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Weiche Formspannbacken

Juni 24, 2020Juni 24, 2020ThomasMihatsch

Meiner Erfahrung nach wird in der Fertigung ein erheblicher Teil der Zeit darauf verwendet Werkzeuge, Lehren und Spannzeuge herzustellen. Das kann sehr viel effektiver mit dem 3D-Drucker und dem 3D-Scanner erlegigt werden.

Wenn Ihr keine 3D-Scanner und auch keine Drucker anschaffen wollt, kann ich das auch für euch erledigen.

Der einfache Fall Spannbacken mit einem Schnitt erstellen

Wenn Ihr Bauteile spannen müsst, die keine Ebenen Flächen haben, bietet es sich an das per 3D-Scan und 3D-Druck zu erledigen. Wenn die Kontur nicht zu komplex wird, könnt Ihr das direkt mit den Funktionen von SOLIDWORKS erstellen.

Dabei sieht der Ablauf wie folgt aus.

Ihr erfasst das Bauteil mit dem 3D-Scanner
Ihr richtet das gescannte Bauteil aus
Die Spannbacken und das gescannte Bauteil werden in eine Baugruppe geladen und das Werkstück wir so zu den Spannbacken Positioniert, wie es später auch gespannt werden soll
Ihr speichert die Baugruppe als Teil ab
Mit dem Befehl Abscheiden wird im SOLIDWORKS eine Skizze aus dem Netz erzeugt.
Mit dieser Skizze wird ein Schnitt durchgeführt und auf den Spannbacken entsteht eine Kontur, die sich präzise am das Werkstück anpasst.
Die Spannbacken werden mit dem 3D-Drucker gedruckt und schon kann es losgehen.

Der komplizierte Fall – Eier spannen

Im medizinischen Bereich werdet ihr häufig auf Komponenten stoßen, die nur noch aus Freiformflächen bestehen. Diese zu spannen ist eine große Herausforderung. Festkleben oder Vereisen sind sehr aufwändig.

Aber auch hier hilft euch die Kombination aus 3D-Druck und 3D-Scan weiter.

In diesem Fall gehen ich wie folgt vor.

Wie auch im einfachen Fall, erfasst Ihr das Bauteil mit dem 3D-Scanner
Dann erzeugt Ihr im Design X oder im Wrap oder im VX Model ein Volumenmodel durch anpassen von Nurbsflächen. Das geschieht bei einem gutem Scan automatisch
Dieses Volumenmodel nutzt Ihr, um es von den Spannbacken abzuziehen.

Und schon habt Ihr eine perfekte Spannvorrichtung.

Spannbacken nach dem Abziehen des Werkstücks

Welcher Drucker eignet sich dafür?

Zum probieren kann man sicher einen Versuch mit PLA machen. Besser geeignet sind Materialien, die stabiler sind. Im Prosumer Bereiche gibt es eine Reihe von Druckern, die Nylon mit Carbon anteil verarbeiten können. Besser geeignet sind die Drucker von Markforged, Anisoprint, T9 Labs aus de Schweiz und Desktop Metal. Die legen in die Kunststoffmatrix einen kontinuierliches Carbon Filament ein und erreichen damit hervorragende Festigkeitskennwerte.

3D-Scan to 3D-Print

Juni 20, 2020Juni 23, 2020ThomasMihatsch

Ihr habt ein Teil, das ihr ersetzen wollt? Also wird das Teil mit dem 3D-Scanner erfasst und dann auf dem 3D-Drucker ausgegeben. So einfach kann die Welt sein und das beste, bei vielen Teilen funktioniert das genau so.

3D-Scan to 3D-Print Schritte

Wenn das Bauteil direkt aus dem 3D-Scan-Daten gedruckt werden soll müsst Ihr beim Scannen viel Zeit in einen perfekten Scan investieren. Der sollte möglichst keine oder nur kleine Löcher haben. Bei dem Scanner müsst Ihr darauf achten, dass dieser eine ausreichende Genauigkeit hat und über eine ausreichend hohe Auflösung verfügt.

