Quelltext der Seite CAM-Software (Digitaler Workflow)

{{Navigation_Digitaler_Workflow|STL_-_Schnittstelle_zwischen_CAD_und_CAM-Software_(Projekt_Digitaler_Workflow)|G-Code_(Digitaler_Workflow)}}
===Gemeinsames Lernen===


====Einführung====

[http://de.wikipedia.org/wiki/Computer-aided_manufacturing'''CAM-Software'''] "übersetzt" die 3D-Daten aus der Konstruktion (CAD) in '''Steuerungsbefehle für eine CNC-Fertigungsmaschine'''. Beim 3D-Druck heißt sie auch [https://de.wikipedia.org/wiki/Slicer-Software Slicer-Software] (engl ''to slice'' - in Scheiben schneiden) . Die Software berechnet dann NC-Code oder G-Code. Dieser wird als Text aus Zahlen und Buchstaben geschrieben und enthält genau die Steuerungsbefehle, die eine CNC-Maschine (additiv oder subtraktiv) dann in bestimmte Aktionen umsetzen kann. Der von der CAM-Software erzeugte G-Code steuert also den 3D-Drucker oder die Fräsmaschine.






====CAM-Software für FFF-3D-Drucker====

Lernvideo zu CAM-Software (Slicer-Software) für die additive Fertigung am Beispiel der freien CAM-Software Cura:

[[file:dw_ls5_cura_level_1.mp4]]

Für '''additive''' (generative) '''Verfahren''' wie das '''3D-Drucken''' wird das Objekt von der Software gesliced (in Slices zerlegt, engl. to '''slice''', zerschneiden). Das Objekt wird in viele dünne Schichten zerlegt, die dann Schicht für Schicht gefertigt werden. Je dünner die Slices sind, desto glatter ist später die Oberfläche der Werkstücks. Aber je dünner sie Slices sind, desto länger dauert auch die jeweilige Fertigung.

Im Prinzip kann z.B. die freie CAM-Software [https://ultimaker.com/en/products/cura-software Cura] G-Code bzw. NC-Code für beliebige 3D-Drucker berechnen. Dazu müssen allerdings viele (evtl. komplexe) Einstellungen vorgenommen werden, da der G-Code für jede Maschine speziell angepasst sein muss.

*Die '''Schichtdicke''' gibt an, wie dick jeder Slice (jede Schicht) genau sein wird. Je kleiner der Wert, desto höher die vertikale Auflösung des Objektes. Die Oberfläche ist also glatter, je dünner jede Schicht ist. Allerdings dauert der Druck dann auch länger.
*Die '''Stärke der Außenhülle''' bestimmt, wie dick die äußere Hülle gedruckt wird. Das beeinflusst die Stabilität bzw. Festigkeit des Objektes. 
*Die '''Fülldichte''' gibt an, wie dicht das Material im Inneren des Objektes gedruckt wird. Das beeinflusst ebenfalls die Stabilität bzw. Festigkeit des Objektes. Auch die '''thermische Kontraktion''' wird davon beeinflusst. je weniger Material gedruckt wird, desto geringer ist die Schrumpfung.
*Die '''Drucktemperatur''' bestimmt bei thermoplastischem Material, mit welcher Temperatur der Druckkopf das Material zum Schmelzen bringt.

====CAM-Software für Laser-Stereolithografie-3D-Drucker====

Bei der Stereolithografie funktioniert die CAM-Software ähnlich wie beim FFF-Druck. Der G-Code steuert nur statt des Druckkopfes den Laserstrahl, der sich über die Oberfläche bewegt.



====CAM-Software für DLP-3D-Drucker====


Lernvideo mit der Slicer-Software Photon-Workshop der Firma Anycubic für DLP-Drucker:

[[File:slicer_dlp_i720.mp4]]


Für die DLP-Technik werden Modelle ebenfalls gesliced. Auch hier entscheidet die Schichtstärke über die Oberflächenqualität. Die Abkürzung DLP bedeutet "Digital Light Processing".
Für jeden Slice wird anschließend ein Schwarz-Weiß-Bild erstellt. Diese Bilder werden nacheinander durch eine Scheibe auf das Harz projiziert. Der weiße Teil des Bildes polymerisiert das Harz, im schwarzen Teil des Bildes passiert nichts.
Die Auflösung der Lichtquelle ist entscheidend für die horizontale Auflösung des Objektes. Mittlerweile sind 4K oder 6K-Lichtquellen auch bei günstigen Druckern Standard.



{{Vorlage:Lernwerkstatt_Farbe_Auftrag|'''Gemeinsames Lernen'''

'''Fülle''' nun zum Abschluss des gemeinsamen Lernens [[:file:arbeitsblatt_cam-software_schritt_3.pdf | dieses Arbeitsblatt]] '''aus'''.}}

===Übungen===

{{Vorlage:Lernwerkstatt_Farbe_Auftrag|'''Slicersoftware 1'''

'''Erzeuge''' mit der CAM-Software '''Cura''' den G-Code bzw. NC-Code, mit dem ein 3D-Drucker deinen '''Stumpf fertigen''' kann. Das folgende Lernvideo zeigt dir den einfachen Umgang mit der Software.

Verwende als Schichtdicke 0,2mm und als Fülldichte 25%. Die Temperatur zum Drucken des Materials soll 245°C betragen.
Speichere den erzeugten G-Code in deinem Projektordner.


'''Kopiere''' einen Teil deines G-Codes in eine Textdatei.
'''Drucke''' die Datei aus und '''hefte''' sie zu deinen '''Projektunterlagen'''.


