Anfängerfragen zum CAD Prototyping

Hallo!

Ich habe mich mal hier im Forum angemeldet weil ich ein paar Fragen zum CAD Prototyping habe....
Ich würde mich sehr freuen wenn mir die Fragen jemand beantworten könnte.

1. Wie hoch ist die Auflösung des fertigen Wachsmodells, sind auch feine Strukturen möglich oder muss das Modell dann noch nachgearbeitet werden?
2. Wird das Modell gefräst oder geplottet?
3. Brauche ich eine spezielle Software oder geht auch ein normales CAD?
4. Kennt jemand eine Firma die meine Modelle "ausdrucken" kann?
5. Wie teuer ist das eigentlich?

Vielen dank für eure Geduld
Tom

Hallo Tom!

Das ist von System zu System unterschiedlich, bei gefrästen Modellen, können perlglänzende, ganz glatte Oberflächen erzeugt werden, Plotter sind da schon wesentlich unebener, die auf ihnen gefertigten Wachsmodelle haben Texturen, besonders an den Senkrechten. Drucker sind meist noch einmsal um eine Stufe schlechter, Auch hier gibt es teilweise kräftige Texturen a.d. Oberflächen. STL-Belichter sind, je nach der gewählen Auflösung, recht gut. Allerdings gibt es Probleme mit dem Ausbrennen, so dass die meisten Modelle erst in Wachs umkopiert werden müdden. Ob nur gefräst , geplottet oder belichtet wird, muss jeweils entschieden werden. Meist werden die Modelle wegen der besseren Oberflächen und des problemlosen Ausbrennens, gefräst. Allerdings sind die bei Delcam gefertigten STl-ArtCam-Modelle aus fotoempfindlichem Hartwachs, sehr gut auszubrennen.

In jedem Fall braucht man eine spezielle Software. Bei „normalem“, überkommenem CAD fehlt oft der 3-D-Bereich, sowie die Möglichkeit die Daten in den erforderlichen Formaten auszugeben. Auch fehlen meist die Möglichkeiten Schmuck zu zeichnen, da diese Programme nicht hierfür entwickelt wurden. Außerdem braucht man zum Fräsen die notwendigen Werkzeugwege. Hierzu ist ein CAM-Programm notwendig.

Preise: Es gibt ein recht gutes Billigprogramm namens „Rhino“, das kostet etwa um die 1.000 EURO nackt, also ohne gute Rendersoftware oder sonstiges. Das Schmuck-Plugin „Matrix“ dazu, kostet noch einmal schlappe 5.000 ! Dann gibt es noch eine ganze Menge anderer Programme, die jedoch meist alle im Bereich zwischen 5.000 und 7.000 Euro liegen.

Das interessanteste Finanzierungsmodell hat zur Zeit ArtCam, da kostet die Software "Jewelsmith" eigentlich gar nichts, man muss aber im Monat zwei Jahre lang für etwa 300 Euros Modelle drucken lassen. Da diese Modelle sehr billig und gut sind, die Software recht einfach zu bedienen ist und dabei die meisten Möglichkeiten von allen mir bekannten Programmen bietet, ist das für Profis der absolute Geheimtipp. Nach Ablauf der zwei Jahre, hat man nicht nur das Programm erworben, sondern mit den Modellen auch noch eine Menge Geld gespart, da diese konkurrenzlos billig sind.

Eine Fräsmaschine bekommt man um die 7.000 Euro, dazu kommt dann noch einiges an Zubehör, sowie ein Cam-Programm. Ausnahme ArtCam, da werden die Werkzeugwege gleich mitgeneriert. Es gibt natürlich auch noch welche die teurer sind, aber zm Wachsfräsen ist das nicht notwendig.

Ein Plotter kostet um die 15.000 STL-Belichter gibt es ab 16.000

Dazu gehört dann jedoch auch noch eine zuverlässige Gießerei, denn nicht jeder hat so was selber „im Ärmel“

Du siehst, so ganz einfach und billig ist dieser Bereich nicht!

Hallo Herr Wehpe,

irgendwie hat sich ein kleiner Fehlerteufel in Ihrem Beitrag eingeschlichen.

