So erstellen Sie STL-Dateien für den 3D-Druck in Ihrem CAD-Programm
Nutzen Sie diese Tipps für die Optimierung der Konzeption in STL, dem bei der additiven Fertigung gebräuchlichen CAD-Format.
Bekanntlich können Sie aus verschiedenen CAD-Programmen und Dateiformatoptionen wählen, wenn Sie Ihre Teiledesigns erstellen und weitergeben. STL steht für Stereolithografie und ist das bei Designprojekten in der additiven Fertigung (3D-Druck) hauptsächlich genutzte CAD-Dateiformat. In diesem Tipp erfahren Sie, wie Sie 3D-gedruckte Teile für STL effektiv entwerfen.
Was ist eine STL-Datei?
STL wurde ursprünglich von 3D Systems entwickelt. Mittlerweile wird es von zahlreichen weiteren Softwareoptionen unterstützt und gilt als bevorzugter und standardmäßiger Dateityp zur Verwendung beim 3D-Druck. STL-Dateien beschreiben die Oberfläche eines Teils, indem Sie diese in Dreiecke unterteilen. In der STL-Datei werden die Positionen der einzelnen Punkte jedes Dreiecks sowie Informationen dazu, welche Seite des Dreiecks nach außen zeigt, angegeben. Im Vergleich zu anderen CAD-Dateiformaten enthalten STL-Dateien relativ wenig Informationen.
Tesselation und Auflösung in STL-Dateien
Tesselation ist das Verfahren zur Unterteilung der Oberfläche eines Teils in Dreiecke. Werden zu wenige Dreiecke für die STL verwendet, erscheinen gekrümmte Oberflächen facettenartig. Diese Facetten sind auch auf dem gedruckten Teil sichtbar. Daher ist es wichtig, dass Sie die richtige Auflösung für die STL wählen.
Eine höhere Anzahl an Dreiecken ist jedoch nicht immer die beste Lösung. Teile, die nur aus ebenen Flächen bestehen, erfordern nicht so viele Dreiecke. Eine hohe Auflösung kann die Dateigröße exponentiell erhöhen, ohne das Teil besser zu gestalten.
Abweichungstoleranzen und Winkeltoleranzen in STL-Dateien
Die Abweichungstoleranz ist eine Exporteinstellung, die bestimmt, wie weit eine Oberfläche der STL von der Oberfläche der nativen CAD-Datei entfernt sein darf. Je niedriger der Wert für die Abweichung, desto stärker ähnelt die STL-Datei dem nativen CAD-Modell.
Die Winkeltoleranz ist eine Einstellung, die sich auf die Ausrichtung der Dreiecksflächen im Vergleich zu den umgebenden Dreiecken bezieht. Je kleiner der Winkelwert, desto glatter der Übergang zwischen den Dreiecken. Diese Einstellung ist von entscheidender Bedeutung, wenn Sie die richtige Auflösung für feine Strukturen bestimmen möchten. Eine Verringerung der Winkeltoleranz resultiert in einer wesentlich größeren Datei.
Den richtigen Winkel und die richtige Abweichung für STL-Dateien wählen
Es gibt keine Einstellung, die für alle möglichen Geometrien geeignet ist. Deshalb ist es ein bewährtes Verfahren, mit gemäßigten Werten für beide Aspekte zu beginnen und diese nach Bedarf anzupassen. Sie können die Auflösung prüfen, indem Sie die neu generierte STL öffnen und sich den Inhalt ansehen. Da mittels Stereolithografie (SLA) hergestellte Teile eine glattere Oberfläche aufweisen als Teile, die mittels anderer Technologien gefertigt wurden, reagieren SLA-Teile am empfindlichsten auf Facettierung. Indem Sie die STL in der tatsächlichen Größe anzeigen, erhalten Sie einen guten Hinweis darauf, ob Facetten auf dem endgültigen Teil sichtbar sein werden. Wenn eine Auflösung für feine Strukturen wichtig ist, können Sie mittels Zoomen prüfen, ob die Facetten vorteilhaft dargestellt werden.