Screencast zur Verwendung der CAM-Software Cura:

[[file:dw_ls5_cura_level_1.mp4]]}}


{{Vorlage:Lernwerkstatt_Farbe_Auftrag|'''Slicersoftware 2'''

'''Öffne''' die Software '''Cura''', lade eines deiner konstruierten Modelle und passe die Parameter so an, dass die '''vertikale Auflösung''' 0.1mm beträgt, das Objekt zu '''10% gefüllt''' ist und die '''Außenwände''' 1,2mm dick sind.

Der Screencast unten zeigt dir den Umgang mit Cura.

Außerdem hast du festgestellt, dass der '''Kunststoff''' '''zu flüssig bzw. zu heiß''' gedruckt wird. Das hast du daran erkannt, dass der Kunststoff ständig am Objekt Fäden zieht. '''Passe''' den entsprechenden '''Parameter''' ebenfalls um ca. 10° '''an'''.

'''Erzeuge''' den G-Code und speichere ihn in deinem Projektordner.

'''Erläutere''' schriftlich, was deine Anpassungen für die '''Fertigungszeit''' und die Oberflächenqualität deines Objektes bedeuten!

}}


{{Vorlage:Lernwerkstatt_Farbe_Auftrag|'''Slicersoftware 3'''

Importiere eine deiner STL-Datein in die CAM-Software Photon-Workshop. Slice mit möglichst feiner Schichtstärke.
Fertige einige Bildschirmfotos der erzeugten schwarz-weiß-Bilder an. Erläutere mit ihrer Hilfe schriftlich, wie die schichtweise Polymerisation des flüssigen Harzes (Oligomer) funktioniert.

Speichere deine Dokumente in deinem Porojektordner. 
}}


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'''Alles folgende wird zur Zeit nicht unterrichtet, das wir am ADBK im Moment nur vier statt fünf Tage für das Unterrichtsprojekt Zeit haben.'''


'''CAM-Software für Fräsmaschinen'''

Lernvideo zu CAM-Software für subtraktive Fertigung am Beispiel der CAM-Software DS-CAM:

<html><video controls width="320"><source src="https://www.martinalensing.de/videos_wikidental/dw/ls5/cam_software_subtraktiv_i720.mp4" type="video/mp4">Sorry, dein Browser unterstützt eingebettete Videos nicht. Du kannst das Video <a href="https://www.martinalensing.de/videos_wikidental/dw/ls5/cam_software_subtraktiv_i720.mp4">hier</a> herunterladen und mit einem Player deiner Wahl abspielen.</video></html> 


Um z.B. ein Modellsegment im Labor zu fräsen, müssen grundsätzlich einige Arbeitsschritte mit der CAM-Software durchgeführt werden.
*Die STL-Daten des konstruierten Modells werden in die Software '''importiert'''.
*Das Objekt wird nach bestimmten Kriterien im Rohling platziert. Diesen Vorgang bezeichnet man als '''Nesting'''.
*Es muss eine sogenannte '''Frässtrategie''' ausgewählt werden. In der Frästrategie sind viele verschiedene Parameter (Einstellungen) für den Fertigungsprozess festgelegt.
*Je nach verwendetem Werkstoff oder späterem Verwendungszweck ist in der Frästrategie z.B. festgelegt, mit welchen '''Werkzeugen''' die Maschine arbeitet soll.
*Der '''Bahnabstand''' der Fräsbahnen bestimmt, wie glatt die Oberfläche des Werkstücks wird. Außerdem wird die Fräszeit dadurch beeinflusst.
*Die '''Drehzahl''' und der '''Vorschub''' des Werkzeugs bestimmen die sogenannte '''Schnittgeschwindigkeit''', also die Geschwindigkeit, mit der das Werkzeug durch den Rohling "schneidet".
*Die '''Fräsbahnen''' sind die Wege, die das jeweilige Werkzeug, also die Fräse, beim Bearbeiten des Rohlings zurücklegt. Liegen sie eng aneinander, dann wird die Oberfläche glatt, liegen sie weit auseinander, wird die Oberfläche eher rauh.
*Die grobe Vorbearbeitung, also das schnelle Entfernen von viel Material, nennt man '''Schruppen'''.
*Die endgültige feine Bearbeitung der Werkstückoberfläche heißt '''Schlichten'''.



'''Selbstlernen'''


Wähle nun, evtl. mit Beratung durch die Projektlehrerin bzw. den Projektlehrer, einen zu dir und deiner Motivation passenden Kompetenzlevel aus.

Dies sind die '''Jobs to do''' und die Kompetenzchecklisten für die einzelnen Kompetenzlevel:

*[[Digitaler Workflow - LS5 - Level 1]] / [[:file:dw_checkliste_ls5_level_1.pdf | Checkliste Level 1]]
*[[Digitaler Workflow - LS5 - Level 2]] / [[:file:dw_checkliste_ls5_level_2.pdf | Checkliste Level 2]]
*[[Digitaler Workflow - LS5 - Level 3]] / [[:file:dw_checkliste_ls5_level_3.pdf | Checkliste Level 3]]
*[[Digitaler Workflow - LS5 - Level 4]] / [[:file:dw_checkliste_ls5_level_4.pdf | Checkliste Level 4]]


Die '''Referenzierung''' findet in dieser Lernsituation durch Abgabe einer [http://www.wikidental.de/w/Kompetenzorientiertes,_selbstwirksames_und_individualisiertes_Lernen#Graf-iz Graf-iz] statt.



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Zusätzlich Inormationen:

Diese beiden Videos sind in englischer Sprache und beziehen sich auf die [https://www.anycubic.com/blogs/videos/photon-workshop Photon Workshop Software der Firma Anycubic].


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[[Kategorie:Projekt CAD/CAM - Digitales Modell]]