Ein weiter Weg

Vom 3D-Objekt zum gedruckten Modell

Jürgen Hill
Jürgen Hill ist Teamleiter Mobile der COMPUTERWOCHE. Thematisch ist der studierte Diplom-Journalist und Informatiker im Bereich Communications mit all seinen Facetten zuhause. 
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Dank 3D-Bibliotheken im Internet und pfiffiger, kostensparender 3D-Scan-Verfahren erfreut sich der 3D-Druck immer größerer Beliebtheit. Doch von der Vorlage bis zum Modell ist es ein weiter Weg mit etlichen Fallstricken.

In der Theorie klingt das 3D-Printing relativ einfach: Der Anwender benötigt lediglich ein 3D-Objekt, aus dem der Printer dann ein dreidimensionales Modell druckt.

Doch in der Praxis ist das Ganze komplexer, denn die gängigen Drucker können nicht einfach die Daten eines 3D-Objekts auf Basis des STL-Formats verarbeiten. STL steht für Surface Tesselation Language und beschreibt ein Objekt mit Hilfe von Dreiecken. Scherzhaft wird STL auch als Abkürzung für "Stupid Triangles, Lots of them" bezeichnet.

Die Druck-Prozesskette

Für den Druck muss ein solches Objekt erst in dünne Scheiben zerlegt werden - eine Aufgabe, die dem sogenannten Slicer zukommt. Der vom Slicer erzeugte GCode wird dann vom Pronterface in Maschinencode übersetzt, um die Druckermotoren für Bewegungen auf der x-, y-, und z-Achse sowie die Druckdüse, den Extruder, anzusteuern. Schleichen sich in dieser Prozesskette Fehler ein, so ist Ausschuss beim Druck im wahrsten Sinne des Wortes programmiert.

Auf den ersten Blick ist für den 3D-Druck eine komplexe Prozesskette abzuarbeiten.
Auf den ersten Blick ist für den 3D-Druck eine komplexe Prozesskette abzuarbeiten.
Foto: German RepRap

Viele Anwender dürften aber bereits viel früher vor einem Problem stehen: Wie kommen sie zu einem 3D-Objekt als Druckvorlage im STL-Format? Die nächstliegende Option ist das Zeichnen eines entsprechenden Objekts.

3D-Modelling

War das Erstellen von 3D-Objekten früher die Domäne kostspieliger CAD-Programme wie Autocad, so sind heute auch Open-Source-Programme zu finden. Teilweise eignen sie sich auch für Einsteiger. In der 3D-Printing-Community werden etwa die kostenlosen CAD-Programme "Blender" oder "Sketchup" genutzt. Sketchup war ursprünglich eine Google-Entwicklung, wurde dann aber im April 2012 an Trimble Navigation verkauft. Heute gibt es das Programm sowohl in einer Gratis- als auch in einer kostenpflichtigen Pro-Variante. Weitere kostenlose Programme sind "Sculptris", "OpenSCAD", "Creo Elements/Direct Modeling Express 4.0" oder "FreeCAD". Mit "3DTin" und "TinkerCAD" existieren zudem zwei Programme, die direkt im Browser laufen. Hierzu ist allerdings WebGL erforderlich. Einige Programme erfordern noch Plugins für den Export der Daten als STL-Datei.

Gedruckte Tragfläche eines Modellflugzeugs zum Bespannen.
Gedruckte Tragfläche eines Modellflugzeugs zum Bespannen.
Foto: Thingiverse

Mit Fotos zum 3D-Objekt

Einen interessanten Ansatz in Sachen 3D-Modelling verfolgt die Firma Autodesk mit ihrer Familie "123D". Grundsätzlich ist die Nutzung der Programme, die teilweise auch als Apps vorliegen, kostenlos. Dafür speichern diese die Daten in der Cloud und versuchen den Anwender zu vorinstallierten Dienstleistern wie 3D-Druckern zu lotsen. Neben der eigentlichen 3D-Modelling-Software "123D Design" hat Autodesk mit "123D Catch" noch ein weiteres interessantes Programm auf Lager. 123D Catch berechnet aus Bildern ein 3D-Modell. Hierzu muss der Anwender 20 bis 40 sequenzielle Bilder des Objekts aufnehmen. Diese werden dann in die Autodesk-Cloud geladen. Dort wird aus den Bildern ein 3D-Modell errechnet.

Letztlich ist Catch 123D eine Zwischenstufe zwischen dem 3D-Modelling und dem reinen 3D-Scannen, der zweiten weit verbreiteten Methode, um druckfähige dreidimensionale Vorlagen zu generieren. Das 3D-Scannen empfiehlt sich beispielsweise, wenn defekte Bauteile nachgedruckt werden sollen und keine Vorlage existiert - also quasi ein Reengineering stattfindet.

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