Plotten oder 3D Drucken ist eigentlich das gleiche im Schmuck RP Bereich.

Wenn Sie aber die Unterscheidung zwischen dem richtigen "plotten" und
dem "3D Druck" machen, heißt das:

"Plotten" : Wird viel in der Textilindustrie eingesetzt.
Hier wird eine Stoffbahn glatt ausgelegt, und mit einem Schneidmesser gemäß der
programmierten Kurve geschnitten. Man erhält dadurch die Zuschnitte für die Textilien.

Im 3D Bereich kennt man z.B. den Plotter "Solido" .
Aus welchen Gründen auch immer, werden diese "Plotter" auch 3D Drucker genannt.
Hier wird eine Schicht Kunststoffolie auf eine plane Unterlage gelegt und gemäß der Geometrieschichtkontur ausgeschnitten. Es folgt die nächste aufgeklebte Lage Folie und wird ausgeschnitten.
Man erhält nach und nach ein 3D Modell.

Dieses Verfahren ist in der Schmucktechnologie jedoch überhaupt nicht einsetzbar, da die Schichtstärken zu dick sind.
Zudem kann das Plotverfahren keine Wachse verarbeiten, und ist nicht ausschmelzbar.


"3D Plotten oder 3D Drucken"
Besagt eine Technik, mit der, wie bei einem Drucker, Schicht für Schicht Wachs oder Kunststoffe auf eine Plattform gedruckt werden. Nur eben in der Dritten Dimesion.
Modelle mit Texturen oder Baufehlern sind hierbei auszuschließen wenn die Maschinen gewartet werden.
3D Wachs Plotten ist im Moment das einzige Verfahren, das in der Schmuckindustrie zu 100 %einsetzbar ist.

Eine Frage habe ich noch: Was ist ein STL-Belichter?

Hallo Tom,

zu deinen Fragen:

Die Schichtstärke liegt bei max. 0,0127 mm je nachdem welche Qualität du wünschst.

Eine Normale CAD Software sollte genügen.
Entscheidend ist daß Datenaustauschformat.
Sende deine Daten als .stl oder .stp..

Um alle Konturen und Geometrien darzustellen, wird primär geplottet.

Feinste Strukturen sind natürlich abbildbar.


Was kostet das Ganze:
Je nach Modelltyp und Produktionsverfahren zwischen 20,- und 250,-€

mps rapid prototyping hat geschrieben:Hallo Herr Wehpe,

irgendwie hat sich ein kleiner Fehlerteufel in Ihrem Beitrag eingeschlichen.

Plotten oder 3D Drucken ist eigentlich das gleiche im Schmuck RP Bereich.

Wenn Sie aber die Unterscheidung zwischen dem richtigen "plotten" und
dem "3D Druck" machen, heißt das:

"Plotten" : Wird viel in der Textilindustrie eingesetzt.
Hier wird eine Stoffbahn glatt ausgelegt, und mit einem Schneidmesser gemäß der
programmierten Kurve geschnitten. Man erhält dadurch die Zuschnitte für die Textilien.

Hallo Herr Maurer

Hierzu sagt Wikipedia:"Ein Plotter (von engl. plot = zeichnen), im deutschen auch als Kurvenschreiber bezeichnet, ist ein Ausgabegerät, das Funktionsgraphen, technische Zeichnungen und andere Vektorgrafiken auf verschiedenen Materialien darstellt. Sie gehören zu den wenigen Geräten, die unmittelbar Vektorgrafiken wiedergeben, ohne sie vorher in eine Rastergrafik umzurechnen."
Rastergrafiken werden ebenfalls für die Herstellung von PR-Modellen benutzt. Hier werden meist gößere Flächen mit mehreren Druckköpfen bedruckt und die aufgetragenen Materialien, schichtweise mit Licht gehärtet (z.B. InVision ® 3-D-Modeller) STL-Belichter sind Maschinen von Typus VIPER (iPro ™ SLA ® Center) Auf der 3D-Systems-Seite gibt es noch mehr davon.

