmen, muss der Benutzer zwei Oberflächen der Teile auswählen, die er ausrichten möchte, und das Ausrichtungswerkzeug erledigt den Rest.

Eine so umfassende Kontrolle über die Teileanordnung kann auch bei der Modellbearbeitung mithilfe boolescher Operationen hilfreich sein, da die Oberflächenauswahlmethode des Ausrichtungstools zeitsparender und präziser ist als die manuelle Bearbeitung.

Darüber hinaus kann das Ausrichtungstool mit dem „Move Parts“-Tool kombiniert werden, um das gesamte Volumen der Bauplatte auszunutzen. Wie bereits erwähnt, kann Netfabb beim automatischen 2D-Packen helfen. Das Werkzeug zur Teileausrichtung kann auch beim 2D-Verpacken hilfreich sein, da es dem Benutzer ermöglicht, Teile entsprechend spezifischer Anforderungen auszurichten. Darüber hinaus kann ein erfahrener Benutzer das Ausrichtungstool auch für die manuelle 3D-Packung verwenden. Allerdings enthält Netfabb Premium bereits mehrere dedizierte automatische 3D-Packungsalgorithmen, sodass es im Wesentlichen nicht erforderlich ist, in diesem Handbuch näher auf diese Problemumgehung einzugehen.

Wie wir wissen, formt der 3D-Druck ein Objekt, indem Schichten übereinander hinzugefügt werden. Beim SLS-Verfahren werden Schichten durch Sintern von pulverförmigem Material gebildet. Das ungesinterte Pulver auf dem Bett dient als Stützmaterial für Überhänge. Größere Überhänge bieten mehr Pulverunterstützung unter ihnen. Das ungesinterte Pulver löst zwar das Stützproblem beim SLS-Druck, verursacht aber ein anderes. Jedes Mal, wenn der Laser auf das Pulver feuert, um eine Schicht zu bilden, wird Wärme unter die Schicht übertragen. Wenn eine Maschine also große Überhänge druckt, erhält das Pulver unter der ersten Schicht des Überhangs Wärme vom Laser. Dadurch bleiben Materialpartikel unter der unteren Oberfläche der Überhangschicht hängen, wodurch die Oberfläche rau wird.

Mit der Up/Downskin-Analyse in Netfabb können Benutzer visualisieren, welche Teile des Modells aufgrund von Überhängen eine raue Oberfläche aufweisen. Das Up-Downskin-Analyse- und Teileausrichtungstool kann zusammen verwendet werden, um die beste Ausrichtung eines 3D-Modells für den SLS-Druck herauszufinden.

Benutzer können einen kritischen Winkelschwellenwert wie 45° definieren und die Up/Downskin-Analyse zeigt an, welche Bereiche über diesem Schwellenwert liegen.

Darüber hinaus sind zwei der charakteristischen Probleme beim SLS-Drucken Wellen und Verziehen. Unter Curling versteht man die Verformung der unteren Schicht, während unter Warping die Verformung des Ganzen aufgrund von Schrumpfung und Restspannung verstanden wird.

Kräuseln und Verziehen entsteht, wenn eine frisch gesinterte Schicht mit kaltem Pulver in Kontakt kommt. Dies kann passieren, wenn eine neue Schicht Materialpulver auf die gesinterte Schicht gelegt wird. Ein plötzlicher Temperaturabfall an der Oberseite der Schicht führt dazu, dass diese schrumpft, während der untere Teil der Schicht seine hohe Temperatur beibehält. Weitere Faktoren, die das Kräuseln und Schrumpfen beeinflussen, sind die Temperatur der Kammerwände und das Antioxidationsgas in der Kammer.

Es hat sich gezeigt, dass beim SLS-Druck Wellungen und Verwerfungen durch die Ausrichtung eines Teils auf bestimmte Weise entgegengewirkt werden können. Und Netfabb bietet den Nutzern jede Menge Orientierungsmöglichkeiten. Darüber hinaus kann ein Z-Kompensationswerkzeug auch zur Qualitätskontrolle eingesetzt werden.

Darüber hinaus kann die Berechnung des „Unterstützungsvolumens“ auch zum Up/Downskin-Analysediagramm hinzugefügt werden.

