Das Reparieren von STL-Dateien im 3D-Druck ist eine wertvolle Fähigkeit, die man erlernen sollte, wenn man auf Dateien oder Entwürfe stößt, die Fehler aufweisen, z. B. Löcher oder Lücken im Modell selbst, sich überschneidende Kanten oder so genannte nicht-verzweigte Kanten.

Es gibt zwei Möglichkeiten, eine defekte STL-Datei zu reparieren: Bei der ersten Option werden alle Konstruktionsfehler des Modells in der CAD-Software behoben, bevor es in ein STL-Format exportiert wird.

Für die zweite Lösung müssen Sie eine STL-Datei-Reparatursoftware verwenden, um alle Fehler im Modell zu überprüfen und zu reparieren.

Dies ist die grundlegende Antwort auf die Frage, wie man STL-Dateien für den optimalen 3D-Druck repariert, aber es gibt noch mehr Informationen, die Sie wissen möchten. Lesen Sie also weiter, um die Details zu erfahren, wie Sie Ihre STL-Dateien richtig reparieren.

Bevor wir jedoch weitermachen, wollen wir uns kurz die Bausteine von STL-Dateien ansehen.

Was sind STL-Dateien?

STL steht für Standard Tessellation Language oder Stereolithographie und ist ein Dateiformat zur Beschreibung der Oberflächengeometrie eines 3D-Objekts. Es ist wichtig zu wissen, dass es keine Informationen über die Farbe, Textur oder andere Attribute des Modells enthält.

Es ist das Dateiformat, in das Sie Ihre 3D-Objekte konvertieren, nachdem Sie sie in der CAD-Software modelliert haben. Sie können die STL-Datei dann an einen Slicer senden, um sie für den Druck vorzubereiten.

STL-Dateien speichern Informationen über das 3D-Modell nach dem Prinzip der "Tesselation".

Bei der Tesselierung wird eine Reihe miteinander verbundener Dreiecke in einem Netz über die Oberfläche des Modells gelegt, wobei jedes Dreieck mindestens zwei Eckpunkte mit benachbarten Dreiecken teilt.

Das Netz, das auf der Oberfläche des Modells ausgelegt ist, kommt der Form der Oberfläche selbst sehr nahe.

Um das 3D-Modell zu beschreiben, speichert die STL-Datei die Koordinaten der Eckpunkte der Dreiecke im Netz und einen Normalenvektor für jedes Dreieck, der die Richtung des Dreiecks definiert.

Der Slicer nimmt die STL-Datei und verwendet diese Informationen, um die Oberfläche des Modells für den 3D-Drucker zu beschreiben.

Hinweis: Die Anzahl der in der STL-Datei verwendeten Dreiecke bestimmt die Genauigkeit des Netzes. Für eine höhere Genauigkeit benötigen Sie eine größere Anzahl von Dreiecken, was zu einer größeren STL-Datei führt.

Was sind STL-Fehler beim 3D-Druck?

STL-Dateifehler beim 3D-Druck entstehen durch Fehler im Modell oder durch Probleme, die auf einen schlechten Export des CAD-Modells zurückzuführen sind.

Diese Fehler können die Druckbarkeit des CAD-Modells stark beeinträchtigen und führen, wenn sie beim Slicen nicht erkannt werden, häufig zu fehlerhaften Drucken, was wiederum Zeit und Ressourcen verschwendet.

STL-Fehler treten in verschiedenen Formen auf, von denen wir uns einige der häufigsten ansehen wollen.

Umgekehrtes Dreieck

In einer STL-Datei sollten die Normalenvektoren der Dreiecke im Netz immer nach außen zeigen, d. h. wir haben ein gespiegeltes oder invertiertes Dreieck, wenn ein Normalenvektor nach innen oder in eine andere Richtung zeigt.

Der Fehler des umgekehrten Dreiecks verwirrt den Slicer und den 3D-Drucker, da beide die korrekte Ausrichtung der Oberfläche nicht kennen.

Daher weiß der 3D-Drucker nicht, wo er das Material auftragen soll.

Dies führt zu Schneide- und Druckfehlern, wenn das Modell für den Druck vorbereitet werden soll.

