{"id":47933,"date":"2023-06-07T00:01:44","date_gmt":"2023-06-06T22:01:44","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=47933"},"modified":"2023-06-02T11:35:48","modified_gmt":"2023-06-02T09:35:48","slug":"3d-nesting-beim-3d-druck-070620231","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/3d-nesting-beim-3d-druck-070620231\/","title":{"rendered":"3D-Nesting f\u00fcr Platzoptimierung und Materialersparnis beim 3D-Druck"},"content":{"rendered":"

Die Modellierung ist ein entscheidender Schritt im Prozess der additiven Fertigung<\/a>. Mit dieser Technik lassen sich detaillierte Produkte mit komplexen Formen herstellen. In der 3D-Druck-Branche gibt es zahlreiche CAD-Programme<\/a>, mit denen man ein Teil additiv herstellen kann. Angesichts des wachsenden Marktes m\u00fcssen die Akteure in der Branche ihre Produktionszeiten verk\u00fcrzen und gleichzeitig Material einsparen, ohne die Qualit\u00e4t der Teile zu beeintr\u00e4chtigen. Das wirft folgende Frage auf: Wie kann man die Produkt-Herstellung mit dem 3D-Drucker beschleunigen? Eine Antwort: Man muss mehrere Teile gleichzeitig in einem einzigen Druckvorgang herstellen. Hier kommt\u00a0 3D-Nesting ins Spiel,\u00a0 oder vereinfacht gesagt: Schachtelung.<\/p>\n

Dieser Ansatz dient dazu, um m\u00f6glichst viel Material und Zeit bei der Herstellung von Teilen einzusparen. Eine Nesting-Software wird nicht als CAD-Software betrachtet, da man damit kein Modell entwerfen kann. Vielmehr besteht ihre Aufgabe darin, die Platzierung der Teile im verf\u00fcgbaren Fertigungsvolumen zu optimieren, um die Menge an 3D-Druckprodukten in einem einzigen Druckvorgang zu erh\u00f6hen. Ob automatisiert oder manuell, die 3D-Schachtelung sortiert, orientiert und organisiert 3D-Dateien, um den Platz innerhalb eines 3D-Druckers zu maximieren, ohne dabei die Bereiche zu beeintr\u00e4chtigen, die nicht f\u00fcr den Druck genutzt werden.<\/p>\n

\"3D-Nesting\"

Die Teile sind in verschiedenen Winkeln zueinander geschachtelt, um das komplette Volumen des 3D-Druckers optimal auszusch\u00f6pfen. (Bild: Materialise<\/em>)<\/p><\/div>\n

Wird der Platz im Drucker nicht genutzt oder die Software nicht effizient genutzt, kommt es mitunter zu Materialverschwendung und Druckfehlern. Die Nesting-Software im 3D-Druck funktioniert \u00e4hnlich wie das Videospiel Tetris. Ziel ist es, jeden Block in ein ganz bestimmtes Feld zu setzen, um den Platz auf dem Spielfeld zu optimieren. Nesting wird nun zunehmend in CAD-L\u00f6sungen als zus\u00e4tzliche Option angeboten. Zu einigen der auf dem Markt erh\u00e4ltlichen Softwares geh\u00f6ren Fabpilot von Sculpteo, 4D_Additive von CoreTechnologie oder Fusion 360<\/a> und Inventor Nesting von Autodesk. Die meisten Nesting-L\u00f6sungen sind Erweiterungen der CAD-Software.<\/p>

