Druckvorstufe

Leitfaden zu einem erfolgreichen Druck

Minimale Wandstärke (gestützt)

Eine Wand gilt als unterstützt, wenn sie mit mindestens zwei weiteren Wänden verbunden ist.

Die Minimalstärke von Strukturen wird bestimmt durch unsere Nachbereitung, in der wir Ihr Produkt reinigen, sobald es das Pulverbett des 3D Druckers verlässt. Die Modelle werden von überschüssigen Pulverresten befreit.

Hinterschnitte oder Hohlkörper können oftmals nur durch Druckluft oder Sandstrahlen gereinigt werden. Sind die Strukturen zu dünn, brechen sie unter Umständen.

Um eine erfolreiche Fertigung ihres Produkts zu gewährleisten, stellen Sie sicher, dass die Strukturen den Mindestanforderungen entsprechen oder diese übersteigen.

Stellen Sie sich stets die Frage, welche Bereiche tatsächlich dünn verbleiben müssen oder erwägen Sie ein alternatives Material mit geringerer Minimalstärke.

Genauere Spezifikationen finden Sie in der Übersicht.  

Minimale Wandstärke (ungestützt)

Eine Wand gilt als nicht unterstützt, wenn sie mit weniger als zwei weiteren Wänden verbunden ist.

Die Minimalstärke von Strukturen wird bestimmt durch unsere Nachbereitung, in der wir Ihr Produkt reinigen, sobald es das Pulverbett des 3D Druckers verlässt. Die Modelle werden von überschüssigen Pulverresten befreit. Hinterschnitte oder Hohlkörper können oftmals nur durch Druckluft oder Sandstrahlen gereinigt werden. Sind die Strukturen zu dünn, brechen sie unter Umständen.

Um eine erfolreiche Fertigung ihres Produkts zu gewährleisten, stellen Sie sicher, dass die Strukturen den Mindestanforderungen entsprechen oder diese übersteigen.

Stellen Sie sich stets die Frage, welche Bereiche tatsächlich dünn verbleiben müssen oder erwägen Sie ein alternatives Material mit geringerer Minimalstärke.

Genauere Spezifikationen finden Sie in der Übersicht.  

(Nicht) Unterstützte Strukturen

Eine Struktur ist ein Merkmal, das mindestens fünf mal so lang ist wie breit.

Eine unterstützte Struktur wird jeweils auf beiden Seiten durch verbundene Wände gestärkt

Eine nicht unterstützte Struktur ist ein Merkmal wird auf weniger als zwei Seiten durch verbundene Wände gestärkt.

Die Minimalstärke von Strukturen wird bestimmt durch unsere Nachbereitung, in der wir Ihr Produkt reinigen, sobald es das Pulverbett des 3D Druckers verlässt. Die Modelle werden von überschüssigen Pulverresten befreit. Hinterschnitte oder Hohlkörper können oftmals nur durch Druckluft oder Sandstrahlen gereinigt werden. Sind die Strukturen zu dünn, brechen sie unter Umständen.

Um eine erfolreiche Fertigung ihres Produkts zu gewährleisten, stellen Sie sicher, dass die Strukturen den Mindestanforderungen entsprechen oder diese übersteigen.

Stellen Sie sich stets die Frage, welche Bereiche tatsächlich dünn verbleiben müssen oder erwägen Sie ein alternatives Material mit geringerer Minimalstärke.

Genauere Spezifikationen finden Sie in der Übersicht.  

Minimale Auslaufkanäle

Auslaufkanäle erlauben unverbautem Material innerhalb von Hohlkörpern in der Nachbearbeitung entnommen zu werden.

Produkte mit hohlen Aussparungen sind nach dem Druck oftmals mit unverbautem Pulver gefüllt. Sind die Zugänge zu klein oder lässt es die Geometrie nicht zu, geschüttelt zu werden, lässt sich das Pulver nicht entnehmen und eine erfolgreiche Reinigung ihres Produkts kann nicht versichert werden.

Die Pulverentnahme ist insbesondere dann wichtig wenn Gips gedruckt wird. Gipsdrucke befinden sich nach dem Druck in einem sensiblen, porösen Zustand. Durch die Infiltration mit einem speziellen Harz werden diese anschließend im Ofen ausgehärtet. Verbliebene Pulverreste klumpen, verhärten mit und verfälschen die Geometrie.

Um eine erfolgreiche Reinigung ihres Produktes zu gewährleisten, achten Sie unbedingt darauf, dass die Auslaufkanäle von Aussparungen den Mindestanforderungen genügen.

Bei größeren, hohlen Geometrien werden mehrere Auslaufkanäle empfohlen. Eine einzelne Öffnung erlaubt es dem Material nicht, vollständig aus den Nischen nahe der Kanalöffnung befreit zu werden.

