STL- oder STEP-Datei für den 3D-Druck vorbereiten

Die meisten Probleme beim 3D-Druck entstehen nicht am Drucker, sondern schon beim Export des Modells aus dem CAD-Programm. Ein Modell mit falschen Einheiten, Löchern im Netz oder Wänden, die dünner sind, als das Verfahren erlaubt, erfordert bestenfalls zusätzliche Abstimmung – schlimmstenfalls ist das gedruckte Teil unbrauchbar. Die gute Nachricht: Die Vorbereitung einer Datei für den 3D-Druck ist Routine, wenn Sie einige Regeln kennen.

In diesem Ratgeber beschreiben wir, wie Sie eine STL- oder STEP-Datei aus Fusion 360, SolidWorks, FreeCAD, Onshape oder einem ähnlichen Programm exportieren, welche Voraussetzungen die Datei erfüllen muss und wie Sie sie vor dem Absenden einer Anfrage im Browser prüfen.

STL, STEP oder etwas anderes

Unser Konfigurator akzeptiert mehrere Formate, die sich jedoch deutlich unterscheiden:

Kurz gesagt: Entsteht das Modell in einem parametrischen CAD-Programm, exportieren Sie STEP, weil es die exakte Geometrie und die Einheiten erhält. Arbeiten Sie in einem Netzwerkzeug (Blender, ZBrush) oder haben Sie ein gescanntes Objekt, exportieren Sie STL oder 3MF. Für den Metalldruck und Teile mit engen Toleranzen ist STEP ausdrücklich zu empfehlen, da runde Bohrungen und Gewinde in einem Netz nie vollkommen exakt beschrieben werden.

Einheiten: immer Millimeter

Eine STL-Datei enthält keine Einheiten. Die Zahl 10 kann 10 mm, 10 Zoll oder 10 Meter bedeuten, und das Programm, das die Datei öffnet, muss raten. Da nahezu die gesamte 3D-Druck-Branche standardmäßig von Millimetern ausgeht, stellen Sie Ihr Modell vor dem Export auf mm ein.

Die häufigsten Fallstricke:

• In Fusion 360 können Dokumente auf Zoll eingestellt sein; ändern Sie die Einheit in den Dokumenteinstellungen, nicht nur im Exportdialog.
• In SolidWorks prüfen Sie die Optionen des STL-Exports (Options → Units).
• Ein in Metern exportiertes Modell erscheint in der Vorschau 1000-mal zu klein, ein Modell in Zoll 25,4-mal zu groß.

Prüfen Sie nach dem Hochladen in unsere Vorschau immer die angezeigten Außenabmessungen des Modells (Bounding Box). Stimmen sie nicht mit Ihrer Erwartung überein, liegt es fast immer an der Einheit.

Netzauflösung beim STL-Export

STL nähert alle gekrümmten Flächen durch ebene Dreiecke an. Wie dicht das Netz wird, bestimmen zwei Parameter:

• Sehnenabweichung (Chord Tolerance, Deviation): der größte zulässige Abstand zwischen der echten Kurve und dem Dreieck. Empfohlen sind 0,01 bis 0,02 mm.
• Winkelabweichung (Angle Tolerance): der größte Winkel zwischen benachbarten Dreiecken. Wir empfehlen 5 bis 10 Grad.

Ein zu grobes Netz ist sichtbar: Zylinder bekommen Facetten, Bohrungen werden zu Vielecken, und die Schraube passt nicht hinein. Ein zu feines Netz bläht die Datei auf mehrere Hundert MB auf, verlangsamt das Hochladen und bringt keinen Nutzen, da die Auflösung der Drucker bei etwa 0,05 bis 0,1 mm liegt. Eine sinnvolle Größe einer STL-Datei für ein Gehäuse sind einige MB, nicht Hunderte.

Exportieren Sie immer eine binäre STL und nicht die ASCII-Variante, die für dasselbe Modell bis zu fünfmal größer ist.

Das Modell muss geschlossen sein

Ein geschlossenes (wasserdichtes, „manifold“) Modell ist eines, dessen Netz eine geschlossene Hülle bildet – ohne Löcher, ohne überlappende Flächen und ohne Kanten, die sich mehr als zwei Dreiecke teilen. Die Software zur Druckvorbereitung muss eindeutig wissen, was innen und was außen ist.

Typische Ursachen für ein nicht geschlossenes Modell:

• Flächen ohne Dicke. Eine Ebene oder eine Hülle ohne Volumen lässt sich nicht drucken. Jede Wand muss eine Dicke haben.
• Überlappende Körper. Haben Sie eine Baugruppe als mehrere sich durchdringende Körper exportiert, vereinigen Sie sie vor dem Export (Boolean Union / Combine).
• Umgedrehte Normalen. Dreiecke, die nach innen „zeigen“. Programme erkennen sie oft als Löcher.
• Doppelte Flächen durch Kopieren oder Spiegeln.

Parametrische CAD-Programme exportieren fast immer korrekte Netze; Probleme treten häufiger bei Netzwerkzeugen und Scans auf. Im Zweifel öffnen Sie das Modell in einem kostenlosen Programm wie Meshmixer (Analysis → Inspector), PrusaSlicer oder Microsoft 3D Builder, die Fehler erkennen und die meisten auch automatisch beheben.

