OpenSCAD Import: STL und SVG einbinden

Importiere STL- und SVG-Dateien in OpenSCAD, positioniere Modelle und extrudiere Logos. Mit Beispielen für Adapter, Schilder und typische Importfehler.

Voraussetzungen

Du brauchst OpenSCAD und die Grundlagen aus Teil 18. Die Beispiele verwenden die klassische OpenSCAD-Syntax; eine Ausführung mit einer konkreten Softwareversion wurde hier nicht geprüft. Wir behandeln eine Modelleinheit als einen Millimeter.

Kapitel 4 – Von 2D zu 3D

Bislang haben wir unsere Geometrien vollständig innerhalb von OpenSCAD erzeugt.

In vielen Projekten existieren jedoch bereits:

STL-Dateien
SVG-Grafiken
DXF-Konturen
andere 3D-Modelle

OpenSCAD kann solche Dateien über:

import();

in ein Modell einbinden.

Die aktuelle OpenSCAD-Referenz führt import() sowohl für 2D- als auch für 3D-Geometrien auf. Für 2D werden unter anderem SVG und DXF genannt; bei 3D unter anderem STL, OFF, AMF und 3MF.

Lernziel:
Nach dieser Lektion kannst du STL- und SVG-Dateien importieren, transformieren und mit eigenen parametrischen Geometrien kombinieren.

Warum externe Geometrien importieren?

Nicht jedes Modell muss vollständig neu konstruiert werden.

Typische Anwendungsfälle sind:

vorhandenes STL erweitern
Adapter für ein bestehendes Bauteil erstellen
Logo aus SVG verwenden
technische Kontur importieren
bestehendes Modell mit neuen Bohrungen versehen
vorhandene Form als Referenz verwenden

STL-Datei importieren

Der einfachste Import:

import(
    "beispiel.stl"
);

OpenSCAD erkennt den Dateityp über die Dateiendung; STL wird als 3D-Geometrie importiert.

Dateien im Projektordner organisieren

Eine sinnvolle Struktur könnte so aussehen:

projekt/
│
├── main.scad
└── modelle/
    └── halter.stl

Import:

import(
    "modelle/halter.stl"
);

OpenSCAD unterstützt relative Importpfade; aktuelle OpenSCAD-Hinweise erwähnen ausdrücklich, dass Imports relativ zum importierenden Skript behandelt werden.

Importierte Modelle verschieben

translate([
    30,
    0,
    0
])
    import(
        "beispiel.stl"
    );

Importierte Modelle können wie andere OpenSCAD-Geometrien transformiert werden.

Importiertes Modell drehen

rotate([
    0,
    90,
    0
])
    import(
        "beispiel.stl"
    );

Das ist beispielsweise hilfreich, wenn die Orientierung aus dem ursprünglichen CAD-System nicht zu unserem OpenSCAD-Projekt passt.

Importiertes Modell skalieren

scale([
    1.2,
    1.2,
    1.2
])
    import(
        "beispiel.stl"
    );

Bei technischen Bauteilen sollte scale() vorsichtig verwendet werden, da alle Maße verändert werden.

STL mit eigener Geometrie kombinieren

Ein importiertes Modell kann innerhalb boolescher Operationen verwendet werden.

Beispiel:

union() {

    import(
        "beispiel.stl"
    );

    cube([
        80,
        60,
        5
    ]);
}

Damit können vorhandene Bauteile beispielsweise durch:

Grundplatten
Halter
Adapter
Verstärkungen

ergänzt werden.

Eine Bohrung in ein importiertes Modell schneiden

difference() {

    import(
        "beispiel.stl"
    );

    translate([
        20,
        20,
        -1
    ])
        cylinder(
            h=50,
            d=6,
            $fn=64
        );
}

Mögliche Probleme mit STL-Dateien

STL-Dateien bestehen aus einem Dreiecksnetz.

