Bauteilreparatur und -abgabe

Rapid Prototyping und Manufacturing Labor
TUTORIAL BAUTEILREPARATUR
UND
-ABGABE
Vorbereitung der Bauteilabgabe
mit netfabb Studio Basic
Stand 6/2014
netfabb
Studio Basic Version
5.1
Tutorial
Bauteilreparatur
und -abgabe
R6.2 / © 2010-2014 Dipl.-Ing.(FH) F. Schneider
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me.hm.edu/rpm-lab
Rapid Prototyping und Manufacturing Labor
Vorwort
Die STL-Schnittstelle (Standard Triangulation Language) ist eine Beschreibung der Oberfläche durch ein angenährtes
Dreiecksnetz. Es handelt sich um eine Standardschnittstelle vieler CAD-Systeme. Dieses Datenformat dient
hauptsächlich der Bereitstellung geometrischer Informationen für die Fertigung mittels generativer Verfahren.
Jedoch enthalten dieses Format keine topologische Informationen über den Körper, den es abbildet. Es enthält nur
eine einfache Liste von dreidimensionalen Eckpunkt-Koordinaten und Dreiecken.
Aus diesem Grund können STL Dateien oft fehlerhaft sein. Diese Fehler können unterschiedliche Ursachen haben:
sehr kleine Bauteilstrukturen, Trimmfehler einzelner Bauteilflächen - vor allem bei Freiformflächen. Daraus
resultieren Fehler beim generieren der STL Dateien (offene Polygon-Seiten, Löcher, doppelte Dreiecke). Das kann
dazu führen, dass Sie falsche bzw. fehlerhafte Ergebnisse beim Sinterprozess bekommen, was bei der Bearbeitung
Ihrer Bauteile zu erheblichem Zeitverlust führt.
Die Bauteile im STL-Dateiformat müssen daher vor der Abgabe im RPM-Labor auf Fehler untersucht und
gegebenenfalls repariert oder nochmals mit Ihrem CAD-System nachbearbeitet werden. Das Labor repariert Ihre
Bauteile nicht. F a l l s d i e s e F e h l e r e n t h a l t e n , w e r d e n d i e s e n i c h t g e b a u t !
Für eine gründliche Bauteil-Analyse und Reparatur steht Ihnen die Freeware netfabb Studio Basic zur Verfügung.
Diese Software ist darauf spezialisiert, Fehler dieser Art zu erkennen und zu reparieren und somit fehlerfreie
Dreiecksnetze ohne Löcher, Verformungen oder Überschneidungen zu schaffen.
netfabb Studio Basic
STL Datei mit Fehler
reparierte STL Datei
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Vor dem STL - Export
Körper
1.
Flächen müssen zu einem „geschlossenen Flächenverband“
verbunden sein, besser ist es gleich mit „Volumenkörper“ zu arbeiten .
Oder auf sauber Konstruktion achten bzw. Fläche Verschneidungen vermeiden,
ansonsten gibt es Fehler bei dem STL- Export.
STL-Daten
schlechter
2.
Wandstärke < 10 mm (Teile hohl bauen !) und die minimale Wandstärke > 0,5 mm
Prinzipiell kann das „Lose Pulver“ im Bauteil verbleiben, wenn es hohl gebaut wird.
Nur wenn es auf das Gewicht ankommt oder es um bewegliche Teile handelt
sollte an Möglichkeit gedacht werden, wie man das Pulver wieder heraus
bekommt. ( z.B.: Öffnung die bei der Konstruktion nicht hinderlich ist)
3.
Spaltmaß (Berührflächen-Minimierung!) :
besser
a) bei beweglichen Bauteilen ist ein Min.
Spaltmaß von 0,3 mm einzuhalten.
(„Lego-Technik-Welle“ Prinzip)
b) bei Bauteilen die zusammen gesteckt werden
sollen, Spaltmaß von 0,1 mm
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Berührflächen
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Rapid Prototyping und Manufacturing Labor
Vor dem STL - Export
4.
Volumen Der Bauraum ist auf 193 mm * 241 mm* 320 mm Baubedingt
beschränkt. Da die Maschine eigentlich für kleinere Bauteile konzipiert
ist, sollten Ihr Bauteil nicht den Maximalen Bauraum Höhe ausnutzen.
(nur in ausnahmen Möglich)
(möglich Probleme: lange Fertigungszeit, Gefahr eines Job-Abbruch, Job wird Teuer)
„umso geringer die Bau-Höhe, umso besser !“
241 mm
5.
Bauteil-teilen
Bauraum
schlechter
besser
Bauraum
193 mm
Um diese Beschränkung zu umgehen oder auch um nicht die gesamte
Bauraum-Höhe ausnutzen zu müssen wird empfohlen die Bauteile
zu Teilen, so das diese besser in den Bauraum passe. Das zusammen
füge der Teile, unter Einhaltung der Spaltmaßregel „1mm“ , ist dies keinproblem. Teilungen durch Schwalbenschwanz,
Passstifte usw. sind möglich.
In Ausnahme Fällen kann dies auch das RPM-Labor
durchführen. An welcher stelle das Bauteil geteilt
werden soll, muss aber vorgegeben werden.
Tutorial Bauteilreparatur und -abgabe
unmöglich
möglich
besser
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netfabb Studio Basic