[GIF] Animation zur Teileausrichtung

3D-Drucker sind nur in der Lage, zweidimensionale Daten zu lesen. Daher müssen alle 3D-Modelle in zweidimensionale Daten umgewandelt werden, die vom Ziel-3D-Drucker gelesen werden können. Die Übersetzung der Eingabe von 3D in 2D erfolgt mithilfe einer Slicing-Software, die ein 3D-Modell in schrittweise Ebenenmuster „schneidet“.

Netfabb vereint alle diese Phasen in einer Software, sodass zum Reparieren, Analysieren und Schneiden eines CAD-Modells nur Netfabb Premium benötigt wird.

Netfabb Premium unterstützt Drucker, die die folgenden Technologien nutzen: CDLP, DED, DLP, EBM, BAAM, MJF, SCA, SLA, SLM, SLS und UCVC. Einige dieser Drucker verfügen über proprietäre Software zum Slicing (Beispiel: SLA mit Formlabs), andere nutzen Druckvorbereitungssoftware wie Netfabb für Slice-Daten (Beispiel: BAAM mit Cincinnati Inc.), wieder andere können ihre eigene proprietäre Software verwenden /oder Druckvorbereitungssoftware wie Netfabb (Beispiel: SLM mit Renishaw)

Die Fähigkeiten des Slicers von Netfabb ähneln denen anderer auf dem Markt erhältlicher 3D-Druck-Slicer-Software. Das Slicer-Tool von Netfabb kann Informationen wie Schichtdicke, Geschwindigkeit der Maschine und Extrusionsrate definieren.

Darüber hinaus können an einem einzigen Modell unterschiedliche Slicer-Einstellungen verwendet werden. Diese Funktion gibt den Benutzern mehr Freiheit und Kontrolle über den 3D-Druckprozess. Benutzer können wählen, welcher Teil des Modells präziser sein soll und welcher Teil mit höherer Geschwindigkeit gedruckt werden soll.

Sobald das Modell in Scheiben geschnitten ist, kann es in eine Datei exportiert werden, die mit dem Ziel-3D-Drucker kompatibel ist. Geschnittene Dateien können auch als Bild (Beispiel: BMP oder PNG) exportiert werden, wobei jedes Bild eine einzelne Ebene darstellt, oder als Werkzeugpfaddateien (Beispiel: CLI oder MTT).

Verschiedene Exportdateiformate für Slice-Daten innerhalb von Netfabb. Bild über Autodesk

Zusätzlich zum Slicing können Benutzer in Netfabb auch Unterstützungen erstellen. Dies kann entweder manuell oder durch die Ausführung eines automatischen Skripts erfolgen. Die Funktion „Teil ausrichten“ kann einen Suchalgorithmus ausführen, um verschiedene Ausrichtungen für das Teil zu finden. Diese Ausrichtungen sind entsprechend der Menge der Stützstruktur geordnet. Beispielsweise ist die am höchsten bewertete Orientierung diejenige mit dem geringsten Unterstützungsvolumen. Benutzer können auch ihre eigenen Präferenzen für den Ausrichtungssuchalgorithmus festlegen. Sobald die bevorzugte Ausrichtung des Modells ausgewählt ist, kann es als 3D-druckbare Datei exportiert werden.

Netfabb Premium kann Stützstrukturen für alle 3D-Drucktechnologien generieren, die Stützen erfordern.

Ein Teil, der mithilfe des SLM-Support-Skripts im Support-Modul von Netfabb unterstützt wird. Bild über Autodesk

Zusätzlich zum Slicing für DLP und BAAM kann Netfabb auch Slice-Dateien für Selective Laser Sintering (SLS) erstellen. SLS-3D-Drucker verwenden einen oder mehrere Laser, um Metallpulver schichtweise zu schmelzen und so ein Modell herzustellen. Das Schneiden und Erstellen des Laser-Werkzeugwegs für solche Maschinen ist komplizierter als für FDM/FFF-Desktop-3D-Drucker.

Um einen Ausschnitt eines Modells für SLS zu erstellen, wird das Modell zunächst in Konturebenen unterteilt, die leer sind und ein Füllmuster, auch Schraffurmuster genannt, benötigen.

Netfabb verfügt über Standardschraffurmuster, die im Laserdruck verwendet werden. Dazu gehören einfache Schraffuren, Streifenschraffuren, Quad-Inseln, Schachbrettschraffuren und radiale Schraffuren. Diese Muster können angepasst werden, indem verschiedene Werte wie die Breite des Streifens, der Abstand zwischen den Streifen, der Winkel der Streifen usw. geändert werden. Benutzer können beispielsweise einen Wert für die Drehung pro Ebene festlegen, wodurch sich das Muster um die eigene Achse dreht angegebenen Winkel. Darüber hinaus können die Start- und Stopppunkte verwendet werden, um Gruppen von Slices mit unterschiedlichen Einstellungen zu generieren. Beispielsweise können von 0–10 mm einfache Schraffuren und von 11–20 mm Quad-Inseln verwendet werden.

