Beste 3D-Modellierungssoftware für den 3D-Druck

Sie suchen die beste 3D-Modellierungssoftware für den 3D-Druck? Hier finden Sie die besten Empfehlungen für Anfänger und Experten.

Der Prozess der Erstellung eines Teils auf einem 3D-Drucker kann in drei Stufen unterteilt werden:

• Erstellen / Finden eines Modells
• Schneiden eines Modells in einem Slicer
• Drucken auf einem 3D-Drucker

Jede Stufe muss in einem anderen Programm bearbeitet werden.

3D-Modelle werden in speziellen Programmen erstellt, die als CAD-Software (Computer Aided Design) bekannt sind. Von dort werden die Modelle zum Slicer gebracht, wo sie in Schritte “geschnitten” werden, die der Drucker nacheinander ausführt. Die sich daraus ergebende Liste von Schritten (Befehlen) wird entweder auf einer Speicherkarte gespeichert und vom Drucker selbst ausgeführt oder über eine kabelgebundene/drahtlose Verbindung an den Drucker gesendet. Als Ergebnis all dieser Aktionen erhalten wir ein Produkt.

Daher ist es falsch, nach einem “3D-Druckerprogramm” zu suchen. Was Sie suchen müssen, ist ein Modellierprogramm und ein Slicer.

Beste 3D-Modellierungssoftware

3D-Modellierungsprogramme lassen sich in zwei große Gruppen einteilen:

• Künstlerische Modellierungssoftware
• Programme zur Erstellung technischer Produkte (oft CAD oder CAD-Automated Design System)

Natürlich braucht ein Ingenieur für eine Zeichnung präzise Werkzeuge: Lineal, Bleistift, Zirkel usw. Aber der Künstler braucht mehr freie Werkzeuge: Pinsel, Pastellkreide, Palette und andere.

Programme werden nach demselben Prinzip unterteilt. So enthalten beispielsweise Konstruktionsprogramme alle Werkzeuge, die es ermöglichen, die Eigenschaften der einzelnen Elemente eines Teils genau zu bestimmen. Kunstprogramme hingegen enthalten Werkzeuge, die glattere Formen ermöglichen, damit das Modell so natürlich wie möglich aussieht.

Natürlich können Sie technische Produkte auch in Zeichenprogrammen modellieren. Dies ist jedoch umständlich, schwierig und ungenau. Daher ist es sehr wichtig, zu ermitteln, warum Sie ein Simulationsprogramm benötigen.

Tipp: Am besten ist es, ein oder zwei Programme auf professionellem Niveau zu studieren, denn dann können Sie komplexe Modelle erstellen. Sie sollten aber auch die Grundlagen in anderen Programmen kennen, denn ein breites Spektrum an Kenntnissen ermöglicht es Ihnen, flexibler den idealen Ansatz für die Erstellung von Modellen zu wählen.

Arten von 3D-Druckdateien

Bevor Sie mit der Erstellung von 3D-Modellen für den Druck beginnen, müssen Sie wissen, welche Arten von Dateien gedruckt werden können.

Erstellen Sie zunächst ein Modell. Sie können das Modell im Format des Programms selbst speichern (KOMPAS-3D-Dateien haben z. B. die Erweiterung .m3d, und bei 3DS Max lautet die Dateierweiterung .MAX). Solche Dateien können nur in den Programmen geöffnet werden, in denen sie erstellt wurden.

Wir brauchen jedoch ein universelles Format – STL. Alle Programme können Modelle in diesem Format speichern. Im STL-Format werden die Polygone, die das Modell bilden, beibehalten.

Alle Dateien können in 3 Kategorien unterteilt werden:

