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Direkt vom Modell zum Teil: PTCs 3D-Druck-Schnittstelle

Vor zwei Jahren zeigte PTC auf der PTC Live den Prototypen einer 3D-Druck-Schnittstelle in Creo 3.0, vor kurzem wurde nun die endgültige Lösung vorgestellt. Ich hatte letzte Woche dazu ein Gespräch mit Brian Thompson, der bei PTC als Vice President für die Produktentwicklung verantwortlich ist. Unter anderem interessierte mich, warum die Schnittstelle derzeit auf die Stratasys Connex 3-Modelle beschränkt ist.

Die Connex 3 von Stratasys kann bis zu drei Farben und Materialien in einem Objekt mixen (Bild: Stratasys).
Die Connex 3 von Stratasys kann bis zu drei Farben und Materialien in einem Objekt mixen (Bild: Stratasys).

Thompson nannte als Motivation, diese Funktionalität in das neue Release M040 von Creo 3.0 aufzunehmen, den Wunsch, die heute üblichen externen Schritte – STL-Export, Import in die Druckersoftware, Weiterbearbeiten, Export einer Druckdatei und Übergabe an den Drucker – überflüssig zu machen. Thompsons weitere Gründe decken sich mit meinen Überlegungen, die ich schon früher zum Thema STL und zum 3D-Druck allgemein geäußert habe:

Die Drucker – und da ist der Mehrfarb- und Mehrmaterialdrucker Connex 3 sicher einer der prominentesten Vertreter – können weit mehr als sich über die aktuelle „Semi-Standard“ 3D-Druck-Schnittstelle STL transportieren lässt, was den Anwender dazu zwingt, Farb- und Materialzuweisungen, die er am CAD-Modell schon vorgenommen hat, in der Druckersoftware nochmals vorzunehmen.

Zudem hat der 3D-Druck – wie jede Fertigungstechnologie – spezifische Limitierungen, die der Anwender beim Modellieren und bei der 3D-Druckvorbereitung berücksichtigen muss. Das bedeutet, dass Prototypen manchmal in ihrer Form angepasst werden müssen, damit haltbare und genaue 3D-Drucke entstehen. Sehr dünne Bereiche müssen eventuell aufgedickt und an bestimmten Stellen manuelle Supportstrukturen angebracht werden. Dies erfordert einige Erfahrung mit dem 3D-Druck – oder eine clevere Software, die problematische Geometrien erkennt und den Anwender auf diese hinweist.

3D-Druck-Schnittstelle erfordert enge Zusammenarbeit

PTC hat in Zusammenarbeit mit Stratasys genau diese Punkte adressiert. Die 3D-Druck-Schnittstelle nutzt dabei nach Thompsons Aussage einige Funktionen, die Stratasys in seiner Druckersoftware verwirklicht hat. Dazu zählt eine automatische Optimierung, die mehrere Teile so im Bauraum anordnet, dass ein optimales Ergebnis erzielt wird. In Creo wird der Bauraum eingeblendet, Supportstrukturen und die Anordnung der Druckteile werden sichtbar, zudem berechnet die Software die Druckzeit und Materialmenge. Weitere 3D-Druck-typische Einstellungen wie der Infill – der Füllgrad des Objekts – und eine Skalierung des Objekts stehen ebenfalls zur Verfügung.

3D-Drucker haben beeindruckende Fähigkeiten, aber die aktuellen 3D-Druck-Schnittstellen können diese nicht ansprechen.
3D-Drucker haben beeindruckende Fähigkeiten, aber die aktuellen 3D-Druck-Schnittstellen können diese nicht ansprechen.

Zudem ist ein Assistent eingebaut, der die angesprochene Erkennung problematischer Geometrien durchführt und dem Anwender Lösungen vorschlägt. Dabei berücksichtigt die Software die Eigenschaften des vom Anwender gewählten 3D-Druck-Materials.

Und hier steckt auch die Antwort auf die Eingangsfrage, warum nur die Connex 3 unterstützt wird: Die Funktionen sind stark von den Eigenschaften der Maschine und der eingesetzten Materialien abhängig, PTC muss also die 3D-Druck-Schnittstelle genau auf den jeweiligen Drucker und seine Materialien abstimmen. Thompson sagte jedoch, dass die Entwickler schon dabei sind, weitere Druckermodelle, auch von anderen Herstellern, einzubinden.

Hier wäre natürlich ein einheitliches Format für die 3D-Druck-Schnittstelle von Vorteil. Laut Thompson arbeitet PTC in verschiedenen Industriekonsortien an solchen Formaten mit, unter anderem bei einer Initiative der ASME (American Society of Mechanical Engineers). Eine allgemeine Schnittstelle, die – ähnlich wie PostScript bei Profi-2D-Druckern – standardisiert die Fähigkeiten und Materialeigenschaften des Druckers an die Software weitergibt und umgekehrt die Druckdaten entgegennimmt, würde den Soft- und Hardwareherstellern das Leben sicher einfacher machen. Microsoft hat in Windows 8 eine solche Schnittstelle implementiert, diese ist jedoch eher begrenzt in ihrem Leistungsumfang und wird Profigeräten wie der Connex 3 nicht gerecht.

Unterstützung über Stratasys hinaus

PTC adressiert mit seiner 3D-Druck-Schnittstelle ein wichtiges Thema und das mit der notwendigen Konsequenz. Eine positive Entwicklung, die allerdings an einem Punkt krankt: Es wird nur ein bestimmtes Druckermodell unterstützt. Leider lässt sich das nicht umgehen, denn je komfortabler und intelligenter die Funktion ist, desto mehr muss sie über den angeschlossenen Drucker und die verfügbaren Materialien wissen. Eine Unterstützung von RepRap-Druckern ist also leider auf absehbare Zeit nicht zu erwarten, ich hätte mich sehr darüber gefreut.

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