Technisch ist das einfach, da der Scanner genau das Format erzeugt, dass der Silcer benötigt um den Drucker anzusteuern. Der Scanner erzeugt das STL-File, das Ihr direkt in den Slicer importieren könnt.

Der ganz einfache Fall

Manchmal hat man Glück und das Teil ist so einfach, dass man es direkt mit dem Scanner Aufnehmen kann und 1:1 an den Drucker schickt. Vor einiger Zeit ist bei meiner Markise der Abschluss des ALU Profils aufgeflößt. Eigentlich ein einfaches billiges Teil. Aber wer ist der Hersteller der Markise und hat der noch Ersatzteile. Wenn Ihr schon mal versucht habt so ein Teil zu bestellen, könnt Ihr sicher bestätigen, dass der Aufwand vermutlich grösser ist als das Teil zu scannen und auf einem 3D-Drucker auszugeben.

3D-Scan to 3D-Print Abschlussprofil Markiese — Abschlusskappe ALU-profil

Die Genauigkeit

Bei der Genauigkeit ist meistens nicht der Scanner sondern der Drucker die limitierende Größe. Da müsst Ihr vorher überlegen, ob die Genauigkeit von dem Drucker oder dem Scanner relevant sind. Bei den FDM Druckern habt Ihr zwei Angaben zur Genauigkeit, die Layerdicke und die Auflösung in X,Y auf dem Drucktisch. Anlog gilt das für alle anderen Verfahren.

Die Auflösung

Wenn ihr die notwendige Auflösung bestimmen wollt, schaut Ihr euch die kleinsten Merkmale an, die angebildet werden sollen. Mach wir ein Beispiel: Das Bauteil hat einen Zapfen, der einen Durchmesser von 2mm hat. Wenn dieser Zapfen erfasst wird braucht Ihr ca. 10 Dreieckskanten auf dem Umfang. Der Umfang des Kreises beträgt 2mm * π = 6,3mm. Damit wird eine Auflösung des Scanners von 0,6mm erforderlich sein und das ist schon ganz schön hoch aufgelöst.

Höher als notwendig aufzulösen verlängert alle Arbeitsschritte und bringt keinen Qualitätgewinn. Das baue Teil hat ca. 150’000 Dreiecke, das Grüne hat 1’500’000 Dreiecke. Nach dem Drucken werdet Ihr zwischen den Teilen keine Unterschied mehr sehen. Aber bei dem Grünen Teil wird der Slicer lange benötigen um den G-Code zum drucken zu erzeugen.

Auf die richtige Auflösung kommt es an!

Wasserdichter Scan

Eingangs habe ich schon erwähnt, dass Scanner und Drucker beide mit dem STL Format arbeiten. Für den Slicer ist es aber notwendig ein Wasserdichtes Netz zu erzeugen. Wenn sich in dem Objekt tiefe Bohrungen befinden, ist es unter Umständen nicht möglich diese mit dem Scanner zu erfassen.

In diesem Beitrag könnt Ihr nachlesen, wie Ihr das Problem umgehen könnt.

Ist der Scan fertiggestellt, könnt Ihr mit dem Geomagic Design X ,dem Geomagic Wrap oder dem VX Model diese Löcher schließen und ein Wasserdichtes Netz erzeugen. Wem diese Werkzeuge zu teuer sind der kann sein Glück mit Meshlab probieren. Das gibt es unter remesh close hohle einen Befehl zum schließen von löchern. Das geschieht aber in vielen Fällen sehr originell.

3D Druck erstellen

Wenn Ihr ein 3D-Druck erstellen wollt, ist es relevant das richtige Materiel und die richtige Technologie auszuwählen. Bei sehr teuren Verfahren, wie dem Metaldruck, drucke ich das Teil erstmal mit einem günstigen PLA Filament. Wenn das OK ist wird in dem teuren Verfahren gedruckt.