Ist dieses Mesh geometrisch fehlerhaft, können insbesondere boolesche Operationen Probleme verursachen.

Typische Fehler können sein:

offene Oberflächen
doppelte Flächen
sich selbst schneidende Geometrie
problematische Normalen
nicht-manifold Meshes

Bei Problemen mit einem importierten Modell sollte deshalb auch die Qualität der Quelldatei überprüft werden.

STL ist nicht parametrisch

Eine importierte STL enthält keine ursprüngliche CAD-Historie.

Wir können beispielsweise nicht direkt auf einen Parameter wie:

Bohrungsdurchmesser = 5 mm

zugreifen.

Die STL besteht lediglich aus ihrer resultierenden Oberflächengeometrie.

Das bedeutet:

OpenSCAD kann das Modell geometrisch verändern, aber nicht seine ursprüngliche CAD-Konstruktion rekonstruieren.

SVG-Dateien importieren

SVG ist ein zweidimensionales Vektorformat.

Es eignet sich besonders gut für:

Logos
Symbole
Schriftzüge
dekorative Konturen
technische 2D-Formen

OpenSCAD unterstützt SVG direkt über import().

import(
    "logo.svg"
);

SVG in 3D umwandeln

Da SVG zunächst eine 2D-Geometrie liefert, können wir:

linear_extrude()

verwenden.

linear_extrude(
    height=2
)
    import(
        "logo.svg"
    );

SVG skalieren

scale([
    0.5,
    0.5
])
    import(
        "logo.svg"
    );

Damit lässt sich die importierte Kontur an das gewünschte Bauteil anpassen.

SVG positionieren

translate([
    50,
    25
])
    import(
        "logo.svg"
    );

Damit lässt sich eine Kontur beispielsweise auf einer Frontplatte positionieren.

SVG mit `center`

Die aktuelle OpenSCAD-Referenz führt für den SVG-Import auch einen center-Parameter auf.

Beispiel:

import(
    "logo.svg",
    center=true
);

Das kann die Positionierung symmetrischer Logos oder Konturen erleichtern.

Praxisprojekt: Schild mit erhabenem SVG-Logo

Parameter

breite = 100;
tiefe = 50;
dicke = 3;

logo_hoehe = 1.2;

Modell

union() {

    cube([
        breite,
        tiefe,
        dicke
    ]);

    translate([
        breite / 2,
        tiefe / 2,
        dicke
    ])
        linear_extrude(
            height=logo_hoehe
        )
            import(
                "logo.svg",
                center=true
            );
}

SVG als Gravur

Das Logo kann auch als Schneidkörper verwendet werden:

gravur_tiefe = 1;

difference() {

    cube([
        breite,
        tiefe,
        dicke
    ]);

    translate([
        breite / 2,
        tiefe / 2,
        dicke - gravur_tiefe
    ])
        linear_extrude(
            height=gravur_tiefe + 0.5
        )
            import(
                "logo.svg",
                center=true
            );
}

Das Vorgehen entspricht damit sehr stark dem Text-Workflow aus Teil 16.

STL und SVG im Vergleich

Eigenschaft	STL	SVG
Dimension	3D	2D
Typischer Inhalt	Mesh-Modell	Vektorkontur
direkt 3D	ja	nein
Extrusion nötig	nein	meist ja
typische Verwendung	Bauteile	Logos, Konturen

Weitere unterstützte Formate

Die aktuelle OpenSCAD-Cheat-Sheet-Referenz nennt für import():

2D

DXF
SVG

3D

STL
OFF
AMF
3MF

Für Einsteiger sind STL und SVG jedoch besonders gut geeignet, um die beiden grundsätzlich unterschiedlichen Importarten kennenzulernen.