Oberfläche Löcher

Eine der wichtigsten Voraussetzungen für den Druck eines 3D-Modells ist, dass es "wasserdicht" ist. Damit ein STL-3D-Modell wasserdicht ist, muss das dreieckige Netz ein geschlossenes Volumen bilden.

Wenn ein Modell Löcher in der Oberfläche hat, bedeutet dies, dass es Lücken im Netz gibt. Eine Möglichkeit, dies zu beschreiben, ist, dass einige Dreiecke im Netz nicht zwei Scheitelpunkte mit benachbarten Dreiecken teilen, was zu dem Loch führt.

Das STL-Modell ist also kein geschlossenes, wasserdichtes Volumen, und der Drucker kann es nicht korrekt drucken.

2D-Flächen

Dieser Fehler entsteht in der Regel durch die Verwendung von 3D-Modellierungswerkzeugen wie Bildhauern und Scannern, mit denen das Modell zwar auf dem Computerbildschirm genau dargestellt wird, in der Realität aber keine Tiefe hat.

Da Slicer und 3D-Drucker nicht in der Lage sind, die 2D-Oberflächen zu verstehen und zu drucken, müssen Sie diese Modelle vor dem Export in ein STL-Format durch Extrudieren und Verleihen von Tiefe korrigieren.

Schwimmende Oberflächen

Bei der Erstellung eines 3D-Modells kann es vorkommen, dass der STL-Konstrukteur bestimmte Funktionen oder Ergänzungen ausprobieren möchte, die zwar nicht in das endgültige Modell übernommen werden, aber in der STL-Datei verbleiben können.

Wenn diese "vergessenen" Merkmale nicht am Hauptkörper des Modells angebracht sind, besteht eine große Chance, dass sie sowohl den Slicer als auch den 3D-Drucker verwirren.

Sie müssen diese Merkmale entfernen und das Modell bereinigen, um das Objekt nahtlos zu schneiden und zu drucken.

Überlappende/überschneidende Gesichter

Damit eine STL-Datei gedruckt werden kann, muss sie als ein einziges solides Objekt gerendert werden. Manchmal ist es jedoch nicht einfach, dies in einem 3D-Modell zu erreichen.

Beim Zusammensetzen eines 3D-Modells kann es häufig vorkommen, dass sich bestimmte Flächen oder Merkmale überschneiden, was auf dem Bildschirm zwar gut aussieht, den 3D-Drucker aber verwirrt.

Wenn diese Merkmale kollidieren oder sich überschneiden, erhält der Druckkopf des 3D-Druckers die Anweisung, dieselben Bereiche zweimal zu überfahren, was leider oft zu Druckfehlern führt.

Nicht-verzweigte und schlechte Kanten

Nichtmanifold-Kanten treten auf, wenn zwei oder mehr Körper dieselbe Kante teilen. Sie treten auch auf, wenn Modelle eine innere Oberfläche innerhalb ihres Hauptkörpers haben.

Diese schlechten Kanten und Innenflächen können den Slicer verwirren und sogar redundante Druckwege verursachen.

Aufgeblähte STL-Datei (überdefiniertes Mesh)

Wie Sie sich erinnern, hängt die Genauigkeit des Netzes von der Anzahl der im Netz verwendeten Dreiecke ab. Wenn es jedoch zu viele Dreiecke hat, kann das Netz zu stark verfeinert werden, was zu einer aufgeblähten STL-Datei führt.

Aufgeblähte STL-Dateien sind für die meisten Slicer und Online-Druckdienste aufgrund ihrer großen Größe eine Herausforderung.

Außerdem sind die meisten 3D-Drucker nicht genau genug, um diese Details auszudrucken, auch wenn ein überfeinertes Netz selbst die kleinsten Details des Modells erfasst.

Bei der Erstellung eines Netzes müssen Sie also ein ausgewogenes Verhältnis zwischen der Genauigkeit und den Möglichkeiten des Druckers finden.

Wie kann ich eine reparaturbedürftige STL-Datei reparieren?

