Konstruktionsrichtlinien beim FFF/FDM Verfahren

Einleitung:

Natürlich stehen uns beim 3D Drucken sehr viel Möglichkeiten offen, welche bei anderen Fertigungsverfahren verschlossen bleiben.

Dennoch gibt es so wie beim Fräsen, Drehen, Gießen, Schweißen usw. natürlich auch fürs FFF-Verfahren Konstruktionsrichtlinien.

Um zu verstehen, warum gewisse Richtlinien einzuhalten sind, muss man verstehen, wie das FFF Verfahren arbeitet. Falls das noch nicht der Fall ist, kann man hier eine kurze Beschreibung zum FFF Verfahren finden.

 Die Richtlinien werden folgend erwähnt und kurz erklärt. Falls du nähere Informationen benötigst kannst du mich gerne kontaktieren.

Richtlinien:

1. Die Filamentdüse hat einen Durchmesser von 0.4mm, was eine Mindestwandstärke von 0.4 mm voraussetzt. Eine gute Konstruktion mit dünnen Wänden, sollte daher auch möglichst ein Vielfaches dieses Durchmessers sein (also 0.8, 1.2, 1.6...). Ab 1.8mm ist die Wandstärke komplett frei wählbar. (Bei zwei Randschichten). Ab >1.8mm Wandstärke kann der Slicer auch Innengeometrien erkennen, was die Oberfläche des Druckes verbessert, weil die Druckbewegung des Druckkopfes beim Travelbetrieb (nach möglichkeit) innerhalb der Randschichten, und nicht über die Randschichten verläuft.

 

2. Überhängende Geometrien (z.B. Winkel einer umgekehrten Pyramide), sollten vermieden werden. Grundsätzlich gilt: Je feiner die Schichtstärke, desto flacher kann der Winkel ausgeführt werden. Man sollte trotzdem "negative Winkel" wenn möglich vermeiden. Negative Winkel bis 45° stellen in der Regel kein Problem dar. Will man trotzdem höhere Winkel oder sogar frei hängende Flächen erreichen kann eine Stützkonstruktion verwendet werden. Diese muss aber händisch entfernt und die Fläche mechanisch nachbearbeitet werden.

 

3. Ein guter fester Sitz an der Druckplattform ist unerlässlich. Je besser der Sitz, desto eher ist das Bauteil fertigbar. Oder einfach ausgedrückt: Je größer die Fläche auf der Druckplatte desto besser ist die Haftung - ein Loslösen und ein somit entstehendes Ausschussteil wird verhindert.

 

4. Die richtige Materialauswahl ist entscheidend. Mehr dazu kann man hier nachlesen.

 

5. Das zu druckende Bauteil muss als 3D Konstruktion vorhanden sein, damit man es über 3D Druck fertigen kann. Die fertige Konstruktion, muss dann als .stl-Datei (andere Dateiformate auf Anfrage) abgespeichert werden, dann ist sie für den Slicer (Vorbereitung zum 3D Druck) bereit. Wenn möglich sollten die Bauteile mit einem "Solid Programm" und nicht mit einem "Flächenprogramm" konstruiert werden (wegen der Volumenfähigkeit).

 

6. Je größer das Bauteil, desto schwieriger kann der Druck werden, je nach Form und Material. Wenn möglich sehr große Bauteile mehrteilig ausführen.

 

7.a Materialanhäufungen vermeiden! (Bei Volldruck) Je mehr Material vom 3D Drucker auf einen Punkt aufgetragen wird, desto mehr Energie wird an dieser Stelle gespeichert. Die Temperatur kann hier nicht schnell genug sinken und ein Hitzestau entsteht. In folge dessen wird der Untergrund der neu aufzutragenden Layer "schwammig" und Fertigungsungenauigkeiten und Druckfehler entstehen. Das kann sogar dazu führen das ein Bauteil fast unfertigbar wird. Wenn dennoch ein Designobjekt oder Ähnliches die Materialanhäufung benötigt (beispielsweise fürs Aussehen), kann das Bauteil auch halb-Hohl, also mit Füllkonstruktion gedruckt werden. Dies senkt die Belastungsfähigkeit oft erheblich,  jedoch ist diese bei Designobjekten meistens nicht nötig.

 7.b Materialanhäufungen vermeiden! (allgemein) Volldrucken ist bei er FDM Methode ein generelles Problem. Grund eines jeden Problems ist die thermische Ausdehnung. Durch diese Eigenschaft des Materials dehnt sich der Kunsstoff während dem Drucken. Die Dehnung steigt mit der Länge der zu druckenden Objekte. Je länger eine aufzutragende Schicht ist, desto größer ist die Wärmeausdehnung und somit auch die Verzugsspannung. Hat diese einen gewissen Grad überschritten, verzieht sich das Objekt, auch bei hohler Füllkonstruktion.

 

Das Beachten der Regeln für Güssbauteile ist bei der FDM Methode kein Nachteil, ganz im Gegenteil, viele dieser Regeln gelten auch für das FDM (Anhäufingen vermeiden, Negative Winkel, Radien...).

 

Willst du dein Bauteil Fertigungsgerecht additiv fertigen, kannst du mich gerne Jederzeit kontaktieren.

 

Weitere Richtlinien Folgen...

Nachhilfe
& Knowledge

Ich gebe Nachhilfe in vielen technischen Fächern wie Mathematik, Mechanik, Informatik, Fertigungstechnik, CAD, CAE, Konstruktionsübungen...

Des weiteren stehe ich euch gerne unentgeldlich, über Email, zur Verfügung.

Projektassistenz
& Dreamfactory:

Du hast eine weltverändernde Idee oder willst einfach nur ein interessantes Projekt umsetzen? Ich will dich unterstützen und gebe mein Bestes dich, deinem Traum näher zu bringen.

Natürlich bleibt alles streng vertraulich.

Rapid Prototyping,
"3D Druck" & Design

Du willst einen komplexen Prototypen oder ein Bauteil kosteneffizient fertigen? Hier bist du richtig!

Ich stelle ab sofort Rapid Prototyping ("3D Drucken") mit der FFF (FDM) Technologie zur Verfügung.