Qualitätssicherung

Wenn Ihr ein Zahnrad für die Salatschleuder druckt werdet Ihr keine Qualitätssicherung durchführen müssen. Wenn das Bauteil kritischer ist macht es Sinn nach dem Drucken das Bauteil mit dem Scanner zu erfassen und eine Qualitätssicherung mit den Scandaten durchzuführen.

Anwendung für weiche Spannbacken

In diesem Fall benötigt Ihr nicht das Teil selber sondern eine Vorrichtung mit dem Ihr das Teil sicher für eine CNC Bearbeitung spannen könnt. Dazu wird das Teil mit dem Scanner aufgenommen. Entweder bastelt Ihr so lange am Netz bis alles passt oder Ihr erzeugt im Design X oder im Wrap mit exakten Oberflächen ein Volumenmodel, das Ihr dann von einem anderen Volumen abzieht. Der resultierende Körper enthält dann die negativ Form, die Ihr zum spannen braucht.

Ich werde dazu in nächster Zeit mal ein Video einstellen.

Entfernen der Targets

Juni 19, 2020Juni 22, 2020ThomasMihatsch

Alles fängt ganz einfach an, ihr zieht ein Target nach dem anderen aus der Rolle und klebt es auf das Objekt. Dann kommt das beste! Das Scannen und dann? Die Targets müssen wieder runter – BUH. Ich habe ein paar einfache Tipps, mit denen Ihr das das Entfernen ohne große Probleme hin bekommt.

Targets an einer Lokomotive mit Malerplane

Wenn Ihr die Targets anbringt nicht nochmal mit dem Finger festdrücken.
Versucht beim Kleben immer eine Seite etwas offen zu lassen, dann kommt Ihr nachher mit einem Schaber leichter unter das Target.
Am besten legt Ihr unter das Objekt, das Ihr von den Targets befreien wollt, eine Malerfolie. Dann könnt Ihr die Targets einfach auf die Folie fallen lassen und alles mit der Folie zusammen in der Tonne entsorgen.

Traget mit offener Seite — Target offene Seite

Einen Schaber bekommt Ihr entweder direkt bei Creaform als Zubehör oder alternativ bietet es sich an einen Silikonspachtel aus dem Baumarkt zu verwenden.

Wenn sicher alle Targets entfernt werden müssen

In einigen Bereichen ist es essenziell, dass ihr sicher seid alle Targets entfernt zu haben. Pharma, Aerospace, Kraftwerk können Branchen sein, bei denen Ihr sicher sein müsst, dass kein Target auf dem Objekt verbleibt. Ich verfolge in so einem Falle einen dreistufigen Plan.

Die Targets kleben auf der Rolle auf einem Streifen. Nachdem Ihr alle Targets angebracht habt. Behaltet auch jeden Fall den Streifen und messt die Länge nach. Auf 600mm Streifen passen 38 Targets mach pro Target 15,8mm. Damit könnt Ihr über die Länge der Streifen nachmessen, wie viele Targets Ihr verbraucht habt.
Nach dem Scannen könnt Ihr im VX Elements nachsehen, wie viele Targets der Scanner entdeckt hat. Wenn alles gut gelaufen ist wird sich diese Zahl mit der berechneten Anzahl decken. Hat der Scanner weniger Targets erkannt, seht Ihr auf dem Boden nach ob Targtes abgefallen sind.
Nun werden die Targets abgenommen und auf ein Blatt Papier geklebt. Das Blatt wird mit dem Scanner erfasst – Option nur Targets Scannen. Hoffentlich stimmt alles.

Nein – OK die Targets lassen sich am schnellsten finden, wenn Ihr diese mit einem starken Blitzlicht fotografiert. Am besten, ist dabei der Raum möglichst dunkel, dann leuchten die Targets besonders gut!