Am Anfang jedes 3D-gedruckten Teils steht ein digitales Modell, das mit einer Modellierungssoftware erstellt wurde. Es handelt sich meist um eine CAD-Software (Computer Aided Design), von der es viele auf dem Markt gibt, aber es gibt auch zusätzliche Software zur Optimierung oder Simulation von 3D-Modellen, zur Vorbereitung von Dateien vor dem Druck oder zur Verwaltung von Produktionsabläufen im Zusammenhang mit 3D-Druckern.

Es ist wichtig zu verstehen, dass viele Parameter bei der Konstruktion eines 3D-Modells berücksichtigt werden – umso mehr, wenn Sie es 3D-drucken möchten. Daher ist es wichtig, Geometrien, mechanische Eigenschaften, Gewicht, Kosten, Druckmedien usw. im Voraus zu planen. Aus diesem Grund gibt es viele kostenlose oder professionelle Softwareprogramme, die sich an bestimmte Branchen richten und mehr oder weniger einfach zu erlernen sind.

In diesem Leitfaden geben wir Ihnen einen Überblick über verschiedene Arten von Software, die existiert rund um die Additive Fertigung.

Modellierungssoftware

Wenn es um die Modellierung eines Teils geht, hat der Anwender mehrere Möglichkeiten: Festkörper-, Oberflächen- oder organischer Modellierung. Die endgültige Wahl der Software wird ganz natürlich nach dem Bedarf und der Darstellung getroffen, die man dem 3D-gedruckten Objekt geben möchte. Dies kann auch abhängig von der Drucktechnologie oder sogar dem gewünschten Material erfolgen.

Software zur Modellierung von Festkörpern

Diese umfasst CAD-Software (auch computergestützte Konstruktion), ideal für den industriellen Einsatz – und Direktmodellierungssoftware. Die Wahl Ihrer Software richtet sich in erster Linie nach Ihrem Kenntnisstand: Wenn Sie Anfänger sind, bleiben Sie bei einer barrierefreien Lösung, da die Modellierung schnell komplex werden kann. Die Wahl hängt auch von den Funktionen ab, die Sie benötigen, die in der Regel von Ihrer Branche festgelegt werden. Schließlich fragen Sie sich, ob Sie Cloud-basierte Software wünschen oder nicht, um Ihre Daten besser zu verwalten.

Die Festkörpermodellierung verwendet oft parametrisches Design, das, wie der Name schon sagt, ermöglicht, ein 3D-Modell durch leicht austauschbare Parameter zu definieren: Wir modellieren nicht durch Zeichnung, sondern durch Programmierung.

Diese Art von Lösung ermöglicht es dem Benutzer, die Eigenschaften eines Teils zu ändern, unabhängig davon, ob es sich um seine Länge, seinen Winkel, seine Koordinaten in Bezug auf einen Referenzpunkt oder seine Entfernung handelt. Alles beginnt mit einer Zeichnung, die aus geschlossenen 2D-Kurven besteht; der Benutzer fügt ihm eine Reihe von Elementen hinzu, um eine 3D-Form zu erstellen.

Diese Technik ist dem generativen Design sehr ähnlich, was es ermöglicht, Designziele und -beschränkungen zu definieren und die Leistung der einzelnen Parameter (Material, Gewicht, Festigkeit, Kosten, etc.) zu analysieren. Die Software untersucht alle möglichen Permutationen eines Designs und generiert schnell Designalternativen. Sie testet und lernt bei jeder Iteration, was funktioniert und was nicht.

Parametrisches Design ist starrer als die direkte Modellierung und wird hauptsächlich von Maschinenbauern und Industriedesignern verwendet. Zu den beliebtesten Programmen, die diese Funktionen integrieren, gehören Solidworks, Catia, CREO, Fusion 360 und FreeCAD als kostenlose Version.

Es sei darauf hingewiesen, dass Solidworks laut einer Umfrage von 3DHubs unter 750 Fachleuten die am häufigsten verwendete CAD-Software ist, sei es von Ingenieuren (50%) oder Designern (49%). Es folgen AutoCAD-, Fusion 360- und Rhino-Lösungen, die sich aber mehr an Designer richten.

