Beratung und Qualität – eine untrennbare Verbindung im 3D-Druck

Einflussfaktoren

Selbst das einfache FDM Verfahren unterliegt mehr als 60! Einflussfaktoren.
In den Hauptgruppen

• Umgebung (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Vibrationen…)
• Verfahren (Baugeschwindigkeit, Laserleistung, Düsentemperatur, Schichtstärke…)
• Anlage (Positioniergenauigkeit, Belichtungsstrategie, Bauraumheizung…)
• Materialwahl (Materialfeuchte, Glastemperatur, Schwund, Wärmeleitfähigkeit…)
• Design (Wandstärken, Detaillierungsgrad, Flächenverhältnisse, Füllgrad…)
• Postprocessing (Abkühlkurve, Lösungsmittel, Schleiftemperatur…)

Jeder einzelne Einflussfaktor hat Auswirkung auf mehrere andere. Wird einerseits die Baugeschwindigkeit erhöht, ist andererseits auch höhere Fließfähigkeit des Werkstoffs erforderlich. Zudem erfordert eine stärkere Verflüssigung des eingesetzten Baustoffes eine höhere Düsentemperatur oder gesteigerte Laserenergie. Baugeschwindigkeit steht in unmittelbarer Wechselwirkung mit der Schichtstärke…

3D Druckqualität wird durch die Erwartungen des Bestellers definiert und durch Beratung aufgrund Erfahrung umgesetzt. Wir sehen jedes Projekt als Herausforderung. Ziel ist es einen Schritt weiter zu gehen und scheinbar nicht Machbares umzusetzen. Kontaktieren Sie uns mit Ihren Ideen. Wir zeigen Ihnen Möglichkeiten und Grenzen und unterstützen Sie in Konstruktion und Umsetzung, damit Sie Ihr Ziel rasch erreichen.

Qualitätsmerkmale – FDM 3D Druckverfahren

Formtreue, Oberflächengüte und Auflösung

Die Abbildungen zeigen die erreichbare Formtreue und Genauigkeit des FDM Systems. Bereits die Veränderung eines einzigen Faktors von mehr als 60 möglichen Einflüssen führt zu einer massiven Beeinträchtigung von Oberflächenqualität und einer z.B. nicht mehr geschlossenen Oberfläche (Abb. rechts) der „dünnen“ Außenhülle. Diese kann in Abhängigkeit von gewünschtem Gewicht und Festigkeit jederzeit verstärkt und in Anzahl der verwendeten Schichten variiert werden.
Nachstehendene Halbkugeln zeigen den Qualitätsunterschied zwischen Erstellung mit Schichtdicke von 0,2mm vs. 0,1mm, bei grober STL Auflösung. Die in beiden Fällen gleichmäßige Oberflächenqualität bekommt im oberen Bereich des Kugelbauteils, bei flachen Winkeln, besondere Bedeutung.
(Teildurchmesser rd. 50 mm, Wandstärke 1mm, Füllgrad 15%, Material ABS)

Überhänge und Stützstrukturen

Der untenstehende regelmäßige Testkörper zeigt einerseits die Oberflächenstrukturen der FDM Fertigung und andererseits den maximalen Winkel von erreichbaren Überhängen bei 3D-Fertigung ohne Stützstrukturen. Verwendetes Material ist ein klassisch im Prototypenbau eingesetzter ABS Kunststoff. (Teilegröße rd. 40 mm, Wandstärke 1 mm, Füllgrad 15%)

Materialqualität
Erfolgreicher 3D Druck ist auch eine Frage der Materialqualität. Wenige Euro bei der Filamentrolle gespart, macht oftmals einen mehrfachen Druck erforderlich bis alles passt. Es fallen Zeit und Kosten an. Am falschen Platz gespart.

Professionelle und verlässliche Filamente erhalten Sie auch in unserem SHOP!

Qualitätsmerkmale – SLS 3D Druckverfahren

Ist die Fertigungsanlage auf das verwendete Pulvermaterial richtig abgestimmt und der später durch den Abkühlvorgang entstehende Materialschwund mittels Skalierung kompensiert, sind Teile in hervorragender Qualität möglich. Die Stärken des SLS liegen in einem stabilen Prozess und daraus folgendem homogenen Materialgefüge, wodurch hohe Festigkeiten erzielbar sind. Die erreichbare Maßgenauigkeit reicht bis unter 0,1mm (bezogen auf Baugrößen bis 200 mm).
Dem Postprocessing und dem Abkühlprozess ist ein wesentlicher Qualitätsteil zuzuordnen. Durch den Schmelzvorgang haften dem Druckobjekt auch nahliegende Pulverpartikel an. Dieser „Pelz“ wird durch Hochdruckstrahlen mit verschiedenen Medien entfernt, wobei Oberflächen und Kanten möglichst unverletzt bleiben sollten. Die Oberflächengüte ist bei richtiger Behandlung als gleichmäßig gut einzustufen.
Verzug wird durch eine gesteuerte Abkühlkurve und u.U. mitgedruckte „Hilfskörper“, welche die Wärmeableitung beeinflussen, gesteuert.
3D Druckqualität entsteht durch Beratung zur Umsetzung der richtigen konsturktiven Teilegestaltung, damit am Ende das von Ihnen erwartete Produkt entsteht.

Qualitätsmerkmale – Laser Lithografie 3D Druckverfahren

Detaillierungsgrad, Feinheit

Lithografieverfahren kombinieren die dünnst möglichen Schichten mit der Wiederholgenauigkeit und Feinheit von Laserscannern/-systemen. Demzufolge sind Genauigkeiten bis zu wenigen Mikrometern praktisch möglich. Mitunter müssen Schwund und Verzug im Zuge des Aushärtungsprozesses beachtet werden und verlangen Anwendungserfahrung mit den betreffenden Materialien. Verfahrensgerechte Teilekonstruktion und richtiger Einsatz von für den Bauprozess erforderlichen Stützen begünstigen zufriedenstellende Ergebnisse.

Aufgrund dünnem Schichtaufbau – kleiner als bei FDM und SLS Verfahren – sind glatte(re) Oberflächen erzielbar.

Volumen ohne Abflussöffnungen können nur „massiv“ gebaut werden, wobei die Grösse von massiven Teilen begrenzt ist; allerdings können Ablauföffnungen zumeist konstruktiv  vorgesehen werden. 3D Druckqualität durch Beratung ist unser Credo, damit Sie die Erfahrungen nicht erst sammeln müssen, die uns bereits vorliegen.