CAD-Konstruktion und 3D-Druck – vom Modell zum gedruckten Bauteil, Berufe CAD-Techniker und 3D-Druck-Techniker
TechnikBerufe in der TechnikAlter 15–16
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Zum Starten anmeldenBauen Sie ein Bauteil aus Grundkörpern (ein Quader mit Verrundungen, ein Zylinder, eine Durchgangsbohrung und eine überhängende Lasche) mit Maßen in mm in einer drehbaren 3D-Ansicht auf, prüfen Sie die drei Normalansichten und slicen Sie es wie in einem Slicer-Programm: Schichthöhe, Füllgrad, Wandanzahl und Stützstrukturen für Überhänge über 45°. Verfolgen Sie eine Druckvorschau Schicht für Schicht mit geschätzter Druckzeit, Filamentlänge und -masse (PLA, 1,24 g/cm³), Materialkosten und einem Diagramm zum Zielkonflikt Festigkeit–Masse–Zeit, und schließen Sie mit Berufsprofilen für CAD-Techniker und 3D-Druck-Techniker ab.
Lektion: Berufe im Maschinenbau: CAD-Techniker und 3D-Druck-Techniker (additive Fertigung); der Ablauf Konstruktion–Slicen–Drucken
Was sie zeigt
Die Simulation folgt einem echten Arbeitsablauf, den zwei technische Berufe teilen. Ein CAD-Techniker baut ein Bauteil aus einfachen Körpern auf: einem Quader mit verrundeten Kanten, einem hinzugefügten Zylinder, einer abgezogenen Bohrung und einer überhängenden Lasche, alles in Millimetern bemaßt. Ein 3D-Druck-Techniker zerlegt es dann in Schichten und wählt Schichthöhe, Wände, Füllgrad und Stützstrukturen, denn Überhänge mit mehr als 45° zur Senkrechten lassen sich nicht in die Luft drucken. Die Schätzung ist vereinfacht (Linien 0,45 mm, mittlere Geschwindigkeit 75 % der eingestellten, Stützen mit 15 %), zeigt aber klar den Zielkonflikt zwischen Festigkeit, Material, Zeit und Kosten.
So funktioniert es
Verschieben Sie in 1. CAD-Konstruktion Länge, Breite, Höhe, Verrundung R, die Zylinder-Regler und Durchgangsbohrung, dann Lasche: Länge und Lasche: Unterseitenwinkel, und vergleichen Sie das 3D-Modell mit den Ansichten. Ändern Sie in 2. Slicen Schichthöhe, Füllgrad und Wandanzahl, ziehen Sie Schicht ansehen und ziehen Sie im Diagramm. Deaktivieren Sie die Stützen und drücken Sie ▶ Drucken in 3. Druck, um den Fehler zu sehen.
Einstellbare Parameter
- Startschritt 1. CAD-Konstruktion, 2. Slicen, 3. Druck, 4. Berufe
- Quaderlänge L 20–80 mm
- Quaderbreite W 20–60 mm
- Quaderhöhe H 5–30 mm
- Verrundungsradius 0–10 mm
- Zylinderdurchmesser (0 = kein Zylinder) 0–40 mm
- Zylinderhöhe 2–30 mm
- Durchmesser der Durchgangsbohrung (0 = keine Bohrung) 0–16 mm
- Länge der überhängenden Lasche (0 = keine Lasche) 0–25 mm
- Winkel der Laschenunterseite zur Senkrechten 20–90 °
- Schichthöhe 0,1–0,3 mm
- Füllgrad (Infill) 0–100 %
- Wandanzahl (Perimeter) 1–5
- Stützstrukturen für Überhänge über 45° hinzufügen
- Druckgeschwindigkeit 20–100 mm/s
- Preis des PLA-Filaments 10–60 USD/kg
Fragen zum Erkunden
- Wie ändern sich Festigkeit, Masse und Druckzeit, wenn der Füllgrad von 20 % auf 100 % steigt?
- Warum braucht eine Lasche mit 60° Unterseitenwinkel zur Senkrechten eine Stütze, eine mit 40° aber nicht?
- Welche Schritte dieses Ablaufs übernimmt der CAD-Techniker und welche der 3D-Druck-Techniker?
