KONSTRUKTWERK – Handbuch

1 Zweck und Grenzen

KONSTRUKTWERK erzeugt aus einer Beschreibung in Worten einen maßhaltigen 3D-Körper und prüft ihn auf Fertigbarkeit im FDM-Druck. Die Umsetzung erfolgt regelbasiert: gleiche Beschreibung, gleiches Ergebnis. Das Werkzeug arbeitet vollständig im Browser; Beschreibungen und Dateien werden nicht übertragen.

Geeignet sind einfache technische Bauteile: Platten, Quader, Zylinder und Hülsen, Vielecke, Flansche, Winkel, oben offene Gehäuse und beliebige Umrisse mit konstanter Höhe.

Nicht geeignet sind Figuren, Skulpturen, organische Formen, Gewinde, Beschriftung, Baugruppen und Teile mit Hinterschneidungen. Dafür sind KI-Generatoren oder ein CAD-System das richtige Mittel; deren Ergebnisse sind nicht maßgenau.

2 Schnellstart

1. Beschreibung in das Feld Bauteil beschreiben eingeben oder ein Beispiel bzw. eine Vorlage aus der Bibliothek wählen.
2. Beschreibung umsetzen wählen (oder Strg + Eingabe).
3. Unter Verstandene Konstruktion kontrollieren, welche Werte erkannt und welche angenommen wurden; Werte können dort direkt geändert werden.
4. In der Vorschau mit gedrückter Maustaste drehen, mit dem Mausrad zoomen; die Schaltflächen wechseln auf Ansichten von oben, vorne und seitlich.
5. Die Fertigbarkeitsprüfung lesen: Fehler verhindern die Fertigung, Warnungen verlangen eine Entscheidung, Hinweise sind Empfehlungen.
6. Unter Zubehör die Stückliste (bei Gewindeangabe) lesen; unter Export die STL- oder 3MF-Datei, den Prüfbericht und bei Bedarf das Auftragspaket speichern.

3 Schreibweise

Die Beschreibung darf frei formuliert sein. Folgende Regeln gelten:

• Reihenfolge: Zuerst die Form nennen (z. B. „Platte“), danach Maße, Bohrungen und Werkstoff.
• Einheit: Maße in Millimetern; „cm“ wird umgerechnet. Dezimalkomma und Dezimalpunkt sind möglich („100,5“).
• Maßlisten: „60 x 40 x 5“ wird je nach Form als Länge, Breite und Höhe/Dicke gelesen (die Reihenfolge je Form steht in Abschnitt 4).
• Beschriftete Maße: „Durchmesser 30 mm“, „30 mm Durchmesser“ oder „Ø 30 mm“ sind gleichwertig; beschriftete Maße haben Vorrang vor Maßlisten.
• Bohrungen: „4 Bohrungen 5 mm“, „vier Bohrungen mit 5 mm“, „2 Bohrungen M4“, „ohne Bohrungen“. Bei M-Gewinden wird das Durchgangsloch (mittel nach ISO 273) angesetzt, kein Gewinde.
• Eckenradius und Fase (Platte, Quader): „Eckenradius 6 mm“ rundet die vier senkrechten Kanten; „Fase 1 mm“ bricht Ober- und Unterkante außen. Bei Radius und Fase muss die Fase kleiner als der Radius sein. Fase am Gehäuse: „Fase 1 mm“ bricht die untere Außenkante (Druckbett, mindert den Quetschfuß); die Fase muss kleiner als die Wandstärke und als die halbe Höhe sein.
• Biegeradius am Winkel: „Winkel 50 x 40 x 20 mm, Dicke 3 mm, Biegeradius 5 mm“ rundet die äußere Biegung; innen gilt der Radius abzüglich der Dicke (mindestens null). Bohrungen werden hinter der Biegung angeordnet, die Schenkel müssen länger als der Radius sein.
• Senkung am Gehäuse: „Gehäuse 80 x 50 x 30 mm, Wandstärke 2 mm, Bodenstärke 4 mm, 4 Bohrungen 4 mm in den Ecken, Senkung 8 mm“ senkt die Bohrungen im Boden von unten (Druckbett) mit 90 Grad. Die Bodenstärke muss größer als die Senktiefe sein; ohne Wert gilt der doppelte Bohrungsdurchmesser.
• Eckenradius am Gehäuse: „Gehäuse 80 x 50 x 30 mm, Wandstärke 2 mm, Eckenradius 6 mm“ rundet die vier senkrechten Außenkanten; der Innenraum erhält den Radius abzüglich der Wandstärke (mindestens null). Bohrungen im Boden werden gegen den gerundeten Innenraum geprüft.
• Hohlkörper (Quader): „Quader 50 x 30 x 20 mm, Hohlwand 2 mm, 2 Bohrungen 4 mm“ höhlt den Quader aus; die Hohlwand ist die Wandstärke ringsum (mindestens 0,8 mm, der Hohlraum mindestens 4 mm je Richtung). Die Bohrungen liegen im Boden und verbinden Hohlraum und Außenseite zum Entleeren von Harz oder Pulver. Ohne Bohrung bleibt der Hohlraum geschlossen und das Werkzeug warnt davor. Nicht kombinierbar mit Eckenradius, Fase, Senkung und Langloch.
• Langloch (Platte, Quader, Gehäuse): „1 Langloch 5 x 40 mm“ (Breite x Länge); mehrere Langlöcher liegen untereinander in gleichem Abstand. Beim Gehäuse liegen sie im Boden, mittig in der Länge, über die Innenbreite verteilt; Abstand zu Innenwand und Bohrungen wird geprüft.
• Senkung (Platte, Quader): „Senkung 9 mm“ erzeugt einen 90-Grad-Senkkegel an der Oberseite aller Bohrungen; „mit Senkung“ ohne Zahl wählt den doppelten Bohrungsdurchmesser und weist die Annahme aus.
• Anordnung: „in den Ecken“, „mittig“, „in einer Reihe“, „am Lochkreis“ bzw. „im Kreis“.
• Werkstoff: Namen aus der Werkstofftabelle (Abschnitt 6); ohne Angabe gilt der Standardwerkstoff.
• Sprache: Deutsch und Englisch; Umlaute dürfen als „ae/oe/ue“ geschrieben werden.

