3D-Druck Wandstärke meistern: Umfassender Leitfaden für optimale Einstellungen

Beim 3D-Druck gibt es viele Fachbegriffe zu lernen. Einer, der in letzter Zeit häufiger fällt, ist die Wandstärke (Shell Thickness).

Die Wandstärke hat einen erheblichen Einfluss auf das Druckergebnis. In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf den besten Weg, um die idealen Wandstärke-Einstellungen zu ermitteln.

Entscheidend für die perfekte Wandstärke sind die gewünschte Haltbarkeit und Festigkeit Ihrer Druckteile.

Die minimal mögliche Wandanzahl beträgt zwei, das Maximum liegt bei zehn. Je nach persönlicher Präferenz und Funktionalität weist das finale Druckobjekt unterschiedliche Eigenschaften und Designs auf.

Was sind Perimeter-Schalen (Shells) im 3D-Druck?

Perimeter-Schalen sind die äußeren Schichten Ihres 3D-Druckmodells. Sie stützen den Rest des Modells, indem sie strukturelle Integrität bieten und die äußere Kontur nachzeichnen.

Die Schale eines 3D-Drucks umfasst die Objektwände sowie die oberen und unteren Flächen. Die Wandstärken lassen sich in der Slicer-Software einfach einstellen.

Die Wandstärke wird primär als Vielfaches des Düsendurchmessers festgelegt. Beispiel: Bei einer 0,4-mm-Düse eignen sich Werte wie 0,8 mm, 1,2 mm, 1,6 mm usw. optimal.

Die Anzahl der Wände errechnet sich durch Division der Wandstärke durch die Linienbreite. Auch die oberen und unteren Schichten sollten berücksichtigt werden.

Für eine gute Abdichtung während des Drucks sollten mehr als drei obere Schichten verwendet werden. Zwei obere Schichten sind ideal; bei geringerer Schichthöhe können jedoch Lücken in der oberen Schicht entstehen.

Es ist sinnvoll, die Konzepte von Schalen und Infill gemeinsam zu betrachten, um ein vollständiges Bild der Faktoren zu erhalten, die Dichte und Festigkeit eines 3D-gedruckten Objekts bestimmen.

Das Muster des Materials innerhalb der Schale wird als Infill bezeichnet. Es lässt sich von 10 % bis 100 % einstellen. Die Slicer-Software erlaubt die Kontrolle über Infill-Prozent und -Muster.

Warum sind sich schneidende Schalen (Intersecting Shells) problematisch?

Beim 3D-Druck eines Modells werden sich schneidende Schalen zum Problem für die Slicing-Software. Das liegt daran, dass das STL-Format nicht verhindert, dass sich Schalen schneiden.

Versucht man, das Modell einfach zu schneiden, „weiß“ das STL-Format nicht, wie es damit umgehen soll – das Ergebnis ist eine fehlerhafte Geometrie.

Auch wenn der Druck auf den ersten Blick gelingt, fallen bei genauerer Betrachtung Anomalien auf. Die Slicing-Software trennt die sich schneidenden Bereiche absichtlich, was zu einem Modell führt, das leicht auseinanderfallen kann. Die meisten Slicer bieten Lösungen für dieses verbreitete Problem.

In den erweiterten Einstellungen gibt es ein „Slicing Behavior für non-manifold Segments“, bei dem man alle Konturen verwerfen oder zu einem einzigen soliden Modell zusammenführen kann.

Doch nicht alle Probleme lassen sich so beheben, da interne Details verloren gehen.

Trennt man alle verbundenen Flächen, werden alle Probleme gelöst, und das Modell wird so erstellt, wie es sein sollte – die Slicing-Software weiß dann, was kombiniert werden soll und was nicht.

Kann man Patronenhülsen 3D-drucken?

Additive Fertigung ermöglicht die Herstellung von Waffenteilen. Ob klein oder groß – Waffenfirmen profitieren von Rapid Prototyping neuer Komponenten und kürzerer Time-to-Market.