• Dateien, die polygonale Informationen speichern (STL, OBJ usw.). Diese Dateien sind Analogien zu einem Rasterbild. Sie können die Qualität von 3D-Modellen in diesem Format durch Anti-Aliasing erhöhen. Dabei gehen jedoch kleine Details verloren und das Dateigewicht nimmt stark zu.
• Dateien, in denen die Schritte zur Erstellung eines Teils gespeichert sind (STEP, STP, usw.). Hier können Sie ein Analogon mit Vektorbildern zeichnen. Jedes Element wird entweder durch einfache Punktverbindungen (z. B. wie bei einem Würfel oder einer Pyramide) oder durch Formeln (beliebige Kurven, abgerundete Objekte) angegeben. Modelle in diesem Format können ohne Qualitätsverlust skaliert werden, wobei die Dateigröße relativ klein bleibt.
• Dienstprogrammdateien, die Schritte für einen 3D-Drucker speichern (GCODE, GCOD). In diesen Dateien werden Befehle gespeichert, die der Drucker ausführt, und in manchen Fällen auch Kommentare (z. B. mit welchen Einstellungen das Modell geschnitten wurde). Einige Slicer können die Bewegungen des Druckers simulieren und so das Modell rendern. Es ist jedoch nicht möglich, eine Datei in diesem Format in ein vollwertiges Modell umzuwandeln.

Seien Sie vorsichtig! Wenn Sie nicht sicher sind, dass die GCODE-Datei für Ihren Drucker bestimmt ist, beginnen Sie nicht mit dem Druck, da der Druckbereich für jeden Drucker unterschiedlich ist. Bei Firmware von Drittanbietern gibt es keine Begrenzung für die maximale Bewegungsstrecke. Einige Befehle von Drittanbieter-Software können zu einem fehlerhaften Betrieb der Steuerkarte führen. Wenn der Drucker mehrmals versucht, den Druckkopf aus dem druckbaren Bereich herauszuschieben, kann er sich selbst beschädigen!

Wenn die Dateien zu einer Kategorie gehören, können sie problemlos und fast ohne Datenverlust von einem Format in ein anderes übertragen werden. Die in Klammern angegebenen Formate sind eine Art “Transit”. Inventor hat zum Beispiel sein eigenes Dateiformat – itp – und Fusion 360 sein eigenes – f3d. Wenn Sie jedoch die Datei in Inventor im allgemeinen STEP-Format speichern, kann sie in jedem beliebigen Konstruktionsprogramm geöffnet und dann im Format des jeweiligen Programms gespeichert werden.

Beste kostenlose 3D-Modellierungssoftware

Kostenlose Programme sind in der Regel entweder in ihrer Funktionalität eingeschränkt oder werden von Enthusiasten erstellt. Aus diesem Grund können sie ungeschliffene Schnittstellen und viele Fehler aufweisen.

Ihre Funktionalität ist jedoch ausreichend, um einfache Modelle zu erstellen. In einigen Fällen können solche Programme kostenpflichtige Software vollständig ersetzen.

1. Tinkercad

Tinkercad ist nicht einmal ein Programm, sondern eine Website. Sie müssen es nicht auf einem Computer installieren. Die Website lässt sich von jedem Gerät aus öffnen, das Zugang zum Internet hat. Ohne Internetzugang können Sie also kein Modell herunterladen, da jedes Projekt zunächst in der Cloud gespeichert wird. Außerdem müssen Sie sich registrieren, um die Website nutzen zu können.

Ursprünglich wurde die Website für Kinder entwickelt. Daher ist jedes Werkzeug intuitiv. Das Programm eignet sich für die Modellierung einfacher Produkte, wie Dichtungen, Buchsen, Adapter, Abdeckungen, Kästen usw.

Profis

• Leicht zu erlernen
• Keine Installation auf dem PC erforderlich
• Zugriff auf die Modelle von jedem Gerät aus

Nachteile

• Unmöglichkeit, ohne Internet zu arbeiten
• Jedes einzelne Projekt muss heruntergeladen werden
• Begrenzte Anzahl von Tools

FreeCAD

FreeCAD ist für die Erstellung von technischen Produkten wie Verbindungselementen, Buchsen, Scharnieren und mehr konzipiert. Da es sich um ein Open-Source-Projekt handelt, wird es kostenlos verteilt. Das Programm verfügt über alle notwendigen Funktionen zum Öffnen und Bearbeiten von Dateien mit der Erweiterung .step, die ein universelles Format für alle technischen Programme ist.

FreeCAD ermöglicht auch die Verwendung von Add-ons. Mit den Add-ons können Sie beliebige Aktionen in einem vollautomatischen Modus durchführen. Zum Beispiel gibt es ein Addon, mit dem Sie ganz einfach verschiedene Zahnräder erstellen können.