4 Formen und Parameter

Hinweise: Bei der Platte wird die dritte Zahl als Dicke gelesen, beim Quader als Höhe. Beim Winkel gilt die Bohrungsanzahl je Schenkel. Beim Flansch werden die Schrauben über den Lochkreis angeordnet; „zentrale Bohrung“ bezeichnet die Mittenbohrung. Beim Gehäuse sitzen die Bohrungen im Boden.

5 Bohrungen

• Anzahl 0 bis zur Höchstzahl je Form (Platte 24), Durchmesser 1 bis 60 mm.
• Bei Gewindeangabe (z. B. „M4“) bleibt die Angabe im Rezept erhalten und führt zur Stückliste (Abschnitt 9).
• Zu geringe Abstände (Bohrung zu Bohrung bzw. zum Rand) werden abgewiesen, nicht stillschweigend angepasst.
• Schrauben-Durchgangslöcher (mittel):

Durchgangslöcher mittel nach ISO 273; für FDM je nach Drucker +0,1 bis +0,3 mm zugeben.

6 Werkstoffe

Die Dichten sind Richtwerte und herstellerabhängig. Maßgeblich ist das Datenblatt des verwendeten Materials.

Die Masse im Prüfergebnis gilt für ein massiv gedrucktes Teil (100 % Füllung). Bei geringerer Füllung ist die tatsächliche Masse niedriger.

7 Umriss und Skizzenfeld

Für Bauteile, die keine Grundform sind, dient die Umriss-Extrusion: Eine Punktfolge beschreibt den Umriss in der Ebene, der Körper entsteht durch Extrusion mit konstanter Höhe.

• Textform: „Umriss (0,0) (40,0) (40,15) (25,30) (0,30), Höhe 6 mm“. Der Umriss wird automatisch geschlossen.
• Punktliste: Im Bereich Umrisspunkte je Zeile ein Punkt „x,y“.
• Skizzenfeld: Klick setzt einen Punkt (Raster 1 mm je 4 Bildpunkte); Als Umriss übernehmen überträgt die Punkte.
• Der Umriss darf konkav sein, sich aber nicht selbst kreuzen; mindestens drei Punkte, höchstens 200.

8 Fertigbarkeitsprüfung

Die Prüfung ist regelbasiert; die Grenzwerte stammen aus der Datenschicht und können dort angepasst werden.

Zusätzlich wird bei jedem Körper geprüft, ob das Netz geschlossen ist (jede Kante gehört zu genau zwei Flächen) und ob das berechnete Volumen mit der analytischen Formel der Form übereinstimmt. Weicht eines davon ab, ist die Datei nicht zur Fertigung bestimmt.

Bauraum: Standard sind generische Bauräume. Wenn der Betreiber eine Flottendatei hinterlegt hat, erscheinen deren Drucker zusätzlich in der Auswahl. Das Teil wird auch gedreht auf Passung geprüft.

9 Zubehör (Stückliste)

Bohrungen mit Gewindeangabe führen zu einer Stückliste: Schraube nach ISO 4762 (bei Senkung ISO 10642), Mutter nach ISO 4032 und Scheibe nach ISO 7089, jeweils je Bohrung (beim Winkel je Schenkel). Die Mindestlänge ergibt sich aus Teiledicke, Dicke des Gegenstücks, Mutterhöhe und einem Überstand; ausgegeben wird die nächste Normlänge (4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 80, 90, 100, 110, 120 mm). Die Dicke des Gegenstücks wird im Feld der Karte Zubehör eingetragen.

