Wenn Sie regelmäßig mit 3D-Druckern arbeiten, dann wissen Sie, was eine STL-Datei ist. Und Sie wissen, wie mühsam die Arbeit mit ihnen sein kann. Es gibt einige sehr gute STL-Editoren, die aber in der Regel keine „parametrischen“ Modellierer sind, was die genaue Verwendung erschweren kann. Noch wichtiger ist, dass diese Art der Bearbeitung für Konstruktionsingenieure ungewohnt sein kann. Wenn Sie Zugang zu SOLIDWORKS 2018 haben, werden Sie vielleicht überrascht sein, wie einfach es ist, STL-Dateien zu bearbeiten. Lesen Sie weiter, um zu erfahren, wie das geht.
Für Uneingeweihte ist STL zum De-facto-Standarddateiformat für den 3D-Druck geworden. Das mag ein historischer Zufall sein, denn STL wurde ursprünglich für die Stereolithografie verwendet (und ist ein Akronym für diese Technologie), als diese noch die einzige 3D-Drucktechnologie war. Kurz gesagt sind STL-Dateien polygonale Approximationen mathematischer Geometrie. Wenn ein geometrisches Modell in eine STL-Datei konvertiert wird, werden alle seine Oberflächen durch dreieckige Flächen unterschiedlicher Größe und Form dargestellt.
Es ist sehr schwierig, diese Konvertierung rückgängig zu machen und mathematische Geometrie aus einer STL-Datei zu extrahieren (man stelle sich vor, man würde versuchen, The Great Gatsby nur anhand von Cliff’s Notes zu reproduzieren). SOLIDWORKS Premium verfügt zwar über ein Tool für diesen Zweck (ScanTo3D), aber die Lernkurve ist steil. Glücklicherweise enthält SOLIDWORKS 2018 Werkzeuge für die Arbeit mit STL-Dateien und anderen Mesh-Dateien.
Heute werde ich mit dem Xwing TMG Token Holder von GMBridge arbeiten, den ich von Thingiverse heruntergeladen habe.
Dies sieht toll aus, um meine Karten und Token für das X-Wing Miniatur-Tabletop-Spiel zu organisieren, aber es ist etwas detaillierter als ich es brauche. Ich würde gerne eine vereinfachte Version dieses Modells erstellen, die ich in Zukunft bearbeiten kann.
Ich könnte File>Open the STL file using the „All Files“ filter (or just drag the file into the SOLIDWORKS window). Es gibt jedoch einige zusätzliche Optionen, die Sie nur sehen, wenn Sie den Filter „Netzdateien“ verwenden.
Hier legen Sie insbesondere die Importeinheiten fest (um zu vermeiden, dass Sie das Teil später manuell skalieren müssen) und wählen aus, wie Sie dieses Netz importieren möchten. In diesem Artikel importiere ich mit den Standardoptionen.
STL-Dateien können sehr groß werden und brauchen oft eine Weile zum Öffnen. Wenn dies der Fall ist, sehe ich in der Struktur ein importiertes Oberflächen-Feature mit einem unbekannten Symbol, das es als Mesh Body identifiziert. Mesh Bodies sind neu in SOLIDWORKS 2018 und ermöglichen es, diese Modelle als eine einzige Einheit zu bearbeiten und nicht wie bisher als (riesige) Sammlung einzelner Flächen. Ich kann zwar keine einzelnen Facetten oder Kanten auswählen, aber die Leistung ist viel besser. Außerdem habe ich dadurch Zugriff auf die neuen Mesh-Tools, die die Bearbeitung und das Reverse-Engineering erheblich erleichtern.
In diesem Fall hat SOLIDWORKS im Modell Mesh-Fehler* festgestellt und konnte keinen Volumenkörper erzeugen. Ich kann also keine booleschen Operationen (z. B. Schnitte oder Aufsätze) direkt am Modell durchführen. Stattdessen werde ich brauchbare Flächen aus diesem Netz extrahieren und diese zum Erstellen eines Modells verwenden. Ich beginne mit dem Werkzeug Fläche aus Netz, um eine ebene Fläche zu definieren.
*(Während die Importdiagnose normalerweise verwendet werden sollte, um Importfehler zu beheben, repariert das Werkzeug meiner Erfahrung nach keine Netzkörper).
