Mit "Nesting" beim selektiven Lasersintern sparen
Wie Sie mit "Nesting" Geld sparen
Den Bauraum des 3D Druckers maximal ausnutzen! Das ist der wichtigste Grundsatz, um additiv gefertigte Bauteile zu einem wirtschaftlichen Preis anbieten zu können. Auch Sie können schon beim Hochladen Ihrer 3D Daten in unserem Online 3D Druck Kalkulator mittels des sog. Nestings Kosten sparen. Nesting beschreibt dabei das effiziente Verschachteln Ihrer 3D Druck Bauteile, sodass weniger Raum im 3D Drucker verbraucht wird. In diesem Artikel soll dargestellt werden, wie dies funktioniert, was es zu beachten gilt und wie sich die Kosten dadurch reduzieren lassen.
Bitte beachten Sie, dass das selbstständige Verschachteln Ihrer Bauteile aus technologischer Sicht nur für das selektive Lasersintern (SLS) funktioniert und sinnvoll ist.*
Wenn Sie zuerst mehr über das SLS Verfahren lernen wollen, besuchen Sie unsere Technologieseite.
Was ist Nesting und wie funktioniert es?
Beim 3D Druck beschreibt das Nesting die Verschachtelung mehrerer Bauteile miteinander, sodass deren kleinster umschließender Quader, die sog. Bounding Box, minimiert wird. Werden bspw. alle Einzelteile eines Wälzlagers separiert gedruckt, sind deren summierte Bounding Boxes wesentlich größer als bei einem Druck der zusammengebauten Bauteile. Wird nur ein einziges Bauteil gedruckt, ist das Nesting irrelevant für den Auftraggeber. Es kann jedoch bereits ab zwei Teilen sinnvoll sein.
Durch das Nesting können Bauteile ökonomischer hergestellt werden, was sich positiv auf deren Preis auswirkt. Der Hintergrund liegt in der Funktionsweise des selektiven Lasersinterns. Hierbei wird die gesamte, rechteckige Grundfläche Schicht um Schicht aufgefüllt. Mehrere Bauteile können somit gleichzeitig gedruckt werden, wobei die Anzahl der Bauteile im Bauraum für die Kosten weniger ausschlaggebend ist. Diese reduzieren sich, wenn die Bauteile ein möglichst kleines Volumen einnehmen.
Auch wenn es neben dem Nesting noch weitere Einflussfaktoren auf den Bauteilpreis gibt, ist dieser wohl der Wichtigste. In unserer Kostenkalkulation wird aus den maximalen Abmessungen jeder Richtung die Bounding Box ermittelt, welche mit dem tatsächlichen Bauteilvolumen abgeglichen wird. Daher kann durch geschickt verschachtelte Bauteile der freie Platz einer Bounding Box so ausgenutzt werden, dass kaum Mehrkosten für diese zusätzlichen Bauteile entstehen.
Welche Richtlinien gibt es zu beachten?
Damit Sie die Vorteile des Nestings bestmöglich nutzen können, listen wir hier einige Hilfestellungen und Vorgaben auf, welche Sie vorab beachten sollten:
Einhalten von Mindestabständen
Für einen fehlerfreien Druck müssen die einzelnen Bauteile einen Mindestabstand von 1,5 mm aufweisen. Sind sie zu nahe aneinander platziert, kann es zur Verschmelzung der Einzelteile kommen. Jede Bestellung, welche mehrere Bauteile enthält, sollte vor Aufgabe diesbezüglich kontrolliert werden.
Gefangene und ineinandergreifende Bauteile
Beim Verschachteln von Bauteilen kommt es immer wieder vor, dass der Mindestabstand zueinander eingehalten wird, jedoch diese wie zwei Kettenglieder ineinandergreifen und dadurch nach dem Druckvorgang nicht voneinander gelöst werden können. Da ein solcher Verbund teilweise gewünscht und druckbar ist – z.B. bei Ketten – sollte die Baugruppe immer vor Auftragsstellung auf solche Fehlstellungen hin kontrolliert werden. Gleiches gilt auch für gefangene Bauteile. Hier wird ein Bauteil innerhalb eines anderen Körpers platziert, ohne für einen ausreichend großen Ausgang zu sorgen.
Immer auf das Gesamtvolumen achten!
Der grundsätzliche Gedanke beim Nesting ist es, die Bounding Box der verschachtelten Bauteile kleiner zu gestalten als die Summe der Bounding Boxen der Einzelteile. Insbesondere bei rechteckigen oder zylindrischen Bauteilen können die Einzelteile eine insgesamt kleinere Bounding Box aufweisen und sind damit im Einzelnen wirtschaftlicher zu produzieren. Dementsprechend kann es von Vorteil sein, die Bauteile einzeln zu belassen bzw. mehrere Gruppen an Bauteilen zu erstellen.
Maximale Druckerabmessung einhalten
Je nach Produktionsanlage sind unterschiedlich große Bauräume verwendbar. Dadurch ist es dringend erforderlich, dass beim Verschachteln auch die maximalen Abmaße dieser 3D Druck Anlagen eingehalten werden:
- EOS P 110: 200 x 250 x 330 mm
- EOS P 396: 340 x 340 x 600 mm
Dennoch sollte auch nicht der gesamte Bauraum aufs Äußerste ausgenutzt werden, denn die Bauteilqualität kann in den Randbereichen stark abweichen. Wir empfehlen von den angegebenen Maßen mindestens 10-15 mm Abstand zu halten.
Werden diese Schritte beachtet, steht einem wirtschaftlichen 3D Druck nichts mehr im Wege. Happy Nesting!
*Beim HP Multi Jet Fusion Verfahren (HP MJF) kalkulieren sich die Kosten primär aus dem Bauteilvolumen, unabhängig von der Bounding Box. Bei der Schmelzschichtung (FDM) kann nur eine „Schicht“ an Bauteilen verteilt werden und es wird nicht übereinander gestapelt. Dementsprechend ist das Nesting von Bauteilen vor dem Bestellvorgang nur bei der Technologie SLS sinnvoll.