Bei Munition würden diese Materialien vermutlich mit verschiedenen Drucktechnologien hergestellt, die für die meisten Wiederlader bisher unerreichbar waren.

Munition besteht aus gefährlichen Teilen wie dem Zündhütchen, was das Risiko birgt, dass der 3D-Drucker während des Drucks explodiert.

Wiederlader gehen beim Umgang mit Zündhütchen äußerst vorsichtig vor und fügen sie mittels AM-Techniken in die Patrone ein. Additive Fertigung wird jedoch bald in der Lage sein, Hülsen und Geschosse herzustellen.

Was sind Schalen (Shells) in Cura?

Cura ist eine 3D-Objekt-Slicing-Software, die in Kombination mit einem 3D-Drucker fast jedes Druckmodell ermöglicht. Die Wandeinstellung ist entscheidend, wenn Sie stärkere Teile drucken oder mit der Nachbearbeitung beginnen möchten.

Drucken Sie mit sprödem oder weniger festem Material, bricht die Wandstärke bei geringer elastischer Verformung unter Belastung.

In diesem Fall müssen Sie die Gesamteinstellung „Wandlinienanzahl“ verstehen. Erhöhen Sie die Wandstärke, entstehen festere Teile und feinere Details, ohne die Modellstruktur zu gefährden.

Je nach 3D-Drucker sollten alle Teile mit einer Wandstärke von 0,8 mm gedruckt werden, was 2 bis 3 Düsendurchmessern entspricht.

Modelle, die mit nur einer Wandlinie gedruckt werden, verformen sich leicht, was Maßgenauigkeit und Festigkeit beeinträchtigt.

Wir empfehlen eine Wandstärke von bis zu 1,6 mm, um die Festigkeit zu erhöhen. Klicken Sie auf das kleine Zahnradsymbol unter „Qualität“, um die Wandlinienbreite zu aktivieren.

Ändern Sie die Wandlinienbreite, ändert sich die Wandlinienanzahl sofort. Bei einer 0,4-mm-Düse beträgt die Wandlinienbreite in Cura 0,4 mm. Setzen Sie die Wandstärke auf 1,2 mm, springt die Wandlinienanzahl auf 3.

Optimale Parameter für 3D-Druck Schalen und Infill

Der Infill-Prozentsatz bestimmt Festigkeit, Struktur und Gewicht des 3D-Druckdesigns.

Infill bildet das Innere des Druckobjekts, während die äußeren Wände oder Perimeter die äußere Schale des Teils bilden.

Für die meisten „Standard“-Drucke, die nicht extrem stabil sein müssen, empfehlen wir eine Infill-Dichte von 15–50 %. Diese Dichte reduziert Druckzeit, bietet ausreichende Festigkeit und spart Material.

Für funktionale Drucke, die stark sein müssen, ist ein höherer Infill von mindestens 50 % nötig – scheuen Sie sich nicht, bis zu 100 % zu gehen.

Für kleinere Figuren, die nur zur Ausstellung dienen, eignet sich eine Infill-Dichte von 0–15 %. Der Druck ist schnell, verbraucht wenig Filament, die Teile sind leicht, aber nicht robust.

Bei flexiblen Materialien wie TPU funktioniert jeder Infill-Bereich von 1–100 %. Beachten Sie: Je höher die Infill-Dichte, desto weniger flexibel wird das Druckteil.

Fazit

Wandstärke ist ein wichtiges, aber oft übersehenes Thema. Einsteigern empfehlen wir, mit Cura zu starten, da diese Berechnungen automatisch übernimmt.

Wer mehr Anpassungsspielraum möchte, kann fortgeschrittene Slicing-Software wie Simplify3D nutzen.

Auch diese Software lässt noch Raum für Fehler. Wir hoffen, unser Artikel war hilfreich und unterstützt Sie dabei, optimale Parameter für Ihre 3D-Druckanforderungen zu finden.