3D-Modelle für den 3D-Druck mit Rhinoceros erstellen

3D-Druck ist ein wachsendes Feld, das in vielen Bereichen Anwendung findet, von Architektur bis hin zu Technik. Ein wichtiger Schritt im 3D-Druckprozess ist die richtige Vorbereitung von 3D-Modellen. In diesem Artikel erklären wir, wie du deine Modelle in Rhinoceros (Rhino) optimal für den 3D-Druck vorbereiten kannst.

1. Geschlossene Volumenkörper (Solid) erstellen

Warum ist das wichtig: 3D-Drucker können nur geschlossene Volumenkörper drucken. Offene Modelle mit Lücken oder nicht verbundene Flächen führen zu Druckfehlern.

So geht’s in Rhino:

- Verwende den Befehl „Analyse > Kanten > Geöffnete Kanten anzeigen“. Rhino hebt offene Kanten in einer anderen Farbe hervor (standardmäßig in Magenta).

- Wenn du offene Kanten findest, schließe diese mit „Kante zusammenfügen“ oder „Netzkanten verbinden“.

- Vergewissere dich, dass das Modell ein „Solid“ ist, indem du „Analyse > Masseigenschaften > Volumen“ verwendest. Rhino berechnet nur Volumen für geschlossene Objekte. Wenn kein Volumen berechnet wird, musst du weitere Lücken schließen.

Tipp: Verwende die Funktion „Verbinden“ („Join") , um zusammenhängende Flächen zu einer Einheit zu verbinden.

2. Modelle in mehrere Teile zerlegen

Warum ist das wichtig: Große oder komplexe Modelle, wie Gebäude mit mehreren Etagen oder Objekte mit vielen Hohlräumen, lassen sich oft nicht am Stück drucken. Es ist ratsam, solche Modelle in mehreren Teilen zu drucken und diese später zusammenzufügen.

So geht’s in Rhino:

- Verwende „Zerschneiden“ („Split"), um dein Modell an bestimmten Stellen zu teilen. Du kannst eine Fläche oder eine Linie zeichnen, entlang der das Modell geteilt wird.

- Alternativ kannst du „Boolesche Operationen“ (Befehl: `BooleanSplit`) verwenden, um komplexere Trennungen durchzuführen.

- Achte darauf, dass die einzelnen Teile jeweils geschlossene Volumenkörper sind, indem du nach jedem Schritt „Analyse > Kanten > Geöffnete Kanten anzeigen“ verwendest.

Tipp: Plane die Trennstellen an weniger sichtbaren Stellen, um die nachträgliche Montage zu erleichtern und sichtbare klebestellen zu minimieren.

3. Wandstärken beachten

Warum ist das wichtig:  Für den 3D-Druck ist es wichtig, dass die Wände Ihres Modells eine ausreichende Dicke haben. Dünne Wände oder filigrane Teile können während des Drucks abbrechen oder fehlerhaft gedruckt werden.

So geht’s in Rhino:

- Verwende „Dicke messen“ (Befehl: `ThicknessAnalysis`), um sicherzustellen, dass Ihre Wände eine Mindeststärke von 1 mm für dünne Wände und 2 mm für frei stehende Elemente haben.

- Gehe zu „Analyse > Dicke“ und wähle dein Modell aus. Rhino hebt Bereiche hervor, die unter der Mindeststärke liegen.

- Wenn dünne Stellen gefunden werden, verwende „Offset“ (Befehl: `OffsetSrf`) oder „Extrusion“ (Befehl: `ExtrudeSrf`), um die Wandstärke zu erhöhen.

Tipp: Überprüfe filigrane Strukturen wie Säulen oder feine Details besonders gründlich auf ausreichende Dicke. Zu dünne elemente werden entweder nicht mit gedruckt oder in schlechter qualität gedruckt. Sie können beim Druck abbrechen und andere Teile des Modells beschädigen.

4. Modelle skalieren und anpassen

Warum ist das wichtig: Wenn dein Modell größer als 21 x 25 cm ist, passt es nicht in den Druckbereich. Du kannst es entweder auf einen anderen Maßstab skalieren oder in Teile zerlegen, um es druckbar zu machen. Auch bei kleineren Modellen kann sich das zerlegen lohnen, da Modelle mit komplexen Formen und vielen Hohlräumen wie z.B. Gebäude mit mehreren Etagen, in Einzelteilen oft einfacher und schneller gedruckt werden können. Dies spart Material, Druckzeit und somit auch Kosten.

So geht’s in Rhino:

- Verwende den Befehl „Skalieren“ (Befehl: `Scale`), um dein Modell proportional zu verkleinern oder zu vergrößern. Zeichne ein Referenzrechteck, um festzulegen, auf welche Größe dein Modell angepasst werden soll.

- Alternativ kannst du mit „Zerschneiden“ (Befehl: `Split`) das Modell in kleinere Teile aufteilen, falls Skalieren keine Option ist.

Tipp: Überprüfe vor dem Skalieren die Anforderungen an die Mindestwandstärken von 1 bzw. 2 mm.

5. Exportieren im richtigen Format

Warum ist das wichtig:  Der Export im richtigen Dateiformat ist entscheidend, damit wir dein Modell problemlos öffnen und gegebenenfalls nachbearbeiten können. Deine 3D Dateien lädst du bei uns am besten in den Formaten .stl .obj oder .3mf hoch.

So geht’s in Rhino:

- Wähle du die Teile deines Modells aus die du drucken möchtest und gehe zu „Datei > Auswahl Exportieren“.

- Wähle im Dialogfeld „STL-Dateiformat (.stl)“ oder „Objekt-Dateiformat (.obj)" aus.

So exportierst du als STL aus Rhino:

Wähle im Dialogfeld „STL-Dateiformat (.stl)“ aus.

Passe die STL-Optionen an: 

Setze die Toleranz (z. B. 0,01 mm für detailreiche Modelle), um sicherzustellen, dass Ihr Modell genügend Details enthält. Wählen Sie bei „Binär“ oder „ASCII“ das Binärformat für kleinere Dateien aus.

Tipp: Ein kleiner Wert für die Toleranz in den STL-Einstellungen erzeugt eine glattere Oberfläche, aber größere Dateien.

So exportierst du als OBJ aus Rhino:

Wähle dein Modell aus und gehe zu „Datei >Auswahl Exportieren“.

Wählen Sie „Wavefront (.obj)“ als Exportformat aus.

Passe die OBJ-Optionen an: 

Polygonnetzqualität: Rhino bietet eine Vorschau der Polygonnetzqualität an. Achte darauf, dass das Netz dicht genug ist, um Details zu erhalten, aber nicht zu groß, um die Datei unnötig aufzublähen.

Materialien und Texturen: Wenn dein Modell Texturen oder Materialien enthält, stelle sicher, dass die Option „Materialien exportieren“ aktiviert ist. Rhino erzeugt dann eine separate .MTL-Datei, die mit dem OBJ verknüpft ist und die Materialinformationen speichert. Dies ist für einfarbeigen 3D Druck in der regel nicht relevant.

Skalierung: Achte darauf, dass die Maßeinheiten des Modells korrekt sind, insbesondere wenn du das Modell für den Druck exportierst. Wähle die passende Einheit, um Skalierungsprobleme zu vermeiden.

Tipp: Ein kleiner Wert für die Toleranz in den Pologonnetz-Optionenerzeugt eine glattere Oberfläche, aber größere Dateien.

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