\"\"<\/a><\/div>\n

Nesting funktioniert mit fast allen 3D-Drucktechnologien<\/a>. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass 3D-Nesting bei Verfahren, die mit Pulver arbeiten und keine St\u00fctzstrukturen ben\u00f6tigen, vorteilhafter ist. Daher sind 3D-Drucker, die mit PBF-Technologien<\/a> funktionieren, wie DMLS, SLS<\/a> oder Multi Jet Fusion<\/a> besser f\u00fcr 3D-Nesting geeignet. Sintratec<\/a>, einer der f\u00fchrenden Hersteller von SLS-3D-Druckern aus der Schweiz, hat die Vorteile dieser Software f\u00fcr 3D-Drucker mit selektivem Lasersintern best\u00e4tigt. Nach eigenen Aussagen konnte Sintratec bei rund 100 Druckauftr\u00e4gen durch Nesting 800 Stunden f\u00fcr die Herstellung der Teile, 47 Kilogramm Pulver und 50 Arbeitsstunden einsparen. Diese Technik zielt also darauf ab, die Produktivit\u00e4t zu steigern und gleichzeitig Material einzusparen. Binder Jetting ist ebenfalls eine Technologie, die sich hervorragend f\u00fcr die Schachtelung eignet. Allerdings lassen sich bedeutend mehr Eins\u00e4tze in Pulverbettschmelz-Verfahren finden.<\/p>\n

\"3D

3D-Nesting eignet sich vor allem f\u00fcr 3D-Drucktechnologien mit Pulver.<\/p><\/div>\n

Alle Materialien, die bei den genannten 3D-Drucktechniken verwendet werden k\u00f6nnen, eignen sich auch f\u00fcr Nesting. Es ist also m\u00f6glich, die 3D-Schachtelungsmethode mit Metall, Nylon<\/a>, PEEK<\/a>, Polypropylen<\/a> oder auch Harz zu nutzen. Bei Technologien wie DLP<\/a> und MSLA<\/a> kann man 3D-Nesting ebenfalls einsetzen. Wenn jedoch das Materialsparen nicht im Fokus steht, erm\u00f6glicht das Schachteln immerhin eine erhebliche Zeitersparnis im Herstellungsprozess. 3D-Nesting ist daher mit allen Arten von 3D-Druckern kompatibel. Allerdings wird die Software aufgrund des h\u00f6heren Fertigungsvolumens \u00fcberwiegend im professionellen und industriellen Bereich eingesetzt, in der Automobilindustrie, der Medizintechnik oder der Luft- und Raumfahrt. Genau genommen gehen Nesting und 3D-Druck Hand in Hand: Wo der 3D-Druck eingesetzt wird, kann auch Nesting eingesetzt werden. Die Komponenten, die ineinander geschachtelt werden, m\u00fcssen nicht alle gleich sein, sondern h\u00e4ngen von den Anforderungen des Kunden ab. Sie k\u00f6nnen unterschiedliche Gr\u00f6\u00dfen und Formen haben.<\/p>\n

Diese Fehler gilt es beim 3D-Nesting zu vermeiden<\/h3>\n

Bei der Verwendung einer 3D-Nesting-Software muss man auf einige wichtige Details achten, um Fehler beim Drucken zu vermeiden. Zun\u00e4chst einmal ist es bei einer automatisierten oder manuellen Schachtelung wichtig, dass man bei SLS-Verfahren mindestens 1,5 mm und bei MJF-Verfahren mindestens 5 mm Platz zwischen allen Komponenten der 3D-Datei l\u00e4sst. Die von den 3D-Druckern erzeugte Hitze wird so verhindern, dass die Teile w\u00e4hrend des Druckvorgangs miteinander verschmelzen. Zweitens kann es auch zum Ph\u00e4nomen der Interlocking Rings<\/em> kommen. Dieses Problem tritt auf, wenn die Software die Struktur zweier ringf\u00f6rmiger Teile nicht beachtet und die Elemente sich \u00fcberschneiden oder miteinander verbunden werden. Die beiden Teile sind somit unbrauchbar. Der dritte Fehler besteht darin, dass ein kleines Objekt in den offenen Raum eines Teils mit gr\u00f6\u00dferen Abmessungen gedruckt wird, sodass es nicht mehr entnommen werden kann. Der Nutzer muss also eine kleine \u00d6ffnung vorsehen, damit die beiden Teile leichter entfernt werden k\u00f6nnen. Doch selbst wenn diese Fehler vermieden werden, darf der Verschachtelungsprozess nicht radikal ver\u00e4ndert werden, sonst kann es mitunter zu Curling kommen. Dieses Ph\u00e4nomen beim 3D-Druck tritt auf, wenn die Druckschichten nicht richtig aneinander haften, was zu gekr\u00fcmmten Kanten oder falsch ausgerichteten Schichten f\u00fchrt.<\/p>\n