ist eine kostenlose Software zur Verarbeitung von dreiecksbasierten Bauteildaten. Es werden relativ häufig Updates*
herausgebracht. Deswegen kann es sein, dass diese Anleitung nicht immer auf der aktuellen Version basiert und sich
einige Icons und Befehle geändert haben. Die hier beschriebenen Grundfunktionen bleiben aber immer dieselben.
Nur die wichtigsten Änderungen werden in diesem Tutorial übernommen.
Mit netfabb Studio Basic können Sie Ihre Bauteile u.a.:
o
o
o
o
reparieren ( dieser Punkt wird hier beschrieben)
invertieren ( gehört zur Reparatur)
schneiden
verschieben
o
o
o
o
drehen
skalieren
messen
analysieren
Eine ausführliche und aktuelle Beschreibung der Software,
mit Video Tutorials in englischer Sprache finden sie unter:
http://wiki.netfabb.com/Main_Page
Abb.: dreiecksbasierten Bauteildaten
im STL-Dateiformat
* Ab und zu werden auch Funktionen der Pro Version angezeigt (Werbung).
Abb.: aus http://wiki.netfabb.com/Main_Page
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Vorbereitungen
a)
Speichern der Bauteile im STL Format. Bitte darauf achten, dass die Datei nicht zu groß wird. Dazu lassen sich bei den
meisten Exportfiltern spezielle Einstellung vornehmen, hier einige Standartwerte :
STL- Format :
Genauigkeit :
Winkel:
binär
0,01 mm ( Achtung: „mm“ einstellen und nicht „Inch“)
35 grad ( z.B.: bei Solid Edge)
Für Solid Edge, Catia, Pro/Engineer und Rhino finden Sie eine Anleitung auf unserer Homepage.
Für einige andere CAD-Programme existiert eine Anleitung unter:
http://riesen-consulting.de/blog/3d-druck-service-stl-datei/
(Gegebenenfalls ist eine Umwandlung mit einem anderen Programm erforderlich. Falls es keine STL-Export Funktion bei
Ihrem Programm gibt, ist „googeln“ hilfreich! Es können auch 3DS -Dateien importiert werden )
b)
Download der Freeware netfabb Studio Basic (Windows, Linux oder MAC OX, jeweils in Deutsch und Englisch) von
http://www.netfabb.com/downloadcenter.php?basic=1
c)
netfabb Studio Basic installieren
Abb.: aus http://www.netfabb.com/
„Der einzige Nachteil, wenn netfabb Studio Basic ohne Registration benutzt wird, ist eine Wartezeit von 10 Sekunden vor jedem Programmstart, ansonsten
funktioniert alles.“
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Voreinstellungen im Programm
a)
netfabb Studio Basic starten
b)
Bauraumgröße einstellen:
Menü: Einstellungen > Programmoptionen
- „Standard-Bauraumgröße“ >
X: 190; Y: 240; Z: 320 mm
> „Speichern“
Die absolute maximalen Größe für Bauteile ,
die sich mit der Formiga P100 bauen lassen,
ist: X:193,314 mm, Y:241,642 mm
c)
Bauraum anzeigen:
Ansicht > Bauraum anzeigen
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STL- Bauteil
a)
Bauteil öffnen
Bauteil > Hinzufügen (Datei auswählen und auf „Öffnen“
drücken)
Nun sollte das Bauteil im Bauraum angezeigt werden
und ausgewählt sein.
b
Falls das Bauteil beschädigt ist,
erscheint ein Warnzeichen. (a)
(im Bauraum und bei der Kontextumgebung)
b)
Bauteil auf Standardposition verschieben
Bauteil > Verschieben
oder (Ctrl+v) drücken (b)
Im Dialog Fenster auf „zum Ursprung“
und dann auf „Verschieben“ klicken.
Das ist zugleich die Kontrolle,
ob das Bauteil
in den Bauraum
hinein passt!
a
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STL- Bauteil
c)
nur falls das Bauteil komplett in ROT angezeigt wird (ein
Anzeichen für falsch orientierte Dreiecke), nach dem es
hinzugefügt wurde, bitte vorgehen wie in diesem Beispiel:
1)
Bauteil invertieren
Bauteil > Bauteil Invertieren
2)
im Bestätigungsfenster
die Meldung mit „Ja“ bestätigen
3)
Das Bauteil sollte nun
überwiegend in einer anderen
Farbe als Rot angezeigt
werden!
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STL- Bauteil
Exkurs:
Folgen von falsch orientierten Dreiecken
(Invertierte Dreiecke) – rot dargestellt
Falsch orientierte
Dreiecke
Richtig orientierte
Dreiecke
Bei der Umwandlung der 3D Modelle in das STL-Format
wird die gesamte Oberflächengeometrie des Bauteils
durch ein angenähertes Dreiecksnetz beschrieben.
Jede Dreiecksseite wird dabei durch drei Eckpunkte und
die zugehörige Flächennormale charakterisiert.
Auf diese Weise ist jeder Dreieckspunkt auf der
Randkontur des 3D-Modells mathematisch eindeutig
bestimmt. Dies ist notwendig um später die einzelnen
Schichten für das Schichtbauverfahren ableiten zu
können.
Wird dabei aber eine falsch orientierte Flächennormale