Nachdem wir nun einige Dinge gesehen haben, die bei einer STL-Datei schief gehen können, gibt es eine gute Nachricht: Sie können alle diese Fehler beheben und die STL-Datei erfolgreich drucken.

Je nachdem, wie umfangreich die Fehler in der STL-Datei sind, können Sie diese Dateien so bearbeiten und korrigieren, dass sie zufriedenstellend geschnitten und gedruckt werden können.

Es gibt im Wesentlichen zwei Möglichkeiten, eine defekte STL-Datei zu reparieren, und zwar

• Fixieren des Modells im nativen CAD-Programm vor dem Export in STL.
• Reparieren des Modells mit STL-Reparatursoftware.

Fixierung des Modells in der CAD-Datei

Die Korrektur des Modells im nativen CAD-Programm ist eine relativ unkomplizierte Option. Darüber hinaus verfügen die meisten modernen 3D-Modellierungsprogramme über Funktionen, mit denen Sie diese Fehler vor dem Export in ein STL-Format überprüfen und korrigieren können.

Mithilfe dieser Funktionen können die Designer die Modelle entsprechend optimieren, um sicherzustellen, dass das Schneiden und Drucken reibungslos funktioniert.

Reparieren des Modells mit einer STL-Reparatursoftware

In manchen Fällen haben die Benutzer keinen Zugriff auf die ursprüngliche CAD-Datei oder die 3D-Modellierungssoftware, was es ihnen erschwert, den Entwurf zu analysieren, zu ändern und zu reparieren.

Zum Glück gibt es Anwendungen, mit denen man STL-Dateien reparieren kann, ohne die CAD-Datei zu benötigen. Diese STL-Reparaturdateien enthalten viele Werkzeuge, mit denen man diese Fehler in den STL-Dateien relativ schnell erkennen und beheben kann.

Mit der STL-Reparatursoftware können Sie zum Beispiel folgende Dinge tun

1. Automatische Erkennung und Reparatur von Fehlern in der STL-Datei.
2. Manuelle Bearbeitung der Dreiecke des Netzes in der Datei.
3. Neuberechnung und Optimierung der Maschengröße für die beste Auflösung und Definition.
4. Füllen von Löchern und Extrudieren von 2D-Flächen.
5. Schwebende Flächen löschen
6. Auflösen von nicht-verzweigten und schlechten Kanten.
7. Neuberechnung des Netzes zur Auflösung von Überschneidungen.
8. Umgekehrte Dreiecke wieder in die normale Richtung drehen.

Im nächsten Abschnitt werden wir uns einige der besten Softwarelösungen für diesen Zweck ansehen.

Beste Software für die Reparatur defekter STL-Dateien

Auf dem Markt gibt es verschiedene Anwendungen zur Reparatur von STL-Dateien, die jeweils unterschiedliche Funktionen zur Wiederherstellung und Optimierung von STL-Dateien für den 3D-Druck bieten.

Ich habe eine Liste der besten zusammengestellt, die es auf dem Markt gibt. Schauen wir sie uns an

3D-Baumeister

Preis: Kostenlos Windows Einfach

An erster Stelle meiner Liste steht der Microsoft 3D Builder. 3D Builder ist ein 3D-Modellierungstool von Microsoft zum Entwerfen, Erstellen und Bearbeiten von 3D-Modellen.

Einer der größten Vorteile dieser Software ist, dass sie kostenlos und leicht zugänglich ist und nicht viel Rechenleistung erfordert. Wenn sie auf Ihrem PC nicht vorinstalliert ist, können Sie sie jederzeit über den Microsoft App Store beziehen.

Alles an dieser App ist auf Anfänger im 3D-Druck ausgerichtet. Obwohl 3D Builder nicht den Funktionsumfang einiger der fortschrittlicheren 3D-Modellierungssoftware hat, kann es sich dennoch ganz gut behaupten.

Einer der Bereiche, in denen dieses einfache Design zum Tragen kommt, ist die Vorbereitung von 3D-Modellen für den Druck. Mit den Werkzeugen von 3D Builder können Sie 3D-Modelle importieren, bereinigen und in STL-Dateien für den Druck exportieren.

