Was ist 3D-Nesting und wie senkt ein Build die Kosten um bis zu 60%?

Wenn Sie zahlreiche Bauteile aus PA12, PA11 oder Polypropylen (PP) mit Verfahren wie HP Multi Jet Fusion (MJF) oder Selective Laser Sintering (SLS) drucken, haben Sie wahrscheinlich schon vom 3D-Nesting (Verschachteln im 3D-Druck) gehört.

Diese Technik kann die Produktionskosten um bis zu 60 % senken, indem sie optimiert, wie die Teile im Bauraum (Build) angeordnet werden.

Doch was genau ist 3D-Nesting – und wie setzt man es in der Praxis um?

WAS IST 3D-NESTING?

Beim 3D-Nesting werden mehrere dreidimensionale Objekte automatisch und optimal im Bauraum eines 3D-Druckers (Build) platziert.
Ziel ist es, den Bauraum so effizient wie möglich auszunutzen, Leerraum zu minimieren und die Produktionszeit zu verkürzen.

Bei MJF- und SLS-Systemen sind die Kosten eines Builds fix, unabhängig von der Stückzahl.
Je mehr Teile also in einem einzigen Build untergebracht werden, desto geringer ist der Stückpreis jedes Bauteils.

Spezielle 3D-Nesting-Programme drehen und verschieben die CAD-Modelle automatisch, sodass

• sich die Teile nicht überlappen,

• kein unnötiger Leerraum bleibt und

• die Gesamtqualität des Drucks optimiert wird.

Beispiel: Ein Build, das nur zu 50 % der Z-Höhe gefüllt ist, spart etwa 10 % Kosten; ein vollständig gefülltes Build kann bis zu 60 % einsparen.

Die Nesting-Software optimiert den Bauraum; hier ist noch Platz frei.

WIE REALISIERT MAN DAS NESTING DES EIGENEN BUILDS?

3D-Nesting lässt sich auf zwei Arten durchführen: manuell oder automatisch.

Manuelles Nesting

Theoretisch kann man es in jeder 3D-CAD-Software durchführen, empfehlenswert ist das jedoch nicht: eine optimale Anordnung ist komplex, und Fehler (verkantete Teile, Kollisionen) treten häufig auf.

Automatisches Nesting

Automatisierte Nesting-Programme nutzen fortschrittliche Algorithmen, um in wenigen Minuten die beste Platzierung zu berechnen. Beliebte Lösungen sind:

• Netfabb von Autodesk (kostenlose Testversion)

• Materialise Magics

• Fabpilot (kostenlose Testversion)

• Dimension 4 (kostenlose Testversion)

• 4D Additive

• Polydevs

Diese Tools vereinfachen die Arbeit erheblich und vermeiden die typischen Fehler des manuellen Nestings.

1. HP 5210 MJF 3D-Drucker, 2. Baueinheit, 3. Natürliche Kühlstation (enthält den 3D-Bau), 4. Bearbeitungsstation

WIE FUNKTIONIERT 3D-NESTING?

Die Software

1. analysiert Größe und Geometrie der zu druckenden Teile,

2. führt Rotationen und Verschiebungen durch, um die 3D-Positionierung zu optimieren,

3. berechnet den optimalen Füllgrad des Bauraums unter Berücksichtigung von Platz, Material und Ausrichtung,

4. erzeugt eine druckfertige Datei für MJF- oder SLS-Maschinen.

Typische Build-Abmessungen je Material

• PA11 / PA12: 380 × 284 × 380 mm

• Polypropylen PP: 370 × 274 × 370 mm

Moderne Programme erkennen Kollisionen, halten Mindestabstände ein und wählen die korrekte Orientierung, um optimale Oberflächen zu gewährleisten.

PRAXISANWENDUNGEN

3D-Nesting ist besonders nützlich, wenn große Stückzahlen kleiner bis mittelgroßer Teile gefertigt werden:

• Automobilindustrie: funktionale Komponenten, Clips, Verbinder

• Industrie- & Konsumgüterdesign: Gehäuse, Zubehör, Abdeckungen

• Medizintechnik: Halterungen, patientenspezifische Vorrichtungen

• Präzisionsmechanik: kleine technische Teile, Prototypen

• Serienfertigung im 3D-Druck: Optimierung wiederkehrender Losgrößen

Effizientes Nesting reduziert Kosten, Zeit und Materialverbrauch und steigert gleichzeitig die Produktivität des Druckers.

WARUM 3D-NESTING? VORTEILE DES BUILDS

• Kostensenkung beim Drucken um bis zu 60 %

• Maximale Ausnutzung des Bauraums

• Kürzere Produktionszeiten

• Weniger Materialabfall

• Optimale Ausrichtung und höhere Bauteilqualität

• Automatisierter Prozess mit geringerer Fehleranfälligkeit

FAZIT

3D-Nesting ist für Anwender von MJF- und SLS-Systemen mit Materialien wie PA11, PA12 oder PP unverzichtbar.
Durch die optimale Befüllung des Builds lassen sich Kosten senken, Produktivität erhöhen und eine bessere Druckqualität erreichen.

In einem zunehmend auf Effizienz und Nachhaltigkeit ausgerichteten Markt ermöglicht automatisiertes 3D-Nesting, das volle Potenzial der additiven Fertigung auszuschöpfen – eine echte Ressource für die moderne industrielle Produktion.

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