Sinnvolle Projektstruktur

Bei mehreren externen Dateien bietet sich beispielsweise folgende Struktur an:

projekt/
│
├── main.scad
│
├── modelle/
│   ├── gehaeuse.stl
│   └── halter.stl
│
└── grafiken/
    ├── logo.svg
    └── symbol.svg

Dann können wir schreiben:

import(
    "modelle/halter.stl"
);

oder:

import(
    "grafiken/logo.svg"
);

Praxisprojekt: Adapter für ein vorhandenes STL

Ein typischer OpenSCAD-Workflow lautet:

vorhandenes STL importieren
Lage und Größe prüfen
parametrischen Adapter konstruieren
beide Geometrien kombinieren

Beispielparameter:

adapter_b = 80;
adapter_t = 60;
adapter_h = 5;

bohrung_d = 5;
rand = 10;

Parametrische Adapterplatte

difference() {

    cube([
        adapter_b,
        adapter_t,
        adapter_h
    ]);

    for (x = [
        rand,
        adapter_b - rand
    ])
        for (y = [
            rand,
            adapter_t - rand
        ])
            translate([
                x,
                y,
                -1
            ])
                cylinder(
                    h=adapter_h + 2,
                    d=bohrung_d,
                    $fn=64
                );
}

Diese Platte kann anschließend passend zum importierten Modell positioniert werden.

Mitmach-Aufgabe

Verwende eine beliebige einfache SVG-Datei und erstelle ein Schild.

Vorgaben

Parameter	Wert
Breite	100 mm
Tiefe	60 mm
Dicke	3 mm
Logo-Höhe	1 mm

Verwende:

import()
linear_extrude()
union()

Falls nötig, passe die Größe des Logos mit scale() an.

Musterlösung

breite = 100;
tiefe = 60;
dicke = 3;

logo_hoehe = 1;

union() {

    cube([
        breite,
        tiefe,
        dicke
    ]);

    translate([
        breite / 2,
        tiefe / 2,
        dicke
    ])
        linear_extrude(
            height=logo_hoehe
        )
            import(
                "logo.svg",
                center=true
            );
}

Was haben wir gelernt?

Mit:

import()

können externe Geometrien in OpenSCAD verwendet werden.

Wir haben gelernt:

STL importiert 3D-Mesh-Geometrie
SVG importiert 2D-Konturen
importierte Geometrien können transformiert werden
SVG lässt sich mit linear_extrude() in 3D umwandeln
importierte Modelle können in union() und difference() verwendet werden
relative Projektpfade helfen bei einer sauberen Struktur
eine STL wird durch den Import nicht wieder zu einem parametrischen CAD-Modell

Damit können wir OpenSCAD jetzt sehr gut mit externen CAD-, Grafik- und 3D-Druckdaten kombinieren.

Im nächsten Teil

Im nächsten Teil konzentrieren wir uns auf das eigentliche Ziel vieler unserer Modelle:

3D-Druck.

Wir beschäftigen uns unter anderem mit:

Toleranzen
Bohrungsdurchmessern
Wandstärken
Passungen
Überhängen
Druckorientierung
druckgerechter Konstruktion

Damit wird aus einem geometrisch korrekten Modell ein Modell, das sich auch sinnvoll herstellen lässt.

Welche Dateien brauche ich für die Importbeispiele?

Die Namen logo.svg, beispiel.stl und andere Importpfade sind Beispielnamen. Lege eigene Dateien unter den angegebenen Pfaden ab. Ohne diese Quelldateien kann OpenSCAD die Importbeispiele nicht rendern. Verwende für SVG geschlossene Flächen; wandle Schrift in Pfade um und prüfe die tatsächlichen Maße nach dem Import. Beim SVG-Import setzt center=true den Mittelpunkt des Begrenzungsrahmens in den Ursprung. Verschiebe anschließend das Logo gezielt an seine Position. Ein importiertes STL muss den eigenen Körper mit einem gemeinsamen Volumen überlappen, wenn beide zu einem zusammenhängenden Druckteil werden sollen.

Weiterlernen

Referenz

Die OpenSCAD-Sprachreferenz verlinkt die Dokumentation der verwendeten Befehle.