Aus einem Designfile unmittelbar ein reales Bauteil produzieren, das ist die Kernidee des 3D-Drucks. Was einfach klingt und schon früh als Fertigungsmethode der Zukunft angesehen wurde, stellt sich in der Praxis als durchaus vielschichtige und komplexe Aufgabe heraus. Der eigentliche Fertigungsprozess beginnt dabei bei der Erstellung des Designfiles und deren Übertrag in Druckfiles. Die letzten Jahre zeigten sehr deutlich, dass genau hier im ersten Schritt vieles bedacht werden muss. Von der Ausrichtung der Teile auf der Bauplatte bis hin zum Design der Stützstrukturen kann, je nach den im Detailfiles festgelegten Merkmalen, der weitere Prozessverlauf, insbesondere die Nachbearbeitung, relativ einfach oder sehr herausfordernd sein.
Innovative 3D-Drucksoftware
In diese Schnittstelle zwischen Design und Druck setzt sich auch das neueste Softwarepaket des deutsch-französischen Software-Entwicklers CoreTechnologie. Mit 4D_Additive können CAD-Daten aller gängigen 3D-Formate innerhalb kürzester Zeit für den 3D-Druck optimiert werden. Die ausgefeilten Prüf-, Heilungs- und Reparaturfunktionen stellen sicher, dass qualitativ hochwertige Mesh-Modelle an den Drucker gesendet werden. So wird auch sicher das Teil gedruckt, das der Ersteller des Designfiles im Kopf hatte. Zusätzliche Analysefunktionen wie Wandstärken- und Spielprüfungen helfen bei der Optimierung der Dateien. Zur Erstellung von Leichtbaukonstruktionen kann 4D_Additive automatisch Gitterstrukturen wie Waben-, Oktett- oder Mittelpunktsformen berechnen. Obwohl Kunststoffdruck der Hauptanwendungsbereich ist, ist auch die Verwendung für die Additive Fertigung von Metallbauteilen möglich. Für diese Anwendung erstellt die Software z. B. geeignete Stützstrukturen. Die Daten aller gängigen Maschinentypen wie Bauraum und verfügbare Materialien werden integriert und intelligente Nesting-Funktionen sorgen für eine optimale Anordnung der Teile im Bauraum bzw. auf der Bauplatte.
Ästhetische und funktionale Oberflächenveredelung
Zusätzlich zu oben aufgezählten Funktionen bietet die 3D-Druck-Software 4D_Additive nun auch eine spezielle Texturen-Bibliothek, die sich an der wesentlichen Richtlinie des VDI orientiert. Mit dem optimierten Texturen-Modul soll es möglich sein, Oberflächen von 3D-Druckbauteilen mit wenigen Klicks optisch und funktional zu veredeln.
Die Texturen des optimierten Tools der 4D_Additive Software verbessern das Erscheinungsbild, geben additiv gefertigten Bauteilen eine ästhetische Optik und kaschieren nach dem Vorbild im Spritzguss Unregelmäßigkeiten, die bei der Fertigung und beim Drucken entstehen. Bei der neuartigen Oberflächenveredlung stehen im Texturen-Modul ab sofort spezielle an der VDI 3400 Norm orientierte Narbungen zur Verfügung. Die Oberflächengüten der VDI 3400 Surface Finish Richtlinie des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) werden weltweit für Produkte verwendet, bei denen aus ästhetischen und funktio-
nalen Gründen eine bestimmte Textur oder Narbung erforderlich ist. Dabei kommt dem Anwender zugute, dass, im Gegensatz zum aufwendigen Prozess der Texturen-Erzeugung im Werkzeugbau, die Oberflächengestaltung bei der Additiven Fertigung mithilfe einer geeigneten Software in wenigen Sekunden auf jeder beliebigen 3D/CAD-Geometrie methodenbedingt möglich ist.
Die 4D_Additive Software arbeitet direkt mit den exakten CAD-Modellen; Designer und Konstrukteure können einfach die passende Textur zur Oberflächengestaltung sowie zur Oberflächenveredlung aus der umfangreichen Texturen-Bibliothek auswählen. So werden die gewünschten Flächen und Texturbereiche mit wenigen Klicks selektiert und die in der Bibliothek vordefinierten Oberflächenstrukturen erzeugt. Der speziell beim 3D-Druck unerwünschte Stair-
stepping-Effekt wird automatisch kaschiert.
Insbesondere im zunehmend bedeutenden Prozess additiv gefertigter Kleinserienteilen steigt die Relevanz der Oberflächenveredelung. Aus kommerzieller Sicht sind mit Texturen und Narbungen versehene Produkte mit hoher Oberflächenqualität und Ästhetik für Kunden attraktiver und vermitteln einen höheren Qualitätsanspruch. Dies kann mitunter auch einen ansonsten notwendigen weiteren (mechanischen) Arbeitsschritt ersparen.