Sind die Zuläufe zu dünn, vergrößern Sie diese, fügen Sie weitere hinzu oder füllen Sie den Hohlraum aus.

Genauere Spezifikationen finden Sie in der Übersicht.

Hochprägung/Erhabene Details

Erhabene Details sind Merkmale, die weniger als halb so lang sind wie ihre Weite. Erhabene Details stechen aus einer Oberfläche hervor.

Der minimale Prägegrad wird bestimmt durch die Druckauflösung der Drucker. Liegen die Details unter den minimalen Größenanforderungen, ist es möglich, dass der Drucker diese nicht nachbilden kann.

Um sicherzustellen, dass Details deutlich hervortreten, legen Sie diese unbedingt größer an, als das angewiesene Minimum.

Von Aufträgen mit feineren Details als angewiesen sehen wir unter Umständen ab, da das Ergebnis nicht womöglich nicht ihrem Entwurf gerecht wird.

Beinhaltet ihr Produkt feinere Details als vorgesehen, versuchen Sie diese zu vergrößern, zu entfernen oder erwägen Sie ein alternatives Material mit  höherer Auflösung.

Genauere Spezifikationen finden Sie in der Übersicht.

 

Gravuren/Gestochene Details

Gravierte Details sind Merkmale die weniger als halb so lang sind, wie ihre Weite. Gravuren ragen in eine Oberfläche hinein.

Der minimale Prägegrad wird bestimmt durch die Druckauflösung der Drucker. Liegen die Details unter den minimalen Größenanforderungen, ist es möglich, dass der Drucker diese nicht nachbilden kann.

Um sicherzustellen, dass Details deutlich hervortreten, legen Sie diese unbedingt größer an, als das angewiesene Minimum.

Von Aufträgen mit feineren Details als angewiesen sehen wir unter Umständen ab, da das Ergebnis nicht womöglich nicht ihrem Entwurf gerecht wird.

Beinhaltet ihr Produkt feinere Details als vorgesehen, versuchen Sie diese zu vergrößern, zu entfernen oder erwägen Sie ein alternatives Material mit höherer Auflösung.

Genauere Spezifikationen finden Sie in der Übersicht.

Stufung/Schichtlinien

Abhängig von der Form ihres 3D Models und seiner Orientierung im Druckerbauraum, entstehen beim Druck sogenannte Schichtlinien auf der Modeloberfläche. Dieses Stufungsphänomen ist ein natürliches Artefakt additiver Fertigungstechnologien.

Zwischenräume

Als Zwischenräume bezeichnen wir den Raum zwischen zwei Teilstücken.

Beim selektiven Lasersintering wird Polyamidpulver durch die Einwirkung eines Lasers verschmolzen. Wo immer sich ein zu kleiner Spalt zwischen Teilstücken befindet, kann partiell geschmolzenes Pulver hängenbleiben und aushärten. Dies kann insbesondere mechanische Bauteile in ihrem Bewegungsvermögen einschränken oder Material erzeugen, wo Aussparungen vorgesehen sind.

Um eine erfolgreiche Fertigung ihres Produktes gewährleisten, stellen Sie sicher, dass ausreichend Raum zwischen den Teilstücken besteht.

Ist der Raum zu knapp bemessen, vergrößern Sie ihn oder verbinden Sie die Teilstücke bereits in Ihrer 3D-Software, wenn Sie feststellen, dass ihre Unabhängigkeit nicht von Belang ist. Alternativ erwägen Sie ein Material mit einer größeren Auflösung für mehr Toleranz bei Zwischenräumen.

Genauere Spezifikationen finden Sie in der Übersicht.

Gestaltungstipps

Modelle mit höherer Wandstärke sind schwieriger zu biegen.

Die Flexibilität ihres 3D-Drucks ist abhängig vom Design des Modells. Je dicker Sie die Geometrie planen, desto unflexibler wird sie.

Eine Feder mit einer Ader von 1mm Durchmesser staucht und dehnt sich sehr unkompliziert. Hier reicht es aus, sie fallen zu lassen. Trifft sie auf den Boden auf, wird sie sich verhalten wie wir es von einer Feder erwarten.

Eine Feder mit einer Ader von 3mm Durchmesser benötigt ein wenig mehr Kraft und wird sich nicht krümmen, wenn Sie sie fallen lassen.

Sich berührende Fächen

Für Geometrien, die aus unterschiedlichen Körpern oder Volumen aufgebaut sind, gilt, dass sich diese Elemente nicht nur berühren, sondern sich tatsächlich überschneiden sollten. Berühren sich die Elemente lediglich, werden Sie nicht korrekt zusammengedruckt. Für das SLS-Verfahren ist es notwendig die Elemente sogar miteinander zu verschmelzen – beispielsweise mit einer ‘Booleschen Operation‘. Die meisten gängigen 3D-Design Werkzeuge sind dazu im Stande.

