Fused Deposition Modeling (FDM) 3D-Druckdesign-Tipps

Fused Deposition Modeling ist ein 3D-Druckverfahren vom Extrusionstyp. Bei dieser Technologie wird ein Materialfaden kontinuierlich durch eine beheizte Düse geführt, die das Material schmilzt. Die Düse bewegt sich umher und trägt Material Schicht für Schicht in der Form des beabsichtigten Objekts auf, bis das Objekt geformt ist.

Hier sind die wichtigsten Designtipps für den FDM-3D-Druck.

Größenbeschränkungen

FDM kann Teile mit einem Volumen von bis zu 914 x 610 x 914 drucken. Auf der anderen Seite beträgt die minimale druckbare Elementgröße 0,2 mm. Die erreichbare Toleranz beträgt ±0,3 % (min. 0,3 mm).

Unterstützungsstrukturen

FDM baut Teile Schicht für Schicht auf. Wenn eine obere Schicht nicht genügend Unterstützung von der darunter liegenden Schicht hat, wird sie wahrscheinlich zusammenbrechen. Dieses Problem ist sehr gültig bei Merkmalen wie Brücken und Überhängen.

Brücken in FDM entstehen, wenn horizontale Schichten zwischen zwei Ankerpunkten gebaut werden. Diese Schichten neigen dazu, während des Druckens durchzuhängen, da sich darunter keine Stützschichten befinden. Eine Lösung hierfür besteht darin, den Abstand zwischen den Ankerpunkten zu verringern. Eine andere Lösung besteht darin, Stützstrukturen zu entwerfen, die während des Druckens Unterstützung bieten und später vom Endprodukt entfernt werden.

Überhänge

Überhänge hingegen entstehen, wenn eine bedruckte Schicht nur teilweise auf einer Seite von den darunter liegenden Schichten gestützt wird. Unzureichende Unterstützung kann zu Biegen, Kräuseln, Ausbeulen und schlechter Schichthaftung führen. Diese Probleme treten nicht auf, wenn der Überhang einen Winkel von 45° oder weniger zur Vertikalen aufweist. Bei diesem Winkel gibt es immer noch 50 % Unterstützung von den unteren Schichten. Bei steileren Überhängen muss eine Stützkonstruktion eingebaut werden.

Während sie für bestimmte Funktionen entscheidend sind, führen Stützstrukturen zu Materialverschwendung und längeren Druckzeiten. Sie hinterlassen auch Spuren auf dem Endprodukt, wenn sie entfernt werden. Um die Verwendung von Stützstrukturen zu vermeiden, können Sie Ihr Modell in separate Designs aufteilen, die Teile separat drucken und sie dann zusammenbauen, sobald der Druckvorgang abgeschlossen ist.

Löcher

Das Drucken von Löchern kann bei Extrusionsprozessen schwierig sein. FDM druckt normalerweise zu kleine Löcher, da der Umfang jeder gedruckten Schicht den Umfang der vorherigen komprimiert. Das Ausmaß der Unterdimensionierung hängt von der Größe der Druckdüse und dem Durchmesser des zu druckenden Lochs ab, da die Größenreduzierung direkt proportional zum Verhältnis von Lochdurchmesser zu Düsendurchmesser ist.

Üblicherweise wird das Untermaß vorher von einer Slicing-Software berücksichtigt. Die