verwendet (Invertierte Dreiecke), erkennt das Programm
nicht mehr welche Seite des Dreiecks außen oder innen
liegt und es kommt bei der späteren Zerlegung in die
einzelnen Schichten zu Fehlern.
Fehler insofern, dass beim SliceProzess (Zerlegung in Schichten)
nicht mehr entschieden werden kann
welche Randkontur ausgefüllt werden soll und welche nicht.
Folge:
Die rot dargestellte
Speiche würde nicht
mit gesintert.
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Rapid Prototyping und Manufacturing Labor
STL- Bauteil Reparatur
1)
Reparaturassistent
mit einem Klick auf das Icon mit dem ROTEN
KREUZ öffnen.
(Bauteil muss zuvor markiert sein- es erscheint
grün)
2)
Im Register Status auf „Aktualisieren“ klicken. Es
werden nun die Fehler angezeigt. (oder Hacken
bei „automatisch“ setzen)
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STL- Bauteil Reparatur
2)
Im Register Status auf „Aktualisieren“ klicken. Es
werden nun die Fehler angezeigt. (oder Hacken bei
„automatisch“ setzen)
3)
Automatischreparatur:
Auf „Reparaturautomatik“ (1) klicken >
„Standardreparatur“ (2) auswählen und auf
„Ausführen“ (3) drücken.
2
3
3
1
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STL- Bauteil Reparatur
3)
… „Ausführen“ (3) drücken.
4)
Im Register Status sollte nun bei
„Grenzkanten“, „falsch orientiert“ und „Löcher“
jeweils eine Null stehen! (1)
1
wenn nicht:
wiederholen der „Reparaturautomatik“
5)
Halb-automatische Reparatur:
Falls es noch weiter Fehler gibt:
(außer bei nur „falsch orientiert“ siehe dazu Punkte 6-7)
Mit den Funktionen, die im Menüpunkt
Reparatur oder im Register „Aktionen“(2)
zu finden sind (oder durch ein Rechts-Klick
auf das Bauteil) reparieren.
2
Eine Beschreibung hier für und auch
Videos sind unter Hilfe > Online Hilfe zu
finden (Bei den „Toleranzen“ sind 0,01 mm
ausreichend!)
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STL- Bauteil Reparatur
5)
Halb-automatische Reparatur:
Falls es noch weiter Fehler gibt:
(außer bei nur „falsch orientiert“ siehe dazu Punkte 6-7)
Mit den Funktionen, die im Menüpunkt
Reparatur oder im Register „Aktionen“(2)
zu finden sind (oder durch ein Rechts-Klick
auf das Bauteil) reparieren.
6)
den Haken von „Löcher hervorheben “ und
„Dreiecksnetz“ entfernen und überprüfen
ob das Bauteil einheitlich in Blau dargestellt wird!
Falls es noch ROTE Stellen gibt :
(es gibt noch falsch orientierten Dreiecke)
Bitte unbedingt die manuelle Reparatur
versuchen:
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STL- Bauteil Reparatur
6)
den Haken von „Löcher hervorheben “ und
„Dreiecksnetz“ entfernen und überprüfen
ob das Bauteil einheitlich in Blau dargestellt wird!
1
2
Falls es noch ROTE Stellen gibt :
(es gibt noch falsch orientierten Dreiecke)
Bitte unbedingt die manuelle Reparatur
versuchen:
7)
manuelle Reparatur:
Alle roten Stellen mit den Markier Werkzeugen einzeln markieren (Dreieck,
Flächen oder Hüllen) (1)
Dreiecke umdrehen (2)
Schritte 1 und 2 solange wiederholen bis
das Bauteil einheitlich blau gefärbt ist. (3)
3
Markieren
|
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Bearbeitung
|
Auswahlwerkzeuge
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STL- Bauteil Reparatur
7)
manuelle Reparatur:
Alle roten Stellen mit den Markier Werkzeugen einzeln markieren (Dreieck,
Flächen oder Hüllen) (1)
Dreiecke umdrehen (2)
Schritte 1 und 2 solange wiederholen bis
das Bauteil einheitlich blau gefärbt ist. (3)
8)
„Reparatur anwenden“ und clicken
auf „Altes Bauteil löschen?“ .
Damit wird der Reparaturassistent beendet.
Das Warnzeichen verschwindet.
(Das Warnzeichen im Bauraum hingegen verschwindet nur
wenn alle Bauteile, die momentan geladen sind, fehlerfrei sind)
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STL- Bauteil
d)
Bauteil(e) speichern
jedes Bauteil einzeln markieren (es erscheint grün) und
dann…
Bauteil > Bauteile exportieren > als STL
dann die „Reparaturgenauigkeit“ auf 0,01 mm stellen, danach
„Reparieren“ drücken, falls nötig auch mehrmals …
(manchmal erscheint trotz erfolgreicher Reparatur ein
Exportfenster: )
… erst wenn ein grüner Haken erscheint, auf Exportieren
drücken !
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STL- Bauteil Abgabe
Vor der Ablage sollten alle Bauteile nochmals mit NetFabb geöffnet werden
und auf folgende Punkte kontrolliert werden:

sind alle Spaltmaße eingehalten? (bei beweglichen Bauteilen ≈ 0,3 mm oder
0,1mm bei Steckverbindungen auch nach einer eventuellen Skalierung )

die Wandstärke < 6mm (Teile hohl bauen !) und die minimale Wandstärke > 0,5 mm ?

Lässt sich das Pulver nach dem Bauen entfernen?

Passt das Bauteil in den Bauraum der Maschine?

Exportgenauigkeit STL-Auflösung (Rundheit) und
CAD-Einheiten (mm oder inch) nochmal geprüft?

geben Sie uns alle Ihre Bauteile bitte einzeln
und nur als STL–Datei ab (keine andern Datenformate!!!).


Bitte vermerken Sie im Dateinamen,
wie oft das Bauteil benötigt wird z.b.: Bauteil_3x.stl
Das Labor stellt dann den Bauraum selbst zusammen,
so dass der Baujob möglichst sinnvoll ausgelastet ist.

Abb.: STL Auflösung:
(Dreicks-Sehnenhöhe-Anpassung)
• zu grob: Bauteil wird eckig
• zu fein : Datenmenge wird sehr groß
Siehe dazu die Tutorials zum STL-Daten-Export
unter me.hm.edu/rpm-lab
Erst nach einer erfolgreichen Reparatur !
sollen die Daten über die Lernplattform Moodle hochgeladen werden.
Moodel KursFakultät03  Fakultät  RPM-Lab (Generative Fertigung / Lasersintern) || Zugangsschlüssel:rpm
oder (moodle.hm.edu/course/view.php?id=4319) ( Zugang mit eigenem HM-Account möglich)
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Rapid Prototyping und Manufacturing Labor
We it e re Inform at ione n :
 All Bauteile werden aus PA 2221 gefertigt und
können sehr gut mechanisch bearbeitet werden
(schleifen, füllern, bohren, fräsen, lackieren)
 Das Formular für eine Bauteilanfrage bitte unter
Moodel herunterladen (Ohne dieses ist keine
Bauteilfertigung möglich!)
 Bitte frühzeitig Kontakt mit uns aufnehmen,
gerade am Ende des Semester sind wir oft am
Limit und haben deutlich mehr als 2 Wochen
Fertigungszeit!
Laborleiter
Prof. Dr. Carsten Tille
Laborbetreuung
Sebastian Donner
Florian Schneider
+ Studentische Mitarbeiter
Raum B373
Telefon 089 1265-1106
Telefax 089 1265-1392
[email protected]
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Hochschule München
Dachauer Straße 98 b
80335 München
Straßenbahn-Linien 20, 21
Haltestelle Lothstraße
U-Bahn-Linie 1,
Haltestelle Maillingerstraße

Moodel KursFakultät03  Fakultät 
RPM-Lab (Generative Fertigung / Lasersintern)
Bitte auch die Allgemeinen Hinweise auf
unserer Homepage me.hm.edu/rpm-lab
beachten !
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