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3D Systems 3DXpert for SolidWorks: 3D-Druckvorbereitung integriert

Ich habe ja schon mehrmals darüber geschrieben, dass die 3D-Drucker teils mehr drucken können als CAD-Systeme in der Lage sind, an 3D- oder Farbdaten zu liefern. So verlieren Modelle je nach dem gewählten Übertragungsformat an Präzision, vor allem aber an Farbinformationen. Eine Lösung kommt von 3D Systems: 3DXpert for SolidWorks. Die neue Version 15 bietet darüber hinaus viele Funktionen, die das Erstellen von 3D-Druckern aus SolidWorks heraus vereinfachen.

3DXpert für SolidWorks import/Export
Über zwei Buttons lassen sich 3D-Modelle aus SolidWorks heraus direkt in 3DXpert übertragen und zurückholen (Bild: 3DSystems).

3D-Daten aus dem CAD-System können üblicherweise nicht direkt für den 3D-Druck genutzt werden, Das beginnt mit der Innenstruktur: Sehr oft werden 3D-Druckzeile nicht massiv gedruckt, sondern mit innen liegenden Gitterstrukturen. Das spart Material, Druckzeit und Gewicht. Zudem ist die Orientierung des Bauteils im Bauraum sehr wichtig, weil die meisten 3D-Drucker anisotrope Werkstoffeigenschaften erzeugen. Die Erzeugung von Stützstrukturen, die Simulation und Optimierung des Druckprozesses und schließlich die Erzeugung der Drucklayer und schließlich des eigentlichen Druckprogramms – all dies sind Aufgaben, die eine 3D-Drucksoftware übernimmt.

Mit 3DXpert for SolidWorks bietet 3D Systems eine Lösung an, die nicht als integriertes SolidWorks-Modul agiert, sondern als Stand-Alone-Lösung. In SolidWorks werden Buttons zur Übergabe und zum Re-Import von Geometrien installiert. Das hat den Vorteil, dass man auch ohne aktive SolidWorks-Lizenz in 3DXpert arbeiten kann, allerdings muss man sich eben auch in die wesentlich anders aussehende Bedienoberfläche einarbeiten.

3DXpert übernimmt die SolidWorks-Geometrie direkt oder im Parasolid-Format des gemeinsamen CAD-Kerns. Das hat gegenüber anderen Formaten, die mit Dreiecksflächen arbeiten, dass die Geometrie exakt stimmt, Kreise bestehen eben nicht aus vielen kleinen Geraden, sondern sind echte mathematische Kreise.

Gitterstrukturen lassen sich sehr flexibel definieren.

Eines der Highlights der neuen Version 3DXpert for SolidWorks 15 sind die Lattice-Funktionen zur Erzeugung dreidimensionaler Gitter. Nach dem Auswählen eines Volumens erzeugt 3DXpert 15 ein dreidimensionales Gitter, das über eine ganze Reihe von Parametern an die Anforderungen angepasst werden kann. So lässt sich der Innenraum des Bauteils optimal gestalten. Lattices sind für CAD-Systeme problematisch; würden sie als „echte“ CAD-Geometrie gestaltet, würden sie durch ihre Kleinteiligkeit sehr viele Geometrieentitäten erzeugen, was das System stark verlangsamen kann. Deshalb werden sie in den aktuellsten CAD-Systemen als editierbare STL-Daten dargestellt.

3DXpert hat damit keine Probleme, da das System von vornherein auf solche Geometrien ausgelegt ist. Das System bleibt extrem schnell auch bei komplexen Lattices und bietet eine große Designfreiheit für diese Gitterstrukturen. Lattices lassen sich sogar auf Basis der örtlichen Belastung steuern, das bedeutet ein dichteres Gitter an belasteten Stellen, wenig belastete Bereiche werden luftiger gefüllt. Das ist natürlich eine grandiose Lösung, um wirklich an die Grenzen der Materialausnutzung gehen zu können.

Die neue Power-Support-Funktion generiert Stützmaterial auf Knopfdruck (Bild: 3D Systems).

Ein weiterer Funktionsbereich, der die Nutzung der 3D Systems-Lösung interessant macht, sind die Analysefunktionen. Neben einer Geometrieanalyse, die nach bestimmten Geometrien sucht, die im 3D-Druck Probleme machen können – beispielsweise sehr dünne Wände – bietet 3DXpert for SolidWorks eine komplette Analyse des Druckvorgangs – Dauer, Materialverbrauch und so weiter. Dies macht den Druck planbarer, was gerade bei teuren Maschinen sehr wichtig sein kann.

3DXpert for SolidWorks kann zudem die Geometrie verändern. so lassen sich kritische Bereiche direkt nach der Analyse optimieren. Zudem können Bearbeitungszugaben für nachfolgende Prozesse aufgetragen und das Modell über Schwundfaktoren an die Erfordernisse des jeweiligen Prozesses angepasst werden.

Hier kommt die Möglichkeit, die Geometrie in SolidWorks zurückzuspielen, zum Tragen. Denn natürlich müssen diese geänderten Geometrien zurück ins CAD-System gelangen. Übrigens werden die verschiedenen Strukturen wie Supports oder Lattices als jeweils eigene Objekte in den SolidWorks-Baum integriert.

3D Systems liefert mit 3DXpert for SolidWorks eine wirklich umfassende Lösung für die 3D-Druckvorbereitung, die zwar nicht nahtlos in das CAD-System integriert ist, aber durch die Import- und Exportfunktion doch einen sauberen Workflow ermöglicht – und gleichzeitig dem SolidWorks-Anwender eine Vielzahl mächtiger Funktionen für die 3D-Druckvorbereitung an die Hand gibt. Eine 30 Tage gültige Demoversion gibt es auf der Webseite der Software. Aktuell ist dort Version 14 zu haben,  die Version 15 wird erst zur Einführung im März verlinkt. Ich bemühe mich um eine Testversion und werde weiter berichten.

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