Mit diesem kostenlosen 3D-Modellierungsprogramm können Sie komplexe Produkte wie Mechanismen, Getriebe, Scharniere usw. erstellen.

Profis

• Relativ leicht zu erlernen
• Aktive Gemeinschaft
• Verfügbarkeit von Addons
• Unterstützung mehrerer Sprachen

Nachteile:

• Fehlerhaft
• Veraltete Schnittstelle
• Kein Add-on für die Arbeit mit .STL-Dateien verfügbar

OpenSCAD

OpenSCAD ist näher an Programmiersprachen als an der Modellierung. Mit dem Programm wird jedes Objekt oder jede Aktion in Form eines Codes angegeben. So können Sie vielseitige Modelle erstellen.

Nehmen wir zum Beispiel an, Sie möchten einen Münzsortierer erstellen. Sie können einmal einen “Modellcode” schreiben und dann eine große Anzahl von Varianten des Modells für verschiedene Länder erstellen, indem Sie nur ein paar Parameter ändern.

Dieses Programm ist ein Open-Source-Projekt. Daher wird es regelmäßig aktualisiert.

Profis

• Funktioniert auf schwachen PCs
• Einfache Erstellung universeller Modelle
• Leicht zu erlernen, wenn Sie über Programmiererfahrung verfügen

Nachteile:

• Ist eine Programmiersprache
• Schwierigkeit bei der Erstellung gekrümmter Geometrie

Meshmixer

Meshmixer ist ein Einsteiger-Kunstprogramm für die 3D-Modellierung. Es ist eines der einfachsten Werkzeuge für die Verarbeitung von STL-Dateien und Funktionen zur Wiederherstellung “kaputter” Dateien.

Mit Meshmixer können Sie das Modell bequem in mehrere Teile schneiden, da es möglich ist, die Größe des druckbaren Bereichs Ihres Druckers einzustellen. Die Software verfügt auch über eine “Baumstützen”-Werkzeugeinstellung, die auch in vielen Slicern zu finden ist. In Meshmixer kann diese Einstellung jedoch flexibel konfiguriert und manuell installiert werden.

Trotz der vielen funktionalen Werkzeuge ist diese Software eher ein Hilfsmittel, da es geeignetere Programme gibt, um ein Modell von Grund auf zu erstellen.

Profis

• Eine Vielzahl von Werkzeugen zur Vorbereitung eines 3D-Modells für den Druck
• Vollständige Autonomie
• Unterstützung für viele Dateiformate

Nachteile

• Begrenzte Funktionalität für die Erstellung von 3D-Modellen
• Einige Funktionen erfordern einen leistungsstarken PC

Blender

Blender ist ein völlig kostenloses Programm mit enormen Möglichkeiten nicht nur für die Erstellung von Modellen, sondern auch für Animation, Rendering, Simulationen und vieles mehr. Die Software wird hauptsächlich von Multiplikatoren verwendet, aber aufgrund der großen Anzahl von Erweiterungen deckt dieses Programm eine riesige Bandbreite von Aufgaben ab.

Auf den ersten Blick mag Blender übermäßig kompliziert erscheinen. Die Grundfunktionalität kann jedoch von jedem gemeistert werden. Regelmäßig werden neue Updates veröffentlicht, die die Leistung verbessern und dem Programm neue Werkzeuge hinzufügen.

Es gibt eine große Gemeinschaft von Menschen, die Blender nutzen, um viele Probleme zu lösen.

Kommerzielle 3D-Modellierungssoftware

Diese Kategorie enthält sowohl Programme für Profis und Unternehmen als auch deren vereinfachte Versionen für den Heimgebrauch. Viele Unternehmen geben ihre Programme zu einem niedrigen Preis für die private Nutzung frei. Die Software war jedoch ursprünglich nur für Unternehmen gedacht und wurde dementsprechend bepreist.

Der gemeinsame Vorteil kommerzieller 3D-Modellierungsprogramme ist die große Funktionalität und der laufende Support. Autodesk Inventor zum Beispiel wurde erstmals 1999 veröffentlicht und wird jährlich aktualisiert.

Hier sind die beliebtesten kommerziellen 3D-Modellierungsprogramme.

