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Houdini für den 3D-Druck: Die besten Techniken zur Modellierung und Fehlervermeidung

Am 15. Januar 2025 von Kaja F. veröffentlicht

Houdini wurde von SideFX, einem in Toronto ansässigen Softwarehersteller, entwickelt und ist eine leistungsstarke Lösung für 3D-Modellierung, Animation und Spezialeffekte. Besonders bekannt ist die Software für ihren prozeduralen Ansatz und wird hauptsächlich in der Film- und Gaming-Industrie eingesetzt, vor allem zur Erstellung von komplexen Simulationen und visuellen Effekten. In der Filmindustrie wird die Grafiksoftware für Spezialeffekte in großen Studios wie Walt Disney Animation Studios, Pixar oder DreamWorks Animation für Filme wie “Die Eiskönigin”, “Fantasia 2000” oder “Zoomania” benutzt. Aber neben Animationen und Spezialeffekten kann Houdini auch hervorragend für die Modellierung von Objekten für den 3D-Druck eingesetzt werden. Worauf Sie dabei achten sollten, werden wir Ihnen in diesem Leitfaden besser erklären.

Die Eigenschaften von Houdini

Entwickelt wurde Houdini als prozedurales System, welches Künstlern maximale kreative Freiheit bieten soll und mit einem knotenbasierten Workflow ermöglicht die Software die Erstellung wiederholbarer sowie modifizierbarer Prozesse. Dies bedeutet, dass jede Aktion in Houdini in einem sogenannten Knoten gespeichert wird, welche dann zu Netzwerken verbunden werden können, die als Grundlage dienen, Designs zu optimieren, Varianten zu erstellen oder alternative Ansätze zu testen. Vor allem aber wird dadurch das Zusammenarbeiten und Experimentieren erleichtert. Darüber hinaus sind besondere Merkmale von Houdini die Modellierungswerkzeuge, denn diese bieten umfangreiche Tools für Polygon-, NURBS- und Subdivision-Surface-Modellierung, die rechts im Ansichtsfenster genutzt werden können, was die Erstellung von detaillierten Oberflächentopologien einfacher macht. Auch verfügt Houdini über einen integrierten Mantra-Renderer, der Scanline, Raytracing und physikalisch basiertes Rendering unterstützt und insbesondere für eine effiziente Darstellung von Geometrien oder Volumen von Vorteil ist. Zudem zeichnet sich die Software durch Werkzeuge aus, mit denen Assets erstellt und an unterschiedliche Projekte angepasst werden können.

Die Software eignet sich für Windows NT, Linux, MacOS. (Bilde: SideFX)

Houdini und 3D-Druck: Worauf sollten Sie achten?

Da es sich bei Houdini hauptsächlich um eine Software für 3D-Animation und Simulation handelt, müssen gewisse Punkte bei der Entwicklung von 3D-Druckprojekten berücksichtigt werden. Zuerst sollten Sie sicherstellen, dass die Modelle ein geschlossenes Volumen darstellen und sich somit überhaupt für die additive Fertigung eignen, denn überlappende Geometrien könnten zu erheblichen Fehlern führen. Außerdem ist es wichtig, die Wandstärke den Anforderungen des verwendeten Druckmaterials und Druckers anzupassen, um Stabilität zu gewährleisten. Aber wie genau können Sie vorgehen? Zunächst ist es möglich, eine Transformation durchzuführen und das Modell auf 1 % seiner ursprünglichen Größe zu skalieren, um eine realistische Form zu erhalten. Danach empfiehlt es sich, dem Modell eine Farbe hinzuzufügen. Die Farbe weiß erleichtert beispielsweise die Bearbeitung und macht das Modell insgesamt übersichtlicher. Um die Drahtgitterlinien deutlicher hervorzuheben, können Sie dann in den Anzeige-Eigenschaften die Wire Blend-Option verwenden, was dabei hilft, Unterbrechungen oder Unstimmigkeiten im Modell zu erkennen, die beim 3D-Druck zu Fehlern führen. Hier bietet es sich an die Fuse-Funktion zu verwenden, welche die meisten dieser Probleme behebt. Sollte das Modell dünne Strukturen enthalten, können diese mit der Poly Extrude-Funktion verstärkt werden und mittels der Transform-Extrusion (Front) und des Transform-Handles kann das Modell dann ganz einfach dicker und stabiler gezogen werden. Wenn Sie die hinzugefügte Geometrie dann mit den bestehenden Teilen des Modells kombinieren möchten, empfiehlt es sich, die Boolean-Funktion der Software zu nutzen. Bei vorhandenen Löchern im Modell, können diese automatisch mit der Polyfill-Funktion geschlossen werden. Falls dies nicht funktioniert, stehen Ihnen die Manual Boundary Group-Option oder Topo Built zur Verfügung, um die Löcher manuell zu füllen.

Ein großer Vorteil von Houdini ist, dass die Software umfangreiche Simulationswerkzeuge bietet, die genutzt werden können, um die Stabilität des Modells zu testen und sicherzustellen, dass keine unerwünschten Verformungen während des Druckens auftreten. Außerdem ist eine weitere effektive Methode die VDB-Konvertierung, bei der das Modell in volumetrische Datenblöcke umgewandelt wird. Diese Technik sorgt für eine saubere Oberflächenstruktur und erleichtert die Zusammenführung von Flächen. Beispielsweise kann Houdini eine Kugel als Ausgangspunkt nehmen und sie durch Transformationen und Rotationen in druckbare, komplexe Geometrien umwandeln. Schlussendlich sollten Sie sicherstellen, dass das Modell die maximale Druckgröße des Druckers nicht überschreitet und sobald das Modell fertig ist, können Sie es in ein STL-Format exportieren, welches als Standard für die meisten 3D-Drucker dient. Das exportierte Modell muss dann nur noch in einer Slicing-Software weiterbearbeitet werden, bevor es bereit für den Druck ist. Mehr über Houdini erfahren Sie HIER und in folgendem Video:

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*Titelbildnachweis: SideFX

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