Der deutsch-französische Softwarehersteller CT CoreTechnologie überrascht mit der Version 1.6 seiner 3D-Druckmanagementsoftware mit deutlich verbesserten Nestingfunktionen.
Als Bauraum wird bei spangebenden und wie auch bei additiven Fertigungsverfahren jene räumlichen Begrenzung bezeichnet, die für die zu fertigenden Bauteile maximal zur Verfügung steht. Eine Besonderheit des 3D-Drucks ist, dass im Bauraum gleich mehrere Teile per Schichtaufbau gefertigt werden können – je mehr Bauteile untergebracht werden können, desto höher ist die Produktivität.
Gerade Dienstleister für den 3D-Druck stehen allerdings vor der Herausforderung, den Bauraum optimal auszunutzen. Denn zu dicht dürfen die Teile nicht gepackt werden, weil sonst Hitzenester entstehen können, die zu Schäden an der Teileoberfläche führen können.
Doch wie können solche Schäden erkannt und vermieden werden? Richtig, da kann nur eine künstliche Intelligenz helfen. Die Frage ist freilich, welche? Wir fragen nach bei einem Experten für die Softwareunterstützung von 3D-Druck: Armin Brüning, geschäftsführender Gesellschafter der CT CoreTechnologie GmbH mit Sitz in Mömbris bei Aschaffenburg. Armin Brüning rechnet gleich einmal vor: „Bei unseren HP-3D-Druckern dauert die Herstellung typischerweise insgesamt 16 Stunden. Hinzu kommt eineAbkühlzeit der Bauteile von drei mal der Druckzeit, sonst verziehen diese sich. Das ist eine bewährte Faustformel. Lässt sich 50 mm beim Nesting der Bauteile in der Höhe einsparen, sind gleich drei Stunden Druck- plus neun Stunden Abkühlzeit gespart.“ Somit ist der 3D-Drucker deutlich kürzer mit einer Teilecharge belegt. Gerade für professionelle Dienstleister ist diese zeitliche Einsparung von 30 Prozent sehr attraktiv, geht es doch bei ihnen um einen möglichst großen Teiledurchsatz.
In der Tat gehört das sogenannte Nesting, also das automatische Platzieren der zu druckenden Bauteile im virtuellen Bauraum eines 3D-Druckers zu den Kernfunktionen jeder leistungsfähigen 3D-Druckmanagementsoftware. So auch zu der universellen 3D-Drucksoftware 4D_Additive von CT CoreTechnologie. Die neueste Version 1.6 verfügt über eine KI-gestützte Nestingtechnologie, die laut Armin Brüning gegenüber der Vorgängerversion und anderen marktbegleitenden Nestingtools eine um durchschnittlich 30 Prozent gesteigerte Effizienz beim Betrieb von SLS- und MJF-Druckern bietet.
Die integrierte KI arbeitet für die Vorsortierung beziehungsweise Priorisierung der Bauteile ähnlich wie ein Anwender mit bauteilspezifischem Wissen aus dem 3D-Druck. Der eigentliche Nestingvorgang ist ein iterativer Prozess, der durch die Multiprozessor-Nutzung extrem schnell ist. Um eine optimale Bauraumausnutzung und möglichst hohe Berechnungsgeschwindigkeit zu ermöglichen, wird mit voxelisierten Ersatzkörpern der komplex geformten 3D-Modelle gearbeitet. Es sind also keine Highend-KI-Algorithmen am Werk, die viel Rechenressourcen benötigen, sondern hocheffiziente Algorithmen mit geringfügigen Zeitbedarf. In jedem Fall hat die neue Nesting Engine von CoreTechnologie und die implementierte KI noch viel Potenzial, wie Armin Brüning versichert.
3D-Nesting der neusten Generation
Dies bestätigt auch der Leiter der Entwicklungsabteilung von CoreTechnologie Gauthier Wahu: „Mit unserer neuen Nestingtechnologie ist uns ein Durchbruch gelungen. Auch nach zahlreichen Tests und Benchmarks sind wir immer wieder erstaunt über das Potential der Software und vor allem darüber, wie einfach und um wie viel schneller die neue Nestingfunktion arbeitet. Mit der neuen Version können jetzt Bauräume niedriger und dichter gepackt werden, als wir es jemals zuvor in all unseren Benchmarks gesehen haben.”
Abhängig von der Analysegeschwindigkeit der Nestingfunktion kann der Grad der Packungsdichte festgelegt werden, wobei stets sichergestellt werden kann, dass keine Hitzenester entstehen. Es wird in jedem Raumgebiet für den gleichen Wärmeeintrag gesorgt. In der resultierenden Materialaufteilungstabelle als Auswertung sind nur kleine Ausschläge bei der idealen Höhe der Packungsdichte erkennbar.
Fazit
Zuvor hat CoreTechnologie mit dem Hauptkonkurrenten Materialise und deren Software Magic sich ein Kopf-an-Kopf-Rennen geliefert. Jetzt zumindest haben die Firmen mit der neuen Nestingfunktion einen guten Grund, zu 4D_Additive zu wechseln, ist sich Armin Brüning sicher.
Ein weiterer Clou von 4D_Additive: Bei allen Operationen findet keine Konvertierung in das Näherungsformat STL statt. Das bewirkt, dass das Resultat also nicht ein STL ist, das die Bauteilgeometrie zu grob oder zu fein wiedergibt. Es wird stets direkt an den originalen CAD-Daten gearbeitet. Man ist also nicht auf eine bestimmte Tesselierung angewiesen, sondern kann sich diese nach eigenem Gusto und mit einer bedarfsgerechten beziehungsweise gewünschten Auflösung durch 4D_Additive erzeugen. Durch die zusätzliche Möglichkeit, die exakten CAD-Daten ohne Umwege über das angenäherte STL-Format direkt als Spline-Kurven zu „Slicen“ kann, beispielsweise an die Lasersteuerung eines SLS-Druckers auszugeben, ein kompaktes Format mit exakten Spline-Kurven im SVG-Format erzeugt werden. Dieses Format hat tatsächlich dieselbe Genauigkeit, mit der das Bauteil im CAD-System konstruiert wurde. (bv)