Fusion 360

Dieses Produkt von Autodesk versuchte, mehrere Aufgaben auf einmal zu kombinieren: Modellierung, Simulation und Rendering. In vielerlei Hinsicht übernahm es die Funktionalität des zuvor erwähnten Inventor, ergänzte sie aber durch eine einfache Schnittstelle.

Viele Werkzeuge in Fusion360 sind denen in Tinkercad ähnlich. Die Software ermöglicht auch die Bearbeitung von STL-Dateien, allerdings mit einem begrenzten Satz von Werkzeugen.

Das Hauptmerkmal dieses Programms ist die Verarbeitung von Daten in der Cloud, z. B. Simulationen und Renderings. Allerdings können fast alle Funktionen auch offline auf einem PC ausgeführt werden. Um Aufgaben in der Cloud zu bearbeiten, müssen Sie Token kaufen, aber bei der Erstellung von Modellen sind sie nicht erforderlich.

Fusion 360 hat zwar ein eigenes Dateiformat (f3d), aber alle Dateien werden zunächst auf Autodesk-Servern gespeichert, bevor sie schließlich auf Ihrem Computer gespeichert werden.

Es gibt eine Fusion 360-Version für Schulen und Universitäten. Um eine solche Lizenz zu erhalten, muss sich jedoch eine Bildungseinrichtung registrieren und Ihnen eine persönliche Lizenz ausstellen.

Profis

• Umfangreiche Funktionalität
• Funktioniert auch auf schwachen PCs
• Es gibt eine Studentenversion

Nachteile:

• Ein Teil der Funktionalität ist durch die Notwendigkeit des Internets eingeschränkt
• Hoher Preis

Preis: ab $60/m oder $495/Jahr

Netfabb

Netfabb ist für die Vorbereitung des Modells vor dem Slicing konzipiert. Es ähnelt in vielerlei Hinsicht Meshmixer, verfügt aber nicht über Werkzeuge zur Erstellung eines Modells von Grund auf.

Die besonderen Merkmale sind die Möglichkeit, mehrere Modelle im STL-Format zu kombinieren, und das Werkzeug zur “Reparatur” der Modelle. Sie benötigen dieses Programm, auch wenn Sie einen anderen Modell-Editor oder ein in den Slicer integriertes Modellreparaturwerkzeug haben.

In Netfabb ist es auch sehr praktisch, das Modell in mehrere Teile zu zerschneiden, um es separat zu drucken.

Zurzeit ist die Netfabb-Funktionalität in Fusion 360 integriert und wird offiziell nicht separat angeboten. Das Programm kann jedoch als separates Programm bei Drittanbietern gefunden werden.

Profis

• Große Funktionalität der Modellreparatur
• Bequemes Schneiden in Stücke
• Einfaches Erlernen aller benötigten Werkzeuge

Nachteile:

• Teuer

Preis: ab $4.635/Jahr (einschließlich Fusion 360)

KOMPAS-3D

Kompas-3D ist eine professionelle 3D-Modellierungssoftware, die von russischen Entwicklern für russische Unternehmen entwickelt wurde. Das Programm hat einen großen Funktionsumfang. Für jede Funktion gibt es eine Beschreibung und erklärende Animationen für die wichtigsten Werkzeuge. Außerdem ist eine umfangreiche Datenbank mit Normen und GOSTs integriert.

Das Programm ist für alle Studenten kostenlos und erfordert keinen Nachweis von Dokumenten. Es gibt auch eine kostenpflichtige Version von KOMPAS-3D HOME, die, obwohl sie nur für den Heimgebrauch gedacht ist, alle Funktionen der “professionellen” Version hat.

Aus diesem Grund, und auch wegen des niedrigen Preises, ist dieses CAD-System die beste Wahl als erstes professionelles Programm für die Erstellung komplexer 3D-Modelle.

Profis:

• Eine große Anzahl von Tools
• Kostenlose Studentenversion verfügbar
• Sehr niedriger Preis

Minuspunkte:

• Benötigt einen relativ leistungsstarken PC
• Schwierig auf professionellem Niveau zu beherrschen

Preis: ab $1.490 für 1 Jahr

SolidWorks

SolidWorks ist eines der ältesten Programme auf dem Markt und hat sich zum Standard entwickelt. Wenn Sie lernen, wie man in SolidWorks arbeitet, können Sie in jedem CAD-System arbeiten.