Allerdings haben Wachsplotting-Modelle, etwa hergestellt auf Solidscape T66, gegenüber anderen RP-Modellen den Vorteil der leichten Vergießbarkeit, ein Umstand, der unbedingt für diese Modelle spricht. Viele Gießereien haben mit STL-Modellen ihren liebe Not und lehnen die Verarbeitung dieser Materialien zur Zeit noch ab.

Der Unterschied zwischen Wachsplotten (aus einer Düse), 3d-Drucken (meist mehrere Druckköpfe mit vielen EinzelL-Düsen) und den STL- Belichtern (Mittels Laserfokussierung, meist in einer lichthärtenden Flüssigkeit), ist also schon gegeben. STL- Prototyping gilt als das genaueste Verfahren überhaupt und ist in der Genauigkeit dem CNC-Fräsen ebenbürtig oder überlegen.

(klugscheißmodus aus)



Im 3D Bereich kennt man z.B. den Plotter "Solido" .
Aus welchen Gründen auch immer, werden diese "Plotter" auch 3D Drucker genannt.
Hier wird eine Schicht Kunststoffolie auf eine plane Unterlage gelegt und gemäß der Geometrieschichtkontur ausgeschnitten. Es folgt die nächste aufgeklebte Lage Folie und wird ausgeschnitten.
Man erhält nach und nach ein 3D Modell.

Dieses Verfahren ist in der Schmucktechnologie jedoch überhaupt nicht einsetzbar, da die Schichtstärken zu dick sind.
Zudem kann das Plotverfahren keine Wachse verarbeiten, und ist nicht ausschmelzbar.


"3D Plotten oder 3D Drucken"
Besagt eine Technik, mit der, wie bei einem Drucker, Schicht für Schicht Wachs oder Kunststoffe auf eine Plattform gedruckt werden. Nur eben in der Dritten Dimesion.
Modelle mit Texturen oder Baufehlern sind hierbei auszuschließen wenn die Maschinen gewartet werden.
3D Wachs Plotten ist im Moment das einzige Verfahren, das in der Schmuckindustrie zu 100 %einsetzbar ist.

Eine Frage habe ich noch: Was ist ein STL-Belichter?

Hallo Herr Wehpke,

Diskusionen regen immer an.

Dann sind wir uns einig über die Definitionen der Verfahrensweisen.

Die 3 Verfahren sind, um es den Forenteilnehmern zu erläutern:

3D Plotten:
Vektorgrafiken werden abgefahren. D.h. Umrandungen werden geschnitten oder gedruckt. Im Falle Solidscape werden die fehlenden Flächen noch gefüllt.
D.h. im meinem Verständniss ist die Solidscape also ein Zwitter ?.

3D Drucken:
Es werden Schichten gedruckt mittels einer Vielzahl von Druckköpfen.
Ähnlich dem Offsetdruck, nur in der 3 Dimesion.

Stereolithographie:
Stereolithographiemaschinen nennt man auch SLA Anlagen.
Der Begriff STL-Belichter wird nicht verwandt.
Stereolithographie ist das älteste RP Verfahren.
Die Bauweise ist in diesem Forum schon beschrieben.

Moderne 3D Drucker wie Objet`s "Eden" oder 3D Systems "ProJet" haben gegenüber der
Stereolithographie den entscheidenden Vorsprung, das alle Geometrien, vor allem im Schmuckbereich, gebaut werden können.

Gegenüber Solidscape können diese Maschinen große Mengen kostengünstig und schnell produzieren. Die Qualität ist geringführend schlechter.

Hallo Herr Maurer,

den Solidscape T66 würde ich nicht als Zwitter bezeichnen. Sowohl Build,- als auch Supportwachse werden durch jeweils eine einzige Düse ver'malt'. Ein waschechter Plotter also.

Info für die Leser des Forums: Sowohl Außenkonturen, als auch das Füllraster werden mit einem Strich aufgetragen, wobei die Dosierung (Menge des aufgetragenen Wachses) durchaus unterschiedlich sein kann.

