SphereneNXT bringt Struktursimulation in das Design von 3D-Druckteilen

Die Wahl der Füll- und Gittergeometrie von 3D-Druckteilen kann nicht nur den Materialverbrauch, sondern auch das Verhalten unter Belastung beeinflussen. Der Schweizer Softwareentwickler Spherene hat die Struktursimulation in die Plattform sphereneNXT integriert und damit die Schritte zwischen Design und erster Analyse in einer browserbasierten Umgebung zusammengeführt. Laut einem Bericht von 3D Printing Industry vom 8. Oktober 2026 ist die Funktion in sphereneNXT v2.0.0 verfügbar.

Design und Analyse im selben Arbeitsbereich

Mit dem neuen Werkzeug können Anwender eine lineare statische Analyse durchführen, während sie die Innenstruktur eines Bauteils erstellen. Ingenieure können festgelegte Lasten und Randbedingungen auf das Modell anwenden und die Ergebnisse für Spannung und Verschiebung untersuchen. So lässt sich zunächst beurteilen, wie der Entwurf die Belastungen aufnimmt, ohne die Geometrie zuvor in eine separate Analysesoftware übertragen zu müssen.

Im Arbeitsablauf kann die Analyse vor oder nach der Erzeugung der Innenstruktur ausgeführt werden. Die ersten Ergebnisse helfen dabei, die innere Architektur festzulegen. Nach der Erstellung der Struktur lässt sich dasselbe Bauteil erneut analysieren, um zu prüfen, ob der Entwurf die definierten Anforderungen erfüllt. Das bedeutet nicht, dass ein Bauteil mit einem Klick produktionsbereit ist: Die Analyse ersetzt weder die Prüfung unter realen Einsatzbedingungen noch die Fertigungsvalidierung.

Welche Geometrien und Ergebnisse lassen sich untersuchen?

SphereneNXT unterstützt neben den anpassungsfähigen minimalen Oberflächen des Unternehmens, den sogenannten ADMS, auch TPMS- und balkenbasierte Innenstrukturen. Die Analyse kann neben diesen Strukturen auch das umgebende Bauteilvolumen berücksichtigen. Anwender können mehrere Lastfälle definieren und Lasten sowie Randbedingungen Bereichen des Modells zuweisen, etwa Knoten, Flächen, Kanten oder Ebenen.

Die Plattform bietet außerdem Möglichkeiten zur Vernetzung vor der Berechnung, zur lokalen Netzverfeinerung und zur Prüfung der Netzqualität. Nach Abschluss der Berechnung lassen sich Verschiebungs- und Spannungsverteilungen anzeigen und ausgewählte Bereiche genauer untersuchen. Diese Werkzeuge können den Vergleich von Entwurfsvarianten erleichtern, insbesondere bei Bauteilen, deren Innengeometrie häufig geändert wird. Die Ergebnisse der Software sind jedoch nur so zuverlässig wie die verwendeten Materialeigenschaften, Randbedingungen und Fertigungsqualität.

Was das für FDM-Anwender bedeutet

Die Neuerung bringt keine direkte neue Funktion für Desktop-FDM-Drucker mit sich, sondern richtet sich an einen professionellen Software-Workflow für die Gestaltung von Innenstrukturen im additiven Fertigungsprozess. Der Grundgedanke ist jedoch auch im kleineren Maßstab vertraut: Es gilt, die Belastungsrichtung, die Wände und die Füllung eines Bauteils gemeinsam zu berücksichtigen. Der Füllgrad im Slicer allein ist kein Maß für die Festigkeit; auch Außenwände, Druckausrichtung, Schichthaftung und die tatsächlichen Belastungsbedingungen des Modells beeinflussen das Ergebnis.

Die Simulation sollte daher als Entscheidungshilfe betrachtet werden, die dazu beitragen kann, die Zahl der Prototypen zu reduzieren. Sie ersetzt weder physische Tests noch einen angemessenen Sicherheitsfaktor. Wenn Sie insbesondere ein Funktionsteil im FDM-Verfahren fertigen möchten, sollten Sie zunächst den Einsatzzweck und die Belastungsrichtung bestimmen und anschließend Material und Druckausrichtung gemeinsam bewerten. Als Einstieg helfen die Grundprinzipien im Leitfaden zum Füllgrad.

Um die Herstellbarkeit Ihres Bauteils und die Materialauswahl zu beurteilen, können Sie den Prozess für unseren 3D-Druckservice nutzen. Einen Überblick über die verfügbaren Optionen erhalten Sie in der Übersicht zu unseren Druckmaterialien. Wenn Ihre Datei bereit ist, finden Sie Informationen auf der Seite zu den Preisen für günstigen 3D-Druck oder können im Online-3D-Druck-Kalkulator einen Richtwert für Ihr Modell ermitteln. Eine solche Kostenberechnung ersetzt keine Analyse; sie dient ausschließlich der Einschätzung der Fertigungskosten.