Von besonderem Interesse für uns ist jedoch die Funktion zur Reparatur von STL-Dateien in 3D Builder, deren Funktionsweise wir uns nun genauer ansehen wollen.

Reparieren einer STL-Datei mit 3D Builder

Schritt 1: Installieren und starten Sie die 3D Builder Software.

Schritt 2: Importieren Sie die defekte STL-Datei in den Arbeitsbereich.

• Klicken Sie im Seitenmenü oder auf dem Anzeigebildschirm auf " Öffnen> Objekt laden ."
• Wählen Sie die defekte STL-Datei auf Ihrem PC aus.
• Sobald das Modell auf der Arbeitsfläche erscheint, klicken Sie auf " Modell importieren " aus dem oberen Menü.

Schritt 3: Reparieren Sie das 3D-Modell.

• Nach dem Importieren des Modells prüft der 3D Builder es automatisch auf Fehler.
• Wenn das Modell Fehler aufweist, sollten Sie einen roten Ring um das Modell herum sehen. Ein blauer Ring bedeutet, dass das Modell keine Fehler aufweist.
• Um die Fehler zu beheben, klicken Sie auf das Popup-Fenster unten links, auf dem steht, "Ein oder mehrere Objekte sind ungültig definiert. Klicken Sie hier, um sie zu reparieren."
• Viola, Ihr Modell ist repariert, und Sie sind bereit zum Drucken.

Schritt 4: Stellen Sie sicher, dass Sie das reparierte Modell in einer STL-Datei und nicht im 3MF-Format von Microsoft speichern.

Wie wir gesehen haben, ist 3D Builder das einfachste Werkzeug, das Sie verwenden können, um eine defekte STL-Datei zu reparieren. In manchen Fällen reichen die Reparaturfunktionen jedoch nicht aus.

Werfen wir einen Blick auf einige der leistungsstärksten verfügbaren Programme.

Meshmixer

Preis: Kostenlos Windows, macOS Mittel

Meshmixer ist eine Anwendung zur Mesh-Bearbeitung vom Branchenriesen Autodesk, die einen deutlichen Funktionssprung gegenüber Basisprogrammen wie 3D Builder darstellt.

Meshmixer kombiniert eine intuitive, benutzerfreundliche Oberfläche mit einer Reihe von Funktionen zur Netzbearbeitung und -analyse und ist damit ein vielseitiges und leistungsstarkes Werkzeug zur Vorbereitung von 3D-Modellen für den Druck.

Meshmixer enthält außerdem eine ganze Reihe von Werkzeugen für die Reparatur von STL-Dateien, darunter einige davon:

• Autoreparatur
• Auffüllen und Überbrücken von Löchern
• 3D-Bildhauerei
• Automatische Oberflächenausrichtung
• Netzglättung, Größenänderung und Optimierung
• Konvertierung von 2D-Flächen in 3D-Flächen, etc.

Schauen wir uns also an, wie Sie diese Werkzeuge verwenden können, um Ihre STL-Datei zu reparieren.

Reparieren einer STL-Datei mit Meshmixer

Schritt 1: Installieren Sie die Software und starten Sie die Anwendung.

Schritt 2: Importieren Sie das defekte Modell.

• Klicken Sie auf den " + "Zeichen auf der Willkommensseite.
• Wählen Sie die STL-Datei, die Sie von Ihrem PC reparieren möchten, über das angezeigte Menü aus.

Schritt 3: Analysieren und korrigieren Sie das Modell

• Klicken Sie in der linken Leiste auf " Analyse> Inspektor. "
• Die Software scannt und markiert automatisch alle Fehler in rosa.
• Sie können jeden Fehler auswählen und einzeln beheben.
• Sie können auch die Option " Autoreparatur alle ", um alle Optionen auf einmal festzulegen.

Schritt 4: Speichern Sie die endgültige Datei.

Neben den Analyse- und Inspektorfunktionen verfügt Meshmixer auch über Werkzeuge wie " Wählen Sie ," "Fest machen". und "Bearbeiten" Mit diesen Werkzeugen können Sie das Netz nach Ihren Wünschen umformen, bearbeiten und umgestalten.

