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OpenSCAD – 3D-Teile programmieren!

Blog-OpenSCAD

OpenSCAD ist ein richtig tolles Programm für das Erstellen von 3D-Teilen. Dabei stechen diese Merkmale besonders heraus:

  1. Erstens erzeugt ihr mit ein paar Zeilen Text höchst komplexe Geometrien.
  2. Zweitens könnt ihr die Teile parametrisierbar machen. Das heißt Ihr macht eine Vorlage und durch Änderung eurer Variablen ändert sich dann das ganze Teil.
  3. Schließlich eignet sich OpenSCAD wunderbar für Anwendungen wie den 3D-Druck, da Formate wie STL, AMF exportiert werden können. Es gibt sogar in der Version 2021.01 sogar eine direkte Schnittstelle zu OctoPrint!
  4. Auf der Website von OpenSCAD findet Ihr tolle Bibliotheken. Beispielsweise für die parametrisierte Erstellung von Schrauben und Gehäusen.
  5. Außerdem ist die Software kommerziell oder privat kostenlos nutzbar. Die Open Source Software wird unter einer GNU GPL-Lizenz bereitgestellt.
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Wie funktioniert OpenSCAD?

Wenn ihr das Programm zum ersten Mal öffnet und eine neue Datei aufmacht, seht ihr zwei Hauptbereiche des Programms.

OpenSCAD Bereiche
  1. Hier seht ihr den Editor. Hier gebt ihr später euren Code ein. Dabei beschreibt dieser Code z.B. Kreise, Rechtecke und Extrusionen daraus. Dabei ist eine Extrusion nichts anderes als eine geschlossene 2D-Form, welche in die dritte Dimension gezogen wird. Beispielsweise entsteht durch das Extrudieren eines Kreises ein Zylinder.
  2. Desweiteren seht ihr das Vorschaufenster. Dort wird nach jedem Speichern oder Rendern das Teil gezeigt. Ihr könnt es dort auch mit den Mausfunktionen bewegen, drehen oder rein- und rauszoomen.

OpenSCAD Grundformen erstellen

Nun zeigen wir euch wie ihr einfache Grundformen in OpenSCAD erstellt.

Quader mit zwei Zeilen Code erzeugen

OpenSCAD Quader erstellen
So können Sie in OpenSCAD einen Quader erstellen.

Als Erstes erstellen wir einen Quader mit zwei Codezeilen! In der ersten Zeile sagen wir, dass unsere Extrusion eine Tiefe von 40 mm haben soll. In der zweiten Zeile erzeugen wir ein Rechteck mit den Seitenlängen 20 mm und 10 mm. Durch die Einstellung „center = true“ zentrieren wir das Rechteck um den Ursprung. Achtet dabei darauf, dass nach der ersten Zeile kein Semikolon steht. Erst nach der zweiten Zeile benutzt ihr das Semikolon. Warum das so ist? Da sich die Extrusion auf das Rechteck bezieht, darf hier kein Semikolon zwischen Extrusion und Rechteck gesetzt werden. Danach ist der Befehl zu Ende. Deswegen wird das Trennzeichen gesetzt.

linear_extrude(40)
square([20, 10], center = true);

Desweiteren gibt es für den Quader die Möglichkeit der Erstellung mit nur einer Codezeile. Über den Würfelbefehl mit den Parameter Breite, Tiefe und Höhe sowie der Zentrierung. Bei der Zentrierung wird der Quader in alle Richtungen zentriert.

cube([20,10,40], center=true);

Zylinder mit zwei Zeilen Code erzeugen

Zylinder in OpenSCAD erstellen
So können Sie mit 2 Zeilen Code einen Zylinder erstellen.