Um die geforderten Maße herzustellen, wird die vollendete Schicht durch einen Fräser abgehobelt und so auf Sollmaß gebracht. Danach wird die nächste Schicht der Zeichnung aufgetragen und so fort, bis das gewünschte Modell fertig ist. Dieses klebt zunächst noch auf einer Trägerplatte und ist von einem andersfarbigen Supportwachs umgeben. Von der Platte kann es nach Erwärmung abgenommen werden. Das Supportwachs löst man in erwärmtem Mineralöl, übrig bleibt das Modell.

Die bei diesem Verfahren arttypischen "Treppen", die sich durch die einzelnen Schichten ergeben, können nun von Hand mittels Alkohol und Watte oder Tempotuch usw. verwischt werden, da das Buildwachs zwar nicht in Petroleum, dafür jedoch in Alkohol lösbar ist. Ein etwas umständliches und sehr langsames Verfahren zur Modellherstellung. Allerdings lassen sich die Modelle vollkommen problemlos direkt vergießen, was gegenüber anderen Verfahren, ein großer Vorteil ist.

Sie schreiben: "Moderne 3D Drucker wie Objet`s "Eden" oder 3D Systems "ProJet" haben gegenüber der Stereolithographie den entscheidenden Vorsprung, das alle Geometrien, vor allem im Schmuckbereich, gebaut werden können."

Das ist mir neu. Wir haben bei uns zwar gewisse Einschränkungen beim Fräsen festgestellt, etwa im Bereich der Innengeometrien, derartiges aber weder bei m T66, noch bei unseren STL-Modellen festgestellt. Allerdings sind letztere auf die unterstützenden Supports angewiesen, ohne die es nun mal nicht geht. Was kann den mit einem T66 nicht gedruckt werden, oder auch mit einer STL-Maschine?

Den Ausdruck STL-Belichter habe ich wahrscheinlich intuitiv kreiert. Aber immerhin weiß man trotzdem was gemeint war. Was die Geschwindigkeit der Solidscape- Plotter angeht, bin ich mit Ihnen einer Ansicht. Auch die Nachbehandlung der Modelle kostet noch mal Zeit und braucht geschickte Hände. Aus diesem Grunde verwenden wir unseren T66 eigentlich seltener. Das Meiste wird bei uns gefräst, zumal die Oberflächen dabei besser sind. Und da Artcam die Fräswege gleich mitgeneriert, ist das auch überhaupt kein Problem.

Hallo Herr Wephke

STL-Verfahren, oder andere, auf Stützen basierende RP-Verfahren
können zwar alle Geometrien darstellen, aber im weiternen Fertigungsablauf
können nicht alle Stützen Schmuckgerecht entfernt werden.

ProJet, Solidscape oder Objet basieren auf einem ausschmelzbarem oder chemisch lösbaren Stützmaterial, und nicht auf harten Stützen, die mechanisch entfernt werden müssen.

D.H. sämtliche Hohlräume, Unterschnitte usw. können gebaut und vergossen werden.

Hallo Herr Maurer,

jetzt sind wir uns einig. Sie haben recht , es lassen sich nicht immer alle Supports bei den STL's entfernen. Vor allem im Bereich der "Chinesen-Ringe" ist das ein Problem, da ja die Außenhüllen sehr dünn angelegt sind und der innere, durchbrochene Teil, der den Finger im Bereich des Ringkopfes umschließt, meist irgendwie abgestützt werden muss. Dies ist vor allem bei den STL's notwendig, da diese vor dem Härten doch sehr weich und instabil sind.

Da generieren ein T66 oder ein 3D Systems-Gerät wesentlich bessere Resultate. Wenngleich bei diesen die Haltbarkeit der Modelle genau so zu wünschen lässt, wie deren Oberflächen. Da ist durchaus noch Entwicklungsbedarf vorhanden. Auch muss man sich bei den meisten STL's schon sehr genau mit der Vergießbarkeit auskennen, denn ein violettes Modell einer Viper fehlerfrei zu vergießen, gelingt meist nur ausgesprochenen Spezialisten. Das Gleiche gilt für die Envisiontec-Modelle. Sie eignen sich besser zum Umkopieren. Im Falle der oben genannten Ringe, setzt das jedoch eine zweiteilige Produktion voraus, was meistens nicht angestrebt wird.

Bleiben hier für also die altbekannten Waffen: Solidscape für's Feine und ProJet für's Normale.