Um mehr über die Meshmixer-Software zu erfahren, können Sie dieses hilfreiche Tutorial auf YouTube ansehen.

Blender

Preis: Kostenlos Windows, MacOS Hart

Blender ist eine Software, mit der viele 3D-Künstler vertraut sind. Es handelt sich um eine kostenlose Open-Source-Software, die eine vollständige Suite von 3D-Modellierungswerkzeugen bietet, darunter Modellierung, Rigging, Animation usw.

Eine der weniger bekannten Funktionen ist die STL-Reparaturfähigkeit, die dank eines einzigartigen Zusatzmoduls namens Mesh: 3D-Drucker-Werkzeugkasten können Benutzer STL-Dateien relativ einfach bearbeiten und reparieren.

Schauen wir uns an, wie das funktioniert.

Reparieren einer STL-Datei mit Blender

Schritt 1: Aktivieren Sie die Mesh: 3D-Druck-Werkzeugkasten .

• Starten Sie die Blender-Software
• Weiter zu " Datei> Benutzerpräferenzen> Add-ons ".
• Geben Sie in der Suchleiste "Mesh: 3D-Druck" ein.
• Sobald er erscheint, klicken Sie auf das kleine Kästchen daneben, um ihn zu aktivieren.

Schritt 2: Importieren Sie die STL-Datei.

• Weiter zu " Datei> Import> STL ."
• Suchen Sie die STL-Datei, die Sie reparieren möchten, auf Ihrem PC und wählen Sie sie aus.

Schritt 3: Reparieren Sie die STL-Datei.

• In der linken Seitenleiste sollten Sie die Drucken3D
• Wenn Sie darauf klicken, sehen Sie eine Reihe von Optionen zum Reparieren des STL-Netzes.

Schritt 4: Speichern und exportieren Sie das STL-Netz.

Alternativ bietet Blender auch ein robustes Werkzeug für die Manipulation von Meshes im Editiermodus. Im Editiermodus haben Sie eine größere Freiheit bei der Bearbeitung des Meshes als in der 3D-Druck-Toolbox.

Sie können es über die folgenden Schritte verwenden:

Schritt 1: Wählen Sie das Objekt oder den Bereich, den Sie bearbeiten möchten, und klicken Sie dann auf die Tabulatortaste auf der Tastatur, um in den Bearbeitungsmodus zu gelangen.

Schritt 2 In der unteren Symbolleiste sollten Sie die Option Netzmodus sehen. Klicken Sie darauf.

Schritt 3: In dem sich öffnenden Menü sehen Sie eine Reihe von Werkzeugen zum Ändern und Bearbeiten verschiedener Bereiche des Netzes, z. B, "Ränder , "Flächen", "Scheitelpunkte ," usw.

Von allen Tools auf dieser Liste bietet Blender wohl die größte Mesh-Bearbeitungsfunktionalität. Damit können Sie nicht nur die STL-Datei reparieren, sondern auch die Struktur erheblich verändern.

Bei der Mesh-Reparatur hinkt Blender jedoch hinter den anderen zurück, da es keine "One-Click-to-Fix"-Optionen bietet. Außerdem sind die Werkzeuge von Blender etwas verworren und erfordern beträchtliche Fachkenntnisse.

Ehrenvolle Erwähnung:

Netfabb

Preis: Bezahlt Windows Hoch

Netfabb ist ein weiteres Tool von Autodesk, mit dem Sie STL-Dateien und Netze manipulieren, bearbeiten und reparieren können. Es ist verlockend, die beiden Programme zu vergleichen, aber Netfabb ist weitaus fortschrittlicher als Meshmixer.

Netfabb ist eine fortschrittliche Fertigungssoftware, die sich vor allem auf die Optimierung und Erstellung hochwertiger 3D-Modelle für additive Fertigungsverfahren konzentriert und daher bei Unternehmen und Fachleuten beliebter ist als beim durchschnittlichen Hobbyisten.