Stellen Sie unbedingt sicher, dass ihr Modell ein überschneidungsfreies 3D-Volumen beschreibt, welches aus nur einem (SLS-Polyamid) oder möglichst wenigen Teilkörpern (3DP – Gipsdruck)  besteht und sich nicht selbst durchdringt.

Krümmungen

Große Modelle mit dünneren Wänden tendieren dazu sich zu verziehen. Das Material wird bei hoher Temperatur gesintert und kühlt im Anschluss auf Raumtemperatur ab. Dabei schrumpft das Material minimal. Diese Reduktion verursacht ‘Stress’ innerhalb des Materials und kann – abhängig von der Geometrie – zu Krümmungen führen. Bestimmte Geometrien (e.g. große Flache Elemente, offene Würfel) sind anfälliger für Krümmungen als andere.

Stellen Sie sicher, dass Ihr Design stabil genug ist. Erhöhen Sie die Drehsteifigkeit, um das Verzerrrisiko zu vermindern. Längere Flächen sollten eine höhere Wandstärke aufweisen als dünnere.

Ist eine flexible Fläche erwünscht, können Sie auf die entsprechende Wandstärke verzichten.

In diesem Fall allerdings verbleibt das Risiko der Krümmung.

Doppelte Flächen

Unter Umständen können ungewollte Konstruktionsflächen in Ihrem finalen Design auftauchen. Diese doppelten, überlappenden Flächen können Probleme beim Drucken verursachen, vor allem wenn sie freischwebend und nicht verbunden sind.

Stellen Sie unbedingt sicher, dass Ihr Modell ‘wasserdicht’ ist und sich keine doppelten Flächen eingeschlichen haben.

Doppelte Flächen sind nicht immer sichtbar. Die meisten gängigen 3D-Design Werkzeuge bieten Ihnen Tools, einzelne Flächen samt allen mit ihnen zusammenhängenden Flächen (sprich den gesamten ‘Flicken’ aus Dreiecken)  zu selektieren (e.g. Patch-Selection, Fill-Selection etc.) und farblich zu markieren.

Flächen die dabei nicht berücksichtigt werden, können entfernt werden.

 

 

Auflösung / STL-Export

Die 3D-Software die Sie zum Designen Ihres Modells verwenden, bietet Ihnen eventuell die Möglichkeit Ihr Design als .stl Datei zu exportieren. STL steht für Standard Triangle Language. Ihr Modell wird dabei in eine Dreiecke umgewandelt. Nicht jede Software bietet die Möglichkeit dazu. Möglicherweise wird Ihr Design als mathematische Funktion beschrieben. Die meisten CAD-Programme beschreiben eine Kugel beispielsweise als ein Objekt mit einem bestimmten Durchmesser oder Radius. Als STL-Datei wird die Kugel als Zusammensetzung von Dreiecken beschrieben. Für den 3D-Druck ist es erforderlich das Objekt als STL-Datei auszuspielen. Achten Sie bitte unebdingt darauf, das Objekt hoch genug aufzulösen, um einen Verlust von Details zu vermeiden.

 

 

Selfintersecting

 

 

 

Gaps between surfaces – Holes

 

 

 

Stepping / Aliasing

Abhängig von der Form und der Orientierung Ihres 3D-Models im Bauraum, kommt es unter Umständen zu einem Phänomen, das wir Stufung nennen. Diese ist ein natürliches Artefakt der 3D-Drucktechnologie SLS. SLS  ist ein generatives Schichtbauverfahren, bei dem das Werkstück Schicht für Schicht aufgetragen wird. Infolge der 0,12mm dünnen Schichten, entsteht eine Stufe zwischen den Schichten – ähnlich einer Treppe.

 

Ausrichtung der Normalen

Für sämtliche Oberflächen Ihres 3D Modells gilt: Ihre Normalen müssen unebdingt korrekt ausgerichtet sein. Wenn Ihr Modell eine seitenverkehrte Normale beinhaltet, können 3D Drucker die Innen- bzw.  Außenseite von Ihrem „Mesh“ oder Modell nicht bestimmen.

 

 

Nichtmannigfaltige Kanten

Untereinander mit Kanten verbundene Punkte bilden ein Polygonnetz.

Kanten von Flächenverbänden oder Polygonnetzen, die über mehr als zwei Seiten verfügen, die mit einer einzelnen Kante verbunden sind, sind nicht-mannigfaltig.

 

 

Fugenklüfte

 

 

 

Ausrichtung im Bauraum