Die Werte sind Richtwerte; Klemmlänge und Norm sind am Einbauort zu bestätigen. Ohne Gewindeangabe entsteht keine Stückliste.

10 Maßhaltigkeit (Toleranzprofil)

Gedruckte Bohrungen sind in der Regel kleiner, Außenmaße oft größer als das Modell. Das Werkzeug setzt deshalb keine feste Zugabe ein, sondern rechnet mit einem Toleranzprofil, das aus Messwerten stammt:

1. Karte Maßhaltigkeit öffnen und den Kalibrierkörper (Platte 84 x 24 x 3 mm mit sechs Bohrungen von 2 bis 8 mm) als STL speichern.
2. Mit dem späteren Werkstoff, derselben Düse und denselben Einstellungen drucken, abkühlen lassen.
3. Länge, Breite und die sechs Bohrungsdurchmesser mit dem Messschieber messen (je Bohrung zwei Messungen quer, Mittelwert); nicht gedruckte Bohrungen mit 0 eintragen.
4. Profil berechnen: Aus der Lochabweichung wird eine Gerade über dem Nenndurchmesser angepasst, aus Länge und Breite die mittlere Außenabweichung. Streuen die Werte stark, erscheint ein Hinweis.
5. Das Profil gilt sofort für alle weiteren Bauteile, kann gespeichert und später wieder geladen werden und wird im Prüfbericht vermerkt. Bohrungen werden um die gemessene Verkleinerung vergrößert, Außenmaße um die gemessene Vergrößerung verkleinert; die Lage der Bohrungen bleibt nominal.

Die Rezept-Kennung bleibt die des Nennmaßes; die Ausgabedatei trägt eine eigene Kennung. Ein Profil ist nur für die Kombination aus Drucker, Werkstoff, Düse und Einstellungen gültig, mit der gemessen wurde, und nach einer Kontrollmessung an einem echten Bauteil zu bestätigen.

11 Export und Weiterverwendung

Die Rezept-Kennung ist eine Prüfsumme über das Rezept (FNV-1a, 8 Zeichen): Gleiche Konstruktion ergibt gleiche Kennung, unabhängig von der Schreibweise der Beschreibung.

Fertigung anfragen: Die Schaltfläche erzeugt eine E-Mail an office@schicht-werk.eu mit Beschreibung, Rezept-Kennung und Werkstoff. STL- und Rezeptdatei sind selbst anzuhängen. Die Fertigung beginnt nach Dateiprüfung und den im Angebot genannten Bedingungen; die Verantwortung für Eignung und Anwendung liegt beim Auftraggeber.

12 Fehlermeldungen und Abhilfe

13 Vorlagen (Bibliothek)

Haushalt

• Abstandshülse für Regalböden: Hülse Außendurchmesser 14 mm, Innendurchmesser 5 mm, 20 mm hoch, PETG
• Wandhalter-Platte mit zwei Bohrungen: Platte 50 x 30 x 4 mm mit 2 Bohrungen 4 mm in einer Reihe, PETG
• Kabelführung (Umriss): Umriss (0,0) (30,0) (30,8) (22,8) (22,20) (8,20) (8,8) (0,8), Höhe 12 mm, PETG
• Stiftebecher: Prisma 8 Seiten, Umkreisdurchmesser 80 mm, 100 mm hoch, Innendurchmesser 70 mm
• Halteplatte mit Fase: Platte 70 x 50 x 6 mm, Eckenradius 5 mm, Fase 1 mm, 2 Bohrungen 5 mm in den Ecken, PLA

Werkstatt und Vorrichtungen

• Montagewinkel: Winkel 40 x 30 x 20 mm, 4 mm dick, je Schenkel 2 Bohrungen M4, PETG
• Flansch für Rohrleitung: Flansch Durchmesser 80 mm, 8 mm dick, Nabe 40 mm, Nabenhöhe 15 mm, zentrale Bohrung 25 mm, 4 Bohrungen M6 am Lochkreis 60 mm, PETG
• Bohrlehre (Platte mit Lochreihe): Platte 120 x 25 x 8 mm mit 5 Bohrungen 6 mm in einer Reihe, PETG
• Distanzring: Hülse Außendurchmesser 30 mm, Innendurchmesser 20 mm, 6 mm hoch, ABS
• Verstellplatte mit Langloch: Platte 80 x 30 x 4 mm, Eckenradius 4 mm, 1 Langloch 5 x 40 mm, 2 Bohrungen M4 in den Ecken, PETG
• Senkschraubenplatte: Platte 60 x 40 x 5 mm, 4 Bohrungen M4 in den Ecken, Senkung 8 mm, PETG