Das Programm hat eine relativ einfache Schnittstelle und eine durchschnittliche Anzahl von Werkzeugen, die auch für Profis ausreichen. Da das Programm jedoch für die Produktion konzipiert ist, werden viele Funktionen nur bei der Arbeit stören.

Profis:

• Leicht zu erlernen
• Große Gemeinschaft von Anwendern von SolidWorks
• Große Online-Gemeinschaften für Unterstützung

Minuspunkte:

• Keine Version für den privaten Gebrauch
• Unübersichtliche Schnittstelle

Preis: Variiert je nach Lizenz

Inventor

Inventors ist das Hauptprogramm, das in vielen Unternehmen verwendet wird. Die Software verfügt jedoch über eine einfache Benutzeroberfläche, so dass sie leicht zu erlernen ist. Das Programm ähnelt in vielerlei Hinsicht SolidWorks, sowohl was die Funktionalität als auch was den Zweck betrifft.

Das Hauptunterscheidungsmerkmal dieses Programms ist eine große Anzahl von qualitativ hochwertigen Video-Tutorials und Textkursen. Diese Software wird an vielen Universitäten auf der ganzen Welt gelehrt.

Profis:

• Große unterstützende Gemeinschaften verfügbar
• Eine große Anzahl von Schulungsmaterialien
• Intuitive Schnittstelle
• Verfügbarkeit einer Studentenversion

Minuspunkte:

• Keine Heimversion
• Erfordert einen leistungsstarken PC

Preis: ab $275/m oder $2.190/Jahr

SelfCAD

SelfCAD ist eines der einfachsten Programme für die technische Modellierung. Die Software ist leicht zu erlernen wie Tinkercad, aber nicht für Kinder, sondern für den professionellen 3D-Druck.

Bei diesem Programm handelt es sich nicht um ein CAD. Daher gibt es keine Bearbeitungshistorie, die es zum Beispiel erlaubt, Skizzen zu ändern, ohne in den Bearbeitungsmodus zu gelangen.

Sie können dieses Programm kostenlos herunterladen, aber diese Version hat eine eingeschränkte Funktionalität. Es gibt auch kostenpflichtige Versionen mit monatlicher Zahlung oder einmaligem Kauf für immer. Nur die kostenpflichtigen Versionen haben den einfachsten Slicer, aber seine Funktionalität ist extrem begrenzt.

Profis:

• Leicht zu erlernen
• Intuitive Schnittstelle
• Verfügbarkeit von offiziellen Schulungsvideos und Artikeln

Minuspunkte:

• Geringe Funktionalität
• Hohe Kosten

Preis: Ab $ 14.99/m oder $140/Jahr

3DS Max

3DS Max ist für die Erstellung von 3D-Modellen und das Rendern von Bildern konzipiert. Das Programm verfügt über eine Vielzahl von Funktionen, ist aber aufgrund seiner komplexen Schnittstelle extrem schwer zu beherrschen.

Ursprünglich wurde 3DS Max für 3D-Animations- und Videospielstudios entwickelt. Die Software wurde ursprünglich für die Erstellung einfacher und freier Analogien konzipiert. Daher eignet sie sich nicht für die Erstellung von 3D-Modellen für den Druck auf einem 3D-Drucker. Das hindert Sie jedoch nicht daran, dies zu tun.

Profis:

• Umfangreiche Funktionalität
• Die Möglichkeit, Renderings zu erstellen

Minuspunkte:

• Ein leistungsfähiger PC ist erforderlich (viel RAM ist besonders wichtig)
• Hoher Preis
• Schwierig zu erlernen

Preis: ab $215/m oder $1700/Jahr

Schlussfolgerung

Nachdem wir alle beliebten Programme betrachtet haben, können wir die offensichtlichen Favoriten herausgreifen:

Für Anfänger im 3D-Druck kann man Tinkercad getrost als das beste 3D-Modellierungsprogramm bezeichnen. Diese Software kombiniert Einfachheit und die notwendige Funktionalität.

Die besten professionellen 3D-Modellierungsprogramme sind Fusion 360 und Blende. Diese Programme verfügen über eine große Anzahl von Werkzeugen und eine große Gemeinschaft, die es leicht macht, Tutorials und Anleitungen zu finden.