Von der Idee zum Objekt

Leider gibt es beim 3D-Druck mehrere Hürden, um von einer Idee zu einem tatsächlichen Objekt zu kommen, das irgendwo reinpaßt oder das man einfach nur anfassen kann.

Egal, ob man bei der Idee anfängt, oder beim fertigen Objekt, das Problem bleibt das gleiche. Einerseits muss man etwas Ahnung von Mechanik, Elektronik, und Elektrotechnik haben, andererseits Ahnung von Software und der Umsetzung einer Idee zu einem für den Computer verständlichen Inhalt. Beide Punkte sind leider nötig und sind das Jenige Welche, was viele von dieser Technik abhält.

Um einfach einmal darzustellen, wie der Weg von einer Idee zu einem Objekt aussieht, habe ich einfach einmal ein paar Screenshots auf diesem Weg gemacht und baue einfach ein paar Erklärungen drumherum.

In vielleicht 10 Jahren kann ich auch einen Screenshot einer Idee machen, allerdings im Moment bedarf es noch folgender Überlegung: Wie kann ich das Objekt, das ich drucken möchte, aus einfacheren kleinen Einzelkörpern zusammenstellen?

Kann man diese Idee aus kleinen Würfeln, Zylindern oder Kugeln zusammensetzen?

Kann man diese Idee aus diversen kleinen Bauteilen sogar zusammensetzen, vielleicht sogar dadurch, indem man von einem Zylinder einen kleineren Zylinder abzieht und dadurch einen Ring erhält?

Folgendes Objekt ist durch alleinige Kombination von Grundkörpern und Verwendung von + und - erstellt.

Und hier ein noch etwas komplexeres Objekt:

An dieser Stelle möchte ich erwähnen, dass solche Objekte mit zahlreichen unterschiedlichen Programmen erstellbar sind. Mein Favorit, da ich aus der Ecke der Programmierer komme, ist OpenSCAD. Man setzt alle Körper mittels kleiner Basiskörper zusammen und kann sich direkt anschauen, wie es am Ende aussehen wird.

Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung von CAD-Programmen, hier ist jedoch viel Mausschubserei nötig.

Bis hierhin bewegen wir uns noch komplett im Bereich der CAD-Technik, der Bereich, bei dem so mancher Maschinenbauer sich fragt, ob die CAD-Abteilung schonmal real etwas in der Hand gehalten hat.

Der nächste Schritt führt uns voll in die Welt der 3D-Druck-Technik. Hier gibt es Software, die genau diese CAD-Dateien darstellen kann und "sliced". Das heißt sie berechnet von Grund auf, wie sich dieses Modell mitsamt Füllungen und Kanten von unten her aufbauen läßt, so dass es scheibchenweise mit flüssigem Plastik hergestellt werden kann. Das funktioniert so perfekt, dass man jede einzelne Spur Plastik, die der Extruder spritzen muss, nachvollziehen kann:

Bis runter auf jede einzelne Spur, wird das 3D-Objekt durch den Slicer in einzelne Druckspuren zerlegt.

Selbst die eigentlich voll gefüllten Innenbereiche sind mittels auswählbarem Muster ausgefüllt und in Spuren eingeteilt.

Diese Spuren werden nun in sogenannten G-Code, den man bei CNC-Maschinen verwendet, übersetzt. Dieser Rechenvorgang ist relativ komplex und rechenintensiv. Da er am Computer durchgeführt werden kann und auch direkt das Ergebnis grafisch und visuell geprüft werden kann, ersparen wir dem kleinen Computer, der auf dem Drucker sitzt, diesen Aufwand. Er bekommen nur den fertigen G-Code zugesandt oder auf einer SD-Karte eingeschoben, und er arbeitet Zeile für Zeile, also Spur für Spur ab und spritzt das Plastik auf die Grundplatte.