Es enthält verschiedene Werkzeuge nicht nur zum Reparieren und Vorbereiten von 3D-Modellen, sondern auch für:

• Simulation des Produktionsprozesses
• Optimierung der Topologie
• Finite-Elemente-Analyse
• Anpassbare Werkzeugweggenerierung
• Analyse der Verlässlichkeit
• Fehleranalyse, usw.

All dies macht sie zur ultimativen Software für die Reparatur und Vorbereitung von STL-Dateien und 3D-Modellen.

Wie ich bereits sagte, ist es jedoch nichts für den durchschnittlichen Hobbyisten: Es kann sehr komplex sein, und mit Abonnements ab 240 Dollar pro Jahr ist es nicht die kostengünstigste Option für Einzelanwender.

Wie kann man eine STL-Datei vereinfachen und ihre Größe reduzieren?

Um eine STL-Datei zu vereinfachen und zu verkleinern, müssen Sie lediglich das Netz neu berechnen und optimieren. Um die Dateigröße zu verringern, benötigen Sie eine geringere Anzahl von Dreiecken oder Polygonen im Netz.

Bei der Vereinfachung des Netzes ist jedoch Vorsicht geboten, denn wenn Sie die Anzahl der Dreiecke stark reduzieren, können einige der kleineren Merkmale des Modells und sogar die Modellauflösung verloren gehen.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, eine STL-Datei mit Hilfe verschiedener STL-Reparatursoftware zu verkleinern, die wir uns im Folgenden ansehen wollen.

Reduzieren der STL-Dateigröße mit 3D Builder

Schritt 1: Importieren Sie die Datei.

Schritt 2: Klicken Sie auf "Bearbeiten" in der oberen Symbolleiste.

Schritt 3: Klicken Sie in dem erscheinenden Menü auf "Vereinfachen".

Schritt 4: Verwenden Sie den angezeigten Schieberegler, um den gewünschten Optimierungsgrad auszuwählen.

Hinweis: Wie bereits erwähnt, sollten Sie darauf achten, dass das Modell nicht zu sehr optimiert wird und seine Feinheiten verloren gehen.

Schritt 5: Sobald Sie eine akzeptable Netzauflösung erreicht haben, klicken Sie auf "Gesichter verkleinern".

Schritt 6: Speichern Sie das Modell.

Hinweis: Die Verringerung der Dateigröße kann zu Problemen in der STL-Datei führen, so dass Sie sie möglicherweise erneut reparieren müssen.

Reduzierung der STL-Dateigröße mit Meshmixer

Schritt 1: Importieren Sie das Modell in Meshmixer

Schritt 2: Klicken Sie auf das Werkzeug "Auswählen" in der Seitenleiste.

Schritt 3: Doppelklicken Sie auf das Modell, um es auszuwählen.

Schritt 4: Klicken Sie in der Seitenleiste auf "Bearbeiten> Reduzieren" oder Umschalttaste + R.

Schritt 5: In dem daraufhin angezeigten Menü können Sie die Dateigröße mit folgenden Optionen verringern "Prozentsatz" , "Dreiecksbudget" , "Maximale Abweichung".

Wie man die STL-Dateigröße mit Blender reduziert

Schritt 1: Importieren Sie das Modell in Blender.

Schritt 2: Klicken Sie in der rechten Seitenleiste auf das Schraubenschlüssel-Symbol, um die Werkzeuge zu öffnen.

Schritt 3: Klicken Sie im Popup-Menü auf " Modifikator hinzufügen> Dezimieren" um die Dezimierungswerkzeuge aufzurufen.

Das Dezimierungswerkzeug zeigt die Polygonanzahl an.

Schritt 4: Um die Dateigröße zu verringern, geben Sie das Verhältnis, um das Sie die Datei verkleinern möchten, in das Feld Verhältnis ein.

Um beispielsweise die Anzahl der Polygone auf 70 % der ursprünglichen Größe zu reduzieren, geben Sie 0,7 in das Feld ein.

Schritt 5: Speichern Sie das Modell.

Nun, das ist alles, was Sie über die Reparatur einer STL-Datei wissen müssen. Ich hoffe, diese Anleitung hilft Ihnen bei all Ihren Problemen mit STL-Dateien.

Viel Glück und frohes Drucken!!