 

logiciels d'impression 3D
Parametrisches Design mit  Solidworks
logiciels d'impression 3D
Generatives Design mit Autodesk
logiciels d'impression 3D
FreeCAD Software

Software zur Modellierung von Oberflächen

Diese Art von Design wird von Anwendern, die auf der Suche nach Ästhetik sind, generell sehr geschätzt. Wie der Name schon sagt, definiert diese Art von Software die Oberfläche des Objekts und nicht seinen festen Innenraum. In den meisten Fällen wird diese Software in künstlerischen Bereichen eingesetzt, insbesondere im Animations- und 3D-Compositing-Markt. Die bekanntesten Lösungen sind Catia von Dassault Systèmes, Blender oder Rhinoceros. Letzteres ist zum Beispiel ein Werkzeug, das besonders von Industriedesignern und Architekten genutzt wird.

Software zur organischen Modellierung

Sie ermöglicht die Erstellung von Freiformflächen mit sehr komplexen Details und wird im Allgemeinen zur Gestaltung von Personen oder Skulpturen eingesetzt. Die beiden am weitesten verbreiteten Programme auf dem Markt sind zweifellos Pixologics ZBrush und Autodesks Mudbox. Sie sind sehr bekannt in der Filmindustrie oder bei Schmuckdesignern.

Nachdem das 3D-Modell mit einer Modellierungssoftware erstellt wurde, muss im nächsten Schritt sichergestellt werden, dass es in 3D druckbar ist. Es gibt viele Lösungen, um den Druck des Teils zu optimieren oder sogar zu simulieren und so das Risiko von Druckfehlern zu reduzieren.

logiciels d'impression 3D
Zbrush ist eine der bekanntesten Softwares in diesem Bereich
Mudbox Software
Die Softwares ermöglichen sehr detaillierte Arbeiten

Simulierungs- und Optimierungssoftware

Topologische Optimierungssoftware ist im Bereich der Modellierungs- und Simulationssoftware nicht zu übersehen. Diese Werkzeuge ermöglichen es, die beste Verteilung des Materials in einem bestimmten Volumen unter Berücksichtigung von Einschränkungen zu definieren. Mit anderen Worten, es entfernt das Material von einem Teil, wenn es für seine einwandfreie Funktion nicht notwendig ist. Die topologische Optimierung ermöglicht es daher, Last- und Widerstandsbeschränkungen einzuhalten und gleichzeitig das Endergebnis erheblich zu reduzieren. Diese Optimierungssoftware bietet komplexere Geometrien, Gewichtseinsparungen und damit mehr Leistung in Branchen wie der Automobil- oder Luftfahrtindustrie. Unter den bestehenden Lösungen können wir solidThinking Inspire, Ansys oder Crea Simulate nennen.

Mit der Simulationssoftware können Sie Ergebnisse eines 3D-Druckprozesses digital vorhersagen. Sie ermöglichen dem Anwender eine wertvolle Zeitersparnis, da sie mögliche Druckfehler in nur wenigen Minuten erkennen und so die Kosten, die durch hohe Druckabfälle entstehen, reduzieren. Der Benutzer kann eine Reihe von Parametern simulieren: Verformung, Temperatur oder Nachbearbeitung. Darüber hinaus kann der Bedarf an Druckmaterial ermittelt und kritische Bereiche identifiziert werden, in denen Verformungen auftreten können.

Die zu simulierenden Parameter sind abhängig von der verwendeten Drucktechnologie. So wird beispielsweise bei der Schmelzabscheidung der Schwerpunkt auf der Beurteilung der Verzugsrisiken liegen – in diesen Fällen hilft die Simulation zu entscheiden, ob das Bauteil neu gestaltet werden muss oder ob die Haftung zur Platte erhöht werden soll.

Wenn das Pulversintern gewählt wurde, kann es notwendig sein, mehr oder weniger heiße Bereiche zu schaffen, was zu einer Verformung des Teils oder einer schlechten Oberflächenqualität führt. Durch die Simulation dieser Wärmezonen können diese Fehler vermieden werden.

 

Software für topologische Optimierung nimmt Einfluss auf das Gewicht eines Teils

 

Siemens bietet eine solche Software an
Die Software der EOS Group ermöglicht eine Einteilung in verschiedene Zonen je nach Temperatur

Slicer und Reparatursoftware für Ihre STL-Datei

Slicersoftware

Es ist das Must-Have, wenn Sie 3D-drucken möchten: Der Slicer oder die Slicing-Software schneidet das 3D-Modell in dünne Schichten, die den verschiedenen Schichtungsdicken entsprechen, die der Drucker erstellt.