Die Maßeinheiten im Auge behalten
STL-Dateien enthalten keine Informationen zu den Maßeinheiten. Ein 1,0 mm x 1,0 mm x 1,0 mm großer Würfel wird nach dem Export als STL einfach ein 1,0 mm x 1,0 mm x 1,0 mm großer Würfel.
Beim Hochladen der STL für einen Kostenvoranschlag werden die ausgewählten Einheiten für die STL zugrunde gelegt. Wenn Millimeter ausgewählt werden, ist das Ergebnis korrekterweise ein 1 mm x 1 mm x 1 mm großer Würfel.
Wenn die Maßeinheit jedoch Zoll lautet, wird das Teil zu einem 25,4 mm x 25,4 mm x 25,4 mm großen Würfel (1,0 Zoll x 1,0 Zoll x 1,0 Zoll). Die Einheiten können in den STL-Exporteinstellungen definiert werden.
Die für den Export der STL verwendeten Einheiten sollten auch beim Hochladen auf unsere Website ausgewählt werden. Es müssen also bei der Erstellung und beim Export Einheiten ausgewählt werden, insbesondere bei der Arbeit mit SolidWorks.
Wenn Sie also ein Projekt mit Zoll gestalten, exportieren Sie es in Zoll. Wenn Sie hingegen ein Projekt in Millimetern gestalten, exportieren Sie es in Millimetern. Stellen Sie sicher, dass Sie die korrekten Einheiten gewählt haben, indem Sie die Maße des Teils prüfen, wie in der obigen Abbildung gezeigt. Nutzen Sie zudem die Funktion „Einheiten ändern“, um Einheiten im Nachhinein zu korrigieren, falls die Maße falsch sind.
Körper für den erfolgreichen Export von STL-Dateien vereinen
Für einen erfolgreichen Druck ist es erforderlich, dass die STL-Datei einen einzigen Festkörper enthält. Sich überschneidende Körper veranlassen die Maschine dazu, in diesem Bereich zweimal zu zeichnen, was zu Gestaltungsmängeln und Abstürzen der Maschine beim Fertigen führen kann.
Zudem führen sich überschneidende Festkörper möglicherweise zu einem zu hoch veranschlagten Preis, da das Preisbildungssystem beim Lesen der STL annimmt, dass mehr Material notwendig ist, als dies tatsächlich der Fall ist. Die Abbildung rechts zeigt den Unterschied zwischen einem Festkörper, überlappenden Festkörpern und Festkörpern mit sich berührenden Linien.
Wenn Baugruppen oder Teiledateien mit mehreren Körpern als ein einzelnes, zusammengefügtes Teil gebaut werden sollen, muss die native CAD-Datei so modifiziert werden, dass sie einen einzelnen Festkörper enthält. Jegliche Komponenten, die nicht Teil des 3D-Drucks sein sollen, müssen aus der Datei entfernt werden. Das Ausblenden dieser Körper kann beim Export als STL zu Fehlern führen, weshalb sie vollständig entfernt werden müssen.
Sobald alle überschüssigen Körper entfernt wurden, müssen die verbleibenden Oberflächenkörper miteinander zu Festkörpern verknüpft/verbunden werden. Anschließend müssen alle Festkörper vereint werden.
Stellen Sie sicher, dass beim Vereinen der Körper keine inneren Hohlräume entstanden sind. Manche Flächen müssen möglicherweise versetzt werden, damit die Festkörper erfolgreich vereint werden können. Sobald die native CAD-Datei nur einen einzigen Festkörper enthält, kann sie erfolgreich als STL exportiert werden.
Die genauen Verfahren und Bezeichnungen können sich je nach CAD-Software unterscheiden, wobei die meisten jedoch die gleichen grundlegenden Funktionen besitzen. Nachfolgend finden Sie einige nützliche Ressourcen für das Speichern von STL-Dateien und das Vereinen von Körpern in verschiedenen gängigen CAD-Systemen.
Wenn Sie Fragen zum 3D-Druck haben oder eine Dienstleistung von Protolabs benötigen, wenden Sie sich unter [email protected] oder +49 (0)89 90 5002 0 an einen Anwendungstechniker. Sie haben bereits ein Design für den 3D-Druck erstellt? Laden Sie es hoch und fordern Sie ein Sofortangebot an.