Darüber hinaus können boolesche Operationen auf Slices angewendet werden. Dies ist in SLS besonders nützlich für die Erstellung benutzerdefinierter Füllungen. Benutzer können selbst entworfene Füllungen in Netfabb importieren, sie in Scheiben schneiden und eine zusätzliche boolesche Operation mit den Scheiben des primären 3D-Modells anwenden. Dadurch wird eine Füllkontur erzeugt, die mit Schraffurmustern gefüllt werden kann.

Darüber hinaus können mit SLS auch ausgehöhlte Teile 3D-gedruckt werden. Ein Schnitt kann von den Konturen versetzt werden, um eine Wand zu erstellen, die mit Schraffurmustern gefüllt werden kann. Dadurch bleiben die Innenseiten des Teils leer. Wie beim SLA-Druck spart die Herstellung eines Hohlteils im SLS Zeit und Material.

Alle verschiedenen Schnitte können als einzelne Datei exportiert werden, die zur Herstellung in einen SLS-3D-Drucker geladen werden kann. Über den Dialog „Meine Maschinen“ können Benutzer SLS-3D-Drucker wie den EOS P396 einrichten. Der 3D-Drucker kann an Netfabb angeschlossen werden. Die Parametereinstellungen werden in der Regel vom Maschinenhersteller bereitgestellt. Zu diesen Einstellungen gehört die Scanstrategie, etwa der Weg des Lasers, die Geschwindigkeit und die Leistung des Lasers. Die Scanstrategie ist wichtig, um die besten mechanischen und thermischen Eigenschaften des gedruckten Teils sicherzustellen.

Für metalladditive Fertigungssysteme verfügt Netfabb über eine Sammlung von Parametereinstellungen des Herstellers für verschiedene Druckmaterialien. Und für solche Maschinen ist die Verwendung des Slicing-Moduls nicht erforderlich, da das 3D-Druckermodul in Netfabb Scanstrategien und Füllungen generieren kann.

[GIF] Animation des Slice

Um die Möglichkeiten des 3D-Drucks zu maximieren, sind effiziente Arbeitsabläufe wichtig. Daher spart die Herstellung mehrerer Teile in einem Druckdurchlauf Zeit und Geld. Dies ist für Unternehmen und Institute wichtig, da möglicherweise 10 oder 100 Tests mit unterschiedlichen Druckeinstellungen in 3D gedruckt werden müssen. Darüber hinaus können Berichte zu Vergleichs- und Datenzwecken erstellt oder mit Kunden geteilt werden.

In diesem Kapitel lernen wir die Tools von Netfabb für Stapeldruck und Berichterstellung kennen.

Der Batch-3D-Druck kann Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil verschaffen. Um eine große Menge an Teilen herzustellen, ist es wichtig, das volle Potenzial eines 3D-Druckers auszuschöpfen. Dies bedeutet unter anderem, das Volumen der Bauplatte auszunutzen, um mehrere Modelle auf einmal in 3D zu drucken.

Netfabb umfasst mehrere Methoden zum Packen oder Verschachteln von Teilen, mit denen Modelle automatisch in einem Drucker angeordnet werden können. Sowohl der „2D-Packing“- als auch der „Simple Outbox Packing“-Algorithmus können Teile auf der X- und Y-Achse der Bauplatte verschachteln. Mithilfe von Werkzeugen zum Verschieben und Drehen können Benutzer Teile auch manuell weiter anordnen. Teile können auch relativ zueinander ausgerichtet werden. Zwei Teile können entweder senkrecht oder parallel zueinander platziert oder übereinander gestapelt werden.

Netfabb verfügt außerdem über eine 3D-Packungsfunktion, die 3D-Modelle entlang der XY- und Z-Achse anordnet. Und es wird häufig mit der SLS- und MJF-Technologie verwendet, da diese keine Stützstrukturen erfordern. Für das Packen von Teilen in 3D stehen mehrere Methoden zur Verfügung. Der Benutzer kann zwischen dem „Einfachen Postausgangspacker“ mit aktivierter Option „Verpackungsabmessungen „in 3D““ oder 3D-Verpackung – Scanline, MonteCarlo, Gravity oder nicht zuletzt den Algorithmen zur Größensortierung wählen.

Der Stapeldruck in Netfabb wird durch die Etikettierungsfunktion ergänzt. Mit Hilfe der Beschriftung können mehrere Teile durch einen Text oder ein Logo mit einer Kennzeichnung versehen werden. Dies kann die Nachbearbeitungsvorgänge effizienter gestalten. Beispielsweise könnte ein Zahnarzt mithilfe der 2D-Packungsfunktionen in Netfabb mehrere Zahnmodelle für Patienten erstellen. In einem solchen Fall wäre es praktisch, für jedes Zahnmodell, das zu verschiedenen Patienten gehört, eine Art Identifikation zu haben.

Darüber hinaus kann die Beschriftungsfunktion auch beim 3D-Druck eines Mehrkomponentenmodells hilfreich sein. Jedes Teil kann benannt werden, um den Zusammenbau des Modells nach der Herstellung zu erleichtern.

2D Packing nutzt die X- und Y-Achsen der Bauplatte optimal aus. Bild über Netfabb

Die Hauptzielgruppe von Netfabb sind Forschungsinstitute, Unternehmen, die 3D-Druck in einer Produktionsumgebung einsetzen, wie etwa Druckereien, sowie Organisationen, die ihre 3D-Druck-Design- und Fertigungsproduktivität steigern möchten. Für solche Branchen ist der Austausch detaillierter Berichte ein wesentlicher Bestandteil des AM-Workflows.

Netfabb kann viele nützliche Daten erzeugen, die in ein .odt-, .xls- oder .pdf-Format exportiert werden können. Die Standardberichtsvorlagen in Netfabb umfassen Netzvergleich, Teileanalyse, Plattformansichten und Angebote.

Darüber hinaus können Benutzer benutzerdefinierte Berichtsvorlagen entwerfen. Diese können mit der Software Pentaho Report Designer erstellt werden. Der Berichtsdesigner von Pentaho ist nicht Teil von Netfabb. Es handelt sich um eine separate Software zum Erstellen von Berichtsvorlagen. Pentaho generiert die Vorlagen im .prpt-Dateiformat.

Da 3D-Druckunternehmen eine Vielzahl von Kunden haben, können benutzerdefinierte Datenberichte äußerst nützlich sein, um auf spezifische Bedürfnisse der Kunden einzugehen. Wenn beispielsweise ein Teil aufgrund von Designproblemen nicht gedruckt werden kann, können Unternehmen relevante Werte im Bericht anzeigen und teilen, wie z. B. die Anzahl der Dreiecke, die Anzahl der Löcher, die Anzahl der Schalen usw. Da .odt- und .xls-Dateien bearbeitet werden können , sie können für Kunden geändert werden.

Um einen benutzerdefinierten Bericht zu erstellen, muss der Berichtsvorlage eine Liste mit Feld-Tags hinzugefügt werden. Netfabb verwendet diese Tags, um mit der .prpt-Datei zu kommunizieren und die Werte in eine .odt-, .pdf- oder .xls-Datei zu exportieren. Mithilfe der Feld-Tags können benutzerdefinierte Felder zum Pentaho-Bericht hinzugefügt werden. Zu den Tags gehören unter anderem NETFABB_ENGINE_BUILDTIME für die Build-Zeit, NETFABB_PART_SUPPORTVOLUME für die Schätzung des Support-Volumens und NETFABB_PARTCOUNT für die Anzahl der Teile auf der Plattform.

Die .prpt-Datei muss im Netfabb-Ordner „Report“ abgelegt werden, andernfalls wird im Dialogfeld „Bericht generieren“ der benutzerdefinierte Bericht nicht angezeigt.

Darüber hinaus ist .odt. Berichtsdateien im Ordner „Berichte“ von Netfabb können bearbeitet werden, um Kopf- und Fußzeilen sowie den Namen des Unternehmens hinzuzufügen. Diese Berichtserstellungsfunktion von Netfabb kann für kleine Unternehmen hilfreich sein. Da Berichtsvorlagen nicht jedes Mal manuell und einzeln ausgefüllt werden müssen, kann dies einem Unternehmen Zeit und Arbeit ersparen.

Generieren eines automatisierten Berichts in Netfabb. Bild über Autodesk