3D-Druck Konstruktionsrichtlinien für einen optimalen 3D-Druck

/// 3D Druck News am 4. Februar 2023///

Damit für einen 3D-Druck die bestmögliche Qualität erzielt werden kann, ist es notwendig, dass bereits beim Design der 3D-Vorlage (z. B. STL-Datei) an die Art und Weiße, wie die additive Fertigung funktioniert, gedacht wird. Obwohl der 3D-Druck eine hohe Designfreiheit erlaubt, können bei zu filigranen oder überstehenden Strukturen unerwünschte Qualitätsänderungen vorkommen, die durch die Grenzen der Technik bedingt sind. Um Modelle bestmöglich für die Herstellung im 3D-Druckverfahren zu konstruieren, haben wir einige Konstruktionsrichtlinien und Tipps zusammengestellt.

Übersicht über Konstruktionsrichtlinien im 3D-Druck. Mehrere exemplarische Musterteile werden gezeigt und die empfohlene Konstruktion gelb hervorgehoben.

 

1. Spielraum

Bauteile, die verbunden werden sollen oder sich später bewegen sollen, sollten einen Spielraum von ca. 0,3mm aufweisen.

3D-Konstruktionsrichtlinie - Musterteil mit Loch und Stempel zur Darstellung der Toleranz und Spielraum

2. Brücken

Können Brücken nicht vermieden werden, so können diese auch ohne Stützstrukturen gedruckt werden. Hierdurch entsteht eine saubere Unterseite der Brücke. Die Distanz von 20mm sollte nicht überschritten werden, da ansonsten Stützstrukturen für den Druck benötigt werden.

3D-Konstruktionsrichtlinie - Musterteil zeigt eine Brücke, bei deren Druck eine Stützstrukturen notwendig sind

3. Überhänge

Es können Überhänge und schräge Bereiche bis ca. 55° ohne Stützstrukturen gedruckt werden. Sobald Bereiche flacher werden, ist der Druck von Stützstrukturen sowie die spätere Entfernung notwendig, weshalb die Oberflächenqualität dann schlechter wird.

3D-Konstruktionsrichtlinie - Musterteil zeigt eine Schräge, die noch keine gedruckte Stützstruktur benötigt

4. Bögen

Rundbögen und Löcher sollten nach Möglichkeit auf der Oberseite spitz zulaufen. Eine runde Oberkante einer Öffnung ist schwierig zu drucken, da größere Distanzen „in der Luft“ gedruckt werden und runde Öffnungen auf der Oberseite ansonsten zu flach ausfallen.

3D-Konstruktionsrichtlinie - Musterteil zeigt Spitzbogen der einfacher zu drucken ist als ein runder Bogen

5. Runde Kanten

Damit Spannungen an Ecken vermieden werden, wird empfohlen, Kanten zu verrunden.

3D-Konstruktionsrichtlinie - Musterteil zeigt zwei Kanten die mit einem Bogen verbunden sind

6. Mindestdurchmesser

Für Pins oder Stifte wird ein Mindestdurchmesser von 3mm empfohlen, damit diese für den 3D-Druck eine ausreichende Stabilität haben.

 

3D-Konstruktionsrichtlinie - Musterteil zeigt eine kleine Säule

7. Übergänge

Zur Reduktion von Spannungen und zur Erhöhung der Bauteilstabilität sollten Kanten mit einer Fase verbunden werden.

 

3D-Konstruktionsrichtlinie - Musterteil zeigt eine Wand auf einem Fundament, verbunden mit einer Fase als Übergang zur Stabilisierung

8. Mindestdicke

Wände und Strukturen sollten eine Mindestwandstärke von 0,8mm haben, um Lücken beim 3D-Druck zu vermeiden und um eine ausreichende Bauteil Stabilität zu erzielen.

 

3D-Konstruktionsrichtlinie - Musterteil zeigt eine dicke Wand

9. Oberflächenstrukturen

Prägungen bzw. Erhöhungen sollten eine Mindestbreite von 0,6mm und eine Mindestbreite von 1-2mm aufweisen.

3D-Konstruktionsrichtlinie - Musterteil zeigt verschiedene Höhen einer Oberfläche

10. Stabilisierung feiner Elemente

Pins oder andere feine Strukturen sollten Stützstrukturen erhalten, damit diese ausreichend Stabil sind.

 

3D-Konstruktionsrichtlinie - Musterteil zeigt eine Säule auf einer Plattform, die von seitlichen Stützen stabilisiert wird

11. Übergänge

Ähnlich wie bei den Fasen zwischen Wänden sollten feine Strukturen ebenfalls einen Übergang zum Grundkörper haben.

3D-Konstruktionsrichtlinie - Musterteil zeigt eine Säule auf einer Platte, die mit einem runden Übergang stabilisiert wird

12. Vertikale Löcher

Löcher auf der Ober- oder Unterseite sollten einen Mindestdurchmesser von 2mm haben, damit diese sauber gedruckt werden können.

 

 

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