Als Nächstes erzeugen wir in OpenSCAD einen Zylinder. Das Prinzip entspricht dem des Quaders. Nur das wir diesmal einen Kreis als Grundform nehmen. Außerdem entfällt die Zentrierungsoption, da der Kreis automatisch den Mittelpunkt auf dem Ursprung erhält. Damit erhalten wir in dem Beispiel einen Zylinder mit dem Radius von 20 mm und einer Tiefe von 40 mm.

linear_extrude(40)
circle(20);

Für einen Zylinder gibt es in OpenSCAD auch die Möglichkeit nur eine Zeile Code zu verwenden. Der erste Parameter beschreibt die Höhe bzw. Tiefe, der zweite den Radius und der dritte zentriert den Zylinder.

cylinder(40,r=20);

OpenSCAD – Komplexe Formen erstellen

Um komplexe Formen selber erstellen zu können solltet ihr die Grundformen verstanden haben. Nun werden wir aus zwei einfachen Formen eine dritte Form erstellen. Danach zeigen wir euch eine Spiralextrusion. Den Spickzettel für die Funktionen können wir euch hierbei ans Herz legen.

Platte mit Bohrung erzeugen

Jetzt erzeugen wir eine Platte mit einer Bohrung in der Mitte.

Platte mit Bohrung in OpenSCAD
Eine Platte mit Bohrung in OpenSCAD erstellen ist relativ simpel.

Dafür verwenden wir die Funktionen für den Würfel und den Zylinder. Dabei erstellen wir die Platte mit der cube-Funktion und die Bohrung mithilfe der cylinder-Funktion. Anschließend setzen wir beide mit Semikolon abgeschlossenen Formen in die Funktion difference. Somit wird die zweite Form von der ersten Form abgezogen und wir erhalten die Platte mit der Bohrung in der Mitte.

difference() {
    cube([40,30,10], center=true);
    cylinder(40,r=5,center=true);
}

Spirale in OpenSCAD erzeugen

Abschließend zeigen wir euch, wie einfach Ihr eine schöne Spiralenform in OpenSCAD erzeugen könnt. Außerdem färben wir unser Teil diesmal rot ein.

OpenSCAD Spirale
Eine Spiral in OpenSCAD erstellen.

Um unsere Spiralenform zu erhalten verwenden wir in der letzten Zeile ein Rechteck als 2D-Form. In der Zeile darüber ziehen wir die Form in die Höhe und drehen diese mit dem twist-Parameter um -360°. Würden wir das Minuszeichen beim Winkel weglassen, drehen wir einfach in die andere Richtung. Anschließend stellen wir mit dem scale-Paramter ein, dass wir bis auf 0 verkleinern während wir die Form nach oben ziehen. Anschließend stellen wir noch die Genauigkeit bzw. die Anzahl der Schichten mit dem slices-Parameter ein. Die Farbgebung wird durch den color-Befehl erreicht.

color("red")
linear_extrude(height = 30, twist = -360,scale=0,slices=500)
square([20, 10], center = true);

Eine richtig schöne Form und das nur in 3 Zeilen Code! Wir sind richtig begeistert!

3D-Teile exportieren

Um euer erstelltes 3D-Teil auch für nachfolgende Schritte zu verwenden könnt ihr verschiedene Formate exportieren. Beispielsweise das STL oder AMF-Format für einen Slice-Process wie z.B. mit dem PrusaSlicer. Die Exportieren-Funktion findet ihr unter Datei->Exportieren.

Exportfunktion in OpenSCAD
In diese Formate können Sie in OpenSCAD exportieren.

OpenSCAD ist abgefahren!

Zusammengefasst kann man behaupten, dass dieses Open Source Programm einen ganz anderen Ansatz bietet als die meisten CAD-Programme. Mit wenigen Zeilen Code können tolle Geometrien erstellt werden. Der Einstieg in das Programm geschieht relativ schnell und spielerisch.

Jedoch ist die Bedienung eher für Menschen geeignet, welche sich gerne mithilfe von Code an ein 3D-Teil herantasten wollen. Außerdem sind durch eine Reihe an Bibliotheken vorgefertigte Teile anpassbar an die eigenen Ideen.

Wenn Sie sich für ein graphischeres Interface interessieren können wir Ihnen die Artikel über FreeCAD (OpenSource) und Onshape (proprietär) empfehlen.

 

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