Gehäuse und Elektronik

• Gehäuseschale für Platine: Gehäuse 90 x 60 x 30 mm, Wandstärke 2 mm, Bodenstärke 2 mm, 4 Bohrungen M3 in den Ecken, ASA
• Sensorgehäuse klein: Gehäuse 40 x 30 x 20 mm, Wandstärke 1,6 mm, PETG
• Befestigungsplatte für Hutschiene: Platte 100 x 35 x 3 mm mit 4 Bohrungen 4,5 mm in den Ecken, PETG

Werbeartikel und Beschilderung

• Sechskant-Untersetzer: Sechseck Umkreisdurchmesser 100 mm, 5 mm hoch, PLA
• Anhänger rund (Scheibe): Zylinder Durchmesser 40 mm, 3 mm hoch, PLA
• Pfeilschild (Umriss): Umriss (0,0) (60,0) (60,-10) (90,15) (60,40) (60,30) (0,30), Höhe 4 mm, PLA

Lehre und Training

• Prüfkörper Wandstärke: Platte 40 x 10 x 1 mm, PLA
• Prüfkörper Lochgrößen: Platte 80 x 20 x 4 mm mit 6 Bohrungen 3 mm in einer Reihe, PLA
• Messkörper Maßhaltigkeit: Quader 20 x 20 x 20 mm, PLA

Beschreibungsvorlagen als Ausgangspunkt; Maße sind Beispiele und vor der Fertigung an das tatsächliche Bauteil anzupassen.

14 MCP-Server und Stapelbetrieb

Für Anwender mit Sprachmodell (Programm mit MCP-Unterstützung) liegt im Paket der Ordner mcp/. Das Modell übersetzt Kundentexte in eine Beschreibung; der Kern prüft, meldet Annahmen und Fehler und erzeugt erst nach Bestätigung die Datei. Der Server läuft lokal mit Node.js (ab Version 18), benötigt keine Zusatzpakete und überträgt keine Daten.

• Einrichtung: mcp.beispiel.json anpassen (Pfad zu kw-mcp-server.js; Umgebungsvariable KW_AUSGABE für den Ausgabeordner).
• Werkzeuge: 12 Stück, u. a. Auswerten, Rezept prüfen, Exportieren, Vergleichen, Stückliste, Auftragspaket, Bibliothek, Übungen, Kalibrierkörper und Kalibrierauswertung. Beschreibung in mcp/README.md.
• Stapel: node kw-cli.js <Eingabeordner> <Ausgabeordner> verarbeitet alle .txt-Dateien (je Datei eine Beschreibung) zu STL, 3MF, Rezept, Prüfbericht und Auftragspaket sowie uebersicht.csv. Der Rückgabewert 1 zeigt abgewiesene Beschreibungen an.
• Regeln für die Zusammenarbeit: fehlende Maße beim Anwender erfragen; Annahmen und Prüfmeldungen wörtlich zeigen; exportieren erst nach Bestätigung; Ergebnisse sind Richtwerte.

15 Datenschutz und Rechte

• Das Werkzeug überträgt keine Beschreibungen oder Dateien; die Verarbeitung erfolgt im Browser des Anwenders.
• Der Browser speichert nichts außer dem Seitenaufruf; die Beschreibung steht im Adressteil nach „#b=“ und kann als Lesezeichen gesetzt werden.
• Eingereichte Beschreibungen und Dateien dürfen keine Rechte Dritter verletzen. Fremde, geschützte Konstruktionen und Figuren werden nicht gefertigt.

16 Anpassung durch den Betreiber

Das Werkzeug trennt Daten und Darstellung: Der Katalog (katalog.json) enthält Formen, Parameter, Synonyme, Werkstoffe, Regeln und Texte; die Oberflächentexte stehen in ui.json, die Vorlagen in bibliothek.json, die Betreiberangaben in einem Profil. Aus diesen Dateien erzeugt das Bauskript die ausgelieferten Dateien. Änderungen an Grenzwerten oder Texten erfordern keinen Eingriff in den Programmcode. Zubehördaten (Mutterhöhen, Normlängen) stehen in zubehoer.json. Eine neue Form benötigt einen Eintrag im Katalog und einen Erzeuger im Kern; die Prüfläufe sind danach zu wiederholen.

17 Quellen

Grundlagen, Normen und Einordnung: Fachpapier FP-01 (Verfahren), FP-02 (Einordnung) und FP-03 (Geprüfte Werkzeugkette und Schnittstelle), jeweils mit Literaturverzeichnis. ISO 273 (Durchgangslöcher für Schrauben), ISO/ASTM 52900:2021 (Begriffe der additiven Fertigung).