Wandstärke nach Verfahren

Der häufigste Grund, warum ein Modell abgelehnt wird oder ein gedrucktes Teil zerbricht, sind zu dünne Wände. Jedes Verfahren hat seine Grenze:

Dabei zählen nicht nur die offensichtlichen Wände. Achten Sie auf dünne Rippen, die Ränder um Ausschnitte für Steckverbinder, die Böden von Taschen und die Übergänge zwischen Hülle und Domen. Ist eine Wand nur an einer einzigen Stelle dünner als 1 mm, wird das Teil genau dort brechen.

Reliefschriften, Bohrungen und feine Details

Ein Schriftzug, ein Logo oder eine Kennzeichnung auf dem Gehäuse ist ein schönes Detail, muss aber groß genug sein, damit das Verfahren es überhaupt abbilden kann:

• Vertiefte Schrift (ins Material): mindestens 0,4 mm tief, Strichstärke mindestens 0,4 mm bei SLA/MJF und 0,8 mm bei FDM.
• Erhabene Schrift (aus dem Material): 0,4 bis 0,6 mm hoch, Strichstärke mindestens 0,5 mm. Die kleinste noch lesbare Schrifthöhe liegt bei etwa 4 mm bei SLA und 6 mm bei FDM.
• Bohrungen: Durchmesser mindestens 1 mm bei SLA/MJF und 2 mm bei FDM. Bohrungen werden beim Druck immer etwas enger; modellieren Sie eine Bohrung für eine M3-Schraube daher mit 3,2 bis 3,4 mm Durchmesser.
• Ablauföffnungen für Harz: Versehen Sie hohle SLA-Modelle mit mindestens zwei Bohrungen von 2 bis 3 mm Durchmesser, sonst bleibt Harz im Inneren eingeschlossen.
• Stifte und Säulen: Durchmesser mindestens 1 mm bei SLA/MJF, 2 mm bei FDM; lange, dünne Stifte sind unabhängig vom Verfahren bruchgefährdet.

Ist eine Beschriftung funktional nicht nötig, lassen Sie sie beim ersten Prototyp lieber weg und prüfen die Passung; die Beschriftung ergänzen Sie in der nächsten Revision.

Baugruppen und mehrere Modelle gleichzeitig

Besteht das Gehäuse aus Deckel und Unterteil, exportieren Sie diese als zwei getrennte Dateien. Im Konfigurator können Sie mehrere Modelle gleichzeitig hochladen und für jedes Verfahren, Farbe und Menge separat wählen. Exportieren Sie eine Baugruppe nie als eine einzige STL, in der sich die Teile berühren – sonst werden sie als ein verschmolzenes Stück gedruckt.

Eine Ausnahme sind bewegliche Baugruppen bei MJF und SLS (etwa Ketten oder Scharniere): Dank des Pulverbetts lassen sich zusammengesetzte Teile mit einem Spalt von mindestens 0,5 mm drucken.

Prüfung in der Browser-Vorschau

Nach dem Hochladen der Datei in den 3D-Druck-Konfigurator erscheint das Modell in einer 3D-Vorschau. Prüfen Sie vor dem Absenden der Anfrage:

1. Abmessungen. Stimmen die angezeigten Maße mit Ihrem Modell überein? Wenn nicht, prüfen Sie erneut die Einheiten.
2. Vollständigkeit. Werden alle Flächen angezeigt, ohne fehlende Teile und ohne durchsichtige Löcher?
3. Ausrichtung und Details. Drehen Sie das Modell und prüfen Sie dünne Elemente, Schriften und Bohrungen.
4. Volumen. Ein ungewöhnlich kleines Volumen bei einem großen Gehäuse bedeutet oft, dass das Modell nicht geschlossen ist.

Meldet die Vorschau, dass das Modell nicht geschlossen ist, oder stimmen die angezeigten Maße nicht, korrigieren Sie die Datei im CAD-Programm und laden Sie sie erneut hoch. Die Preisschätzung wird laufend berechnet, sodass Sie unverbindlich auch mehrere Varianten und Verfahren ausprobieren können.

Checkliste vor dem Absenden

• Die Einheit ist Millimeter, die Maße in der Vorschau stimmen.
• STEP für präzise Teile und Metall, binäre STL oder 3MF für alles andere.
• Sehnenabweichung 0,01 bis 0,02 mm, Winkel 5 bis 10 Grad.
• Das Modell ist geschlossen, ohne überlappende Körper und umgedrehte Normalen.
• Die Wände sind dicker als die Mindestwandstärke des gewählten Verfahrens.
• Schriften, Bohrungen und Stifte sind groß genug.
• Jedes Teil einer Baugruppe ist eine eigene Datei.
• Hohle SLA-Modelle haben Ablauföffnungen für das Harz.

Sie benötigen Unterstützung?

Wenn Sie ein Modell haben, aber nicht sicher sind, ob es druckfertig ist, laden Sie es in den 3D-Druck-Konfigurator hoch und prüfen Sie Vorschau, Maße und Preisschätzung; senden Sie die Anfrage, wenn alles stimmt. Wenn Sie noch kein Modell haben oder ein Gehäuse benötigen, das auf Ihre Leiterplatte abgestimmt ist, erstellen wir es im Rahmen unserer 3D-Gehäusekonstruktion und liefern Dateien, die sofort druckfertig sind.