Der Slicer überträgt alle Anweisungen, die er befolgen muss – diese sind in der Regel in einer Programmiersprache namens G-Code geschrieben. So definiert der Slicer beispielsweise die Auflösung, die Druckgeschwindigkeit oder die Lagenhöhe. Sie ist damit eine zentrale Software im Prozess der additiven Fertigung. Für FDM-3D-Drucker gibt es zwei Kategorien von Schneidemaschinen: universelle Open-Source-Software wie Cura (entwickelt von Ultimaker), Repetier oder Slic3r oder kostenpflichtige Software wie Simplify3D, aber auch proprietäre Software wie ReplicatorG bei MakerBot, ZSuite bei Zortrax oder Voxelizer bei ZMorph.

Unsere Auswahl an Slicersoftware für den 3D-Druck finden Sie HIER.

Reparatursoftware

Während Simulationssoftware Fehler vor dem Drucken erkennen kann, können einige sie korrigieren: Reparatursoftware ist ein wichtiger Bestandteil des Druckprozesses. Einige Slicer sind in der Lage, die grundlegenden Fehler in der 3D-Datei zu erkennen, aber sie erkennen nicht unbedingt alles.

Glücklicherweise gibt es Software, um beschädigte STL-Dateien zu reparieren und so einen optimalen 3D-Druckprozess zu gewährleisten. Einige Tools stehen zum Download bereit, andere sind online verfügbar, Open-Source oder nicht. Egal auf welchem Niveau Sie sind, Sie werden immer den richtigen Schuh für Sie finden. Zu den bekanntesten zählen NetFabb oder MakePrintable.

Unsere Auswahl an Reparatursoftware für den 3D-Druck finden Sie HIER.

Tools zum Managen des Druckprozesses

Wenn Sie mehrere 3D-Drucke gleichzeitig an verschiedenen Standorten ausführen müssen oder Ihr Unternehmen über einen großen Maschinenpark verfügt, stehen 3D-Druckerverwaltungslösungen zur Verfügung um die Arbeitsabläufe zu vereinfachen. Dazu gehören in der Regel die Fernüberwachung, die Mehrbenutzerverwaltung, die optimierte Befüllung von Produktionsbehältern oder die verbesserte Maschinensteuerung, um die Benutzerfreundlichkeit zu erhöhen und Fertigungsschritte zu automatisieren.

Einige der derzeit verfügbaren Programme sind Octoprint, Astroprint oder PrintRun. 3D Printer OS zum Beispiel verbindet verschiedene 3D-Drucker in einem Netzwerk um Ihren gesamten Druck zu koordinieren und Ihre Produktivität zu steigern. Für Hersteller haben sich auch Softwarehersteller wie Dassault Systèmes, Siemens, 3YOURMIND in der Nische etabliert.

Astroprint ermöglicht ein solches Management

 

3D Printer OS ist Cloud-basiert
3YOURMINDs Plattform

Weitere Software

Wie Sie sicherlich gesehen habe, gibt es viele verschiedene Werkzeuge, wenn es um 3D-Software geht. Wir wollen Sie jedoch auch noch auf andere Arten von Lösungen aufmerksam machen:

  • Software zum Schutz Ihrer Designs: Es gibt einige Lösungen auf dem Markt, die Ihre Daten schützen und die Wiederholbarkeit und Rückverfolgbarkeit der Produktion ermöglichen. Wenn ein Benutzer ein Teil modelliert, kann es sehr wichtig sein, einige mehr oder weniger sensible Daten zu schützen und sicherzustellen, dass digitale Abläufe verschlüsselt werden. Einige Softwareprogramme bieten heute die Möglichkeit, die Produktionslinie vom CAD bis zur Produktion zu sichern. Dies ist z.B. bei Identify3D der Fall.
  • 3D-Scananwendungen: Eine Modellierungsoption ist das 3D-Scannen. Der Benutzer kann seine 3D-Datei direkt aus einem von ihm gescannten Objekt erstellen. Heute gibt es viele Scanner, aber sie können manchmal kompliziert in der Anwendung oder ziemlich unzugänglich sein. 3D-Scananwendungen sind eine gute Alternative. Sie können auf ein Smartphone heruntergeladen werden und ermöglichen es Ihnen direkt von der Kamera des Telefons zu scannen.