3D-Druck immer und überall

Mit additiven Fertigungsverfahren werden dreidimensionale Körper aus Kunststoff oder Metall Schicht für Schicht aufgebaut. Je nach Technologie wird zum Beispiel pulverförmiges Material mit einem Laser aufgeschmolzen (Lasersintern), Kunststoff mit einer Düse aufgespritzt (Fine Layer Technik) oder Flüssigkunststoff in einem Bad ausgehärtet (Stereolithografie). So lassen sich fast beliebige geometrische Formen realisieren.

Diese oft auch als 3D-Druck bezeichneten Technologien kamen früher hauptsächlich in der Prototypenfertigung und im Modellbau zum Einsatz, werden inzwischen aber in immer mehr Branchen und Unternehmensbereichen und sogar in der Serienfertigung genutzt. Bauteile für diese Verfahren entwirft der Nutzer am Computer und speichert sie dann im STL-Dateiformat ab. Bei diesem Format entsteht aus einer einfachen Liste von Dreiecken und Eckkoordinaten ein zusammenhängendes Dreiecksnetz, das einen dreidimensionalen Körper abbildet. Das STL-Format ist somit sehr leicht anzupassen und mit verschiedenen Technologien kompatibel.

Da die meisten CAD-Programme jedoch andere Methoden zum Erzeugen dreidimensionaler Körper nutzen, ist die Aufbereitung der Daten für den 3D-Druck oft umständlich. Beim Konvertieren in Dreiecksnetze entstehen immer wieder fehlerhafte Daten oder riesige Datenmengen, die Komplikationen bei der Fertigung verursachen. Dieses Problem löst die Software der Netfabb GmbH, Parsberg. Das Programm netfabb Studio Professional korrigiert STL-Daten und passt sie gezielt an das jeweilige Bauverfahren an.

Verfügbare Tools reichen vom Reparieren von Körpern über Feinarbeiten am Dreiecksnetz bis zu fortschrittlichen CAD-Funktionen. Unter anderem können mehrere Körper vereint, hohle Bauteile erzeugt, Außenflächen verschoben oder innere Überschneidungen entfernt werden. Übergroße Dateien werden Stück für Stück in das Programm geladen und verkleinert. Sobald die Dreiecksnetze ihre gewünschte Form haben, wandelt das Programm sie in Schichtdaten um, die direkt von 3D-Druckern eingelesen werden können. Dabei wird der abzudruckende horizontale Querschnitt jeder Schicht abgespeichert.

Trotz dieses weiten Funktionsumfangs bewegt sich netfabb Studio Professional im Gegensatz zu vergleichbaren Produkten in einem sehr niedrigen Preisrahmen und ermöglicht erstmals einem breiten Nutzerkreis den Einstieg in die Welt des 3D-Druckens. Die zunehmend auch zu geringem Preis verfügbaren Technologien können damit einfach, kostengünstig und effektiv genutzt werden.

Für kleine, kostengünstige Desktop-3D-Drucker, die seit etwa einem Jahr für Preise bis hinunter zu 600 Euro auf dem Markt erhältlich sind, bietet das Unternehmen sogar ein eigens entwickeltes, maschinenspezifisches Programm an. Diese Geräte finden inzwischen zunehmend Gebrauch im privaten Bereich.

Große und etablierte Unternehmen wiederum profitieren von der netfabb-Software, da sie damit flächendeckenden Zugang zu wichtigen Tools schaffen können. Mit teurer Spezialsoftware hingegen ist der Zugang zu diesen Tools meist nur auf wenige Personen beschränkt und es entstehen Engpässe im Produktionsprozess.

Mithilfe von Mehrfachlizenzen von netfabb Studio Professional jedoch kann von vielen Arbeitsplätzen aus mit den 3D-Daten gearbeitet werden. Je nach Arbeitsbereich lassen sich einzelne Lizenzen mit speziellen Zusatzmodulen ausstatten, so dass jeder Mitarbeiter ein individuell angepasstes Paket erhält.

Ergänzt wird dies mit dem kostenfreien Programm netfabb Studio Basic. Diese vereinfachte Version von netfabb Studio Professional dient als Viewer für STL-Daten und kann einfache Reparaturen durchführen und kleine Baujobs vorbereiten.

netfabb Mobile, eine Applikation für Smartphones, erlaubt zudem das Austauschen und Präsentieren der Daten unterwegs. In Kombination mit den netfabb Cloud Services, einer Datenbank zum Abspeichern und Reparieren von STL-Daten online, sind die 3D-Daten auch unterwegs jederzeit zugänglich.

So wie im gesamten Unternehmen Office-Pakete zur Textverarbeitung für den herkömmlichen 2D-Drucker zur Verfügung stehen, können also mit den netfabb-Programmen immer und überall CAD-Daten für den 3D-Druck aufbereitet werden.

Gleichzeitig bietet die Netfabb GmbH auch eine Software an, die dem neuesten Stand der Entwicklung in der additiven Fertigung entspricht: Das Premium-Tool „Selective Space Structures“ erschafft Raum- und Oberflächenstrukturen (anstatt „nur“ massiven Bauteilen). Die Software macht sich die geometrischen Freiheiten der Technologie zunutze und schöpft damit das Potential der additiven Fertigung voll aus. Eine völlig neue Art von Bauteilen entsteht, bei denen die funktionellen Eigenschaften des Materials gezielt angepasst werden. Stützstrukturen, flexible Federstrukturen oder Wärmeleitstrukturen sorgen zum Beispiel für eine bessere Kräfteverteilung, geringeres Gewicht, Spannungsreduktion oder eine effektivere thermische Kontrolle.

Die dafür nötigen Daten werden komplett im Schichtdatenformat erzeugt. Im Gegensatz zur Berechnung von Strukturen im STL-Format bedeutet dies einen weitaus geringeren Rechenaufwand.

Die Daten benötigen zudem weniger Speicherplatz und können von 3D-Druckern direkt eingelesen werden. Die auf diese Weise erzeugten Strukturen werden bereits in den unterschiedlichsten Branchen wie der Medizintechnik, dem Werkzeugbau oder der Luft- und Raumfahrt angewandt.

Nikolaus Booker Netfabb GmbH, Parsberg