Ich habe einige der Polygone oben auf dem Modell ausgewählt (in blau), die eine ebene Fläche sein sollten; durch Drücken von Berechnen werden alle angrenzenden Flächen markiert (in braun). STL-Dateien sind jedoch nur ungefähr, daher gibt es auch einen „Facettentoleranz“-Schieberegler, mit dem man festlegen kann, wie nahe an der Koplanarität angrenzende Flächen hervorgehoben werden sollen. Durch Drücken von OK (grünes Häkchen) wird ein neuer Flächenkörper aus meiner Auswahl erstellt.
Ich werde weiterhin den Befehl Fläche aus Netz verwenden, um so viele Details aus dem Modell zu extrahieren, wie ich möchte. Der Befehl ist standardmäßig „angeheftet“, so dass jedes Mal, wenn ich auf OK klicke, ein neuer Flächenkörper erstellt wird.
Wenn ich das Teil vollständig rückentwickeln wollte, würde ich alle Flächen im Modell extrahieren und sie schließlich zusammenfügen. Aber für dieses Tutorial möchte ich es einfach halten. Die Flächen, die ich bisher extrahiert habe (hier zum Kontrast blau eingefärbt), definieren die Oberseite des Teils, die Position und die Abmessungen aller Token-Taschen sowie deren Tiefe. An diesem Punkt bin ich mit dem Netz so gut wie fertig, also lösche ich den Körper.
Als Nächstes beginne ich eine Skizze auf der Oberseite und konvertiere die Kanten in Modellgeometrie. In der Abbildung unten habe ich alle „Inneren Schleifen einzeln“ ausgewählt, um alle benötigten Kanten zu erhalten.
Beachten Sie, dass die kreisförmigen Profile aus vielen sehr kleinen Liniensegmenten bestehen, ein Nebenprodukt der inhärenten Facettierung von STL-Dateien. Wenn ich nicht so pingelig wäre, würde ich die Skizze so verwenden, wie sie ist. Aber ich möchte, dass dieses Modell so parametrisch wie möglich ist. Also schalte ich die Sichtbarkeit der temporären Achsen ein und verwende sie, um die Zentren der Skizzenkreise zu definieren, die ich dann auf die umgebende Geometrie zurückschneide.
Denken Sie daran, dass das STL-Format einige inhärente Ungenauigkeiten mit sich bringt und ich keine Ahnung habe, wie dies ursprünglich modelliert wurde, so dass ich davon ausgehe, dass einige der Achsen etwas abweichen und die Endpunkte nicht perfekt verbunden sind; dafür ist Power Trim ja da.
Jetzt kann ich die Skizze mit den vertrauten Werkzeugen für die Volumenmodellierung extrudieren und weitere Merkmale hinzufügen, indem ich die Flächen für ihre Begrenzung verwende. Wenn ich zufrieden bin, lösche ich diese Flächenkörper, um das Modell etwas zu bereinigen. Und da ich die gesamte Bearbeitung in SOLIDWORKS vorgenommen habe, ist natürlich alles parametrisch! Ich kann jedes der Features leicht bearbeiten oder unterdrücken. Unten sehen Sie die ursprüngliche STL neben meiner bearbeiteten Version.
Die in diesem Blog verwendete Technik ist die, die ich am häufigsten für die Bearbeitung von STL-Dateien in SOLIDWORKS verwendet habe, aber es ist nicht der einzige Weg. In zukünftigen Blogs werde ich einen ganzen Netzkörper in SOLIDWORKS Geometrie konvertieren und zeigen, wie man mit booleschen Funktionen direkt an Netzkörpern Änderungen vornehmen kann. Wenn Sie regelmäßig STL-Dateien verwenden (insbesondere, wenn Sie in der Vergangenheit das ScanTo3D-Tool ausprobiert haben), hoffe ich, dass Sie die neuen Mesh-Tools in SOLIDWORKS 2018 ausprobieren werden.
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Über den Autor
Dan Erickson ist ein Student des Lebens. Mit einem Bachelor-Abschluss in Maschinenbau an der Michigan Tech University und einer Vorliebe für Tüfteleien ist er bestrebt zu verstehen, wie die Welt funktioniert, und sie zu verbessern, wo immer es möglich ist. Nach mehreren Karriereschritten kam Dan 2011 als SOLIDWORKS Support Engineer zu Fisher Unitech. Seitdem ist er seiner Leidenschaft für transformative Technologien in die 3D-Druckabteilung gefolgt und unterstützt die Vertriebs- und Marketingteams als 3DP Application Engineer.