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Additive Fertigung für Einsteiger: Tipps aus der 3D-Druck-Praxis

Additive Fertigung für Einsteiger
Tipps und Tricks aus der 3D-Druck-Praxis

Die additive Fertigung mit ihren vielfältigen Produktionsmöglichkeiten wird in immer mehr Unternehmen eingeführt. Allerdings genügt es nicht, einfach nur einen teuren 3D-Drucker anzuschaffen. Für die additive Produktion gelten ganz eigene Regeln und Notwendigkeiten, die viele Anwender zunächst nicht kennen.

Autor: Niko Mroncz, Xometry Europe

Die Produktionsplattform Xometry Europe erhält täglich Anfragen von Nutzern des 3D-Drucks, die Schwierigkeiten mit der Umsetzung schildern. Bestimmte Fragen tauchen dabei immer wieder auf. Auf Basis dieser Erfahrungen wurden einige Praxistipps zusammengestellt, wie man in der additiven Produktion bessere Ergebnisse bekommen kann.

Supportstrukturen

Ohne sie können manche Teile nicht gedruckt werden – besonders in den Verfahren Metalldruck, Polyjet und SLA. Beim FDM-Verfahren hängt die Notwendigkeit von der Geometrie ab. Oftmals besitzen solche Strukturen einen sehr hohen Anteil am Bauteil. Das gilt besonders für komplexe Konstruktionen, die gerade den Reiz der additiven Produktion ausmachen. Durch den 3D-Druck werden schließlich Designs möglich, die bislang undenkbar waren.

Anwender sollten sich deshalb gründlich mit den Supportstrukturen auseinandersetzen. So beginnt sich zum Beispiel ab einem Winkel von etwa 40 Grad die Oberfläche zu verändern. Ohne Support geht dann nichts mehr. Die richtigen Stützen sind oft entscheidend für das Gelingen. Um den notwendigen Support möglichst gering zu halten ist unter anderem die Ausrichtung des Bauteils wichtig: Eine andere Positionierung macht Stützen möglicherweise unnötig. Zudem besteht die Möglichkeit, ein spezielles additives Design anzuwenden. Dann wird ein Bauteil so konstruiert, dass erst gar keine abfallenden Flächen vorkommen.

Wanddicke

Mit dünneren Wänden erreicht man im 3D-Druck mehr Stabilität und bessere Oberflächen. Das klingt paradox, ist aber eigentlich logisch. Denn im Metalldruck bedeutet mehr Volumen auch geringere Erfolgsaussichten wegen der Deformierung beim Abkühlprozess. Zu viele Volumenknotenpunkte zum Beispiel führen beim Verfahren DLMS zur Rissbildung. Im Verlauf der Abkühlung reißt die Oberfläche, weil in der Regel bei Raumtemperatur gearbeitet wird. Dann ist eine zusätzliche Wärmebehandlung nötig, um die entstandenen Spannungen wieder aus dem Material zu entfernen.

Vorbereitung

Schon im Vorfeld ist es wichtig, dass sich alle Beteiligten detailliert über das Bauteil austauschen. So müssen vielleicht nicht sämtliche Oberflächen perfekt sein. An später nicht sichtbaren Stellen können Flächen durchaus rauer sein, ohne die Funktion des Bauteils zu stören. Wenn solche Optionen bekannt sind und eingeplant werden können, werden auch Projekte möglich, die bislang unrealistisch waren. Solche Details können sich stark auf die Kosten auswirken und über den Erfolg eines Projektes entscheiden.

Aufmaß und Nachbearbeitung

Manches funktioniert einfach nicht im 3D-Druck. Wer das vorab weiß, erspart sich viel Aufwand und Frust. So lassen sich planare Oberflächen nicht drucken. Generell sind subtraktive Verfahren bei hoher Genauigkeit sinnvoll. Das gilt zum Beispiel für Passungen und Gewinde. Sehr große Präzision lässt sich additiv nur mit hohen Kosten erreichen. Das rechtfertigt ihre Wahl vor allem bei einer Serienfertigung.

Richtige CAD-Datei.

Die meisten Drucker lesen das Dateiformat STL. Die Ausgabe der Konstruktionsprogramme geschieht aber in der Regel in Formaten wie STEP oder Parasolid. Diese müssen also erst in STL konvertiert werden, wobei immer wieder Fehler passieren. Die Auflösung ist viel zu gering, so dass später Kanten sichtbar werden. Außerdem umfasst die Dateigröße schnell mehr als 100 MB. Ein Versenden per Email wird damit fast unmöglich. Der Trick: Die CAD-Datei wird zunächst in STEP exportiert. Danach erst erfolgt eine STL-Aufbereitung, um die richtige Auflösung zu erhalten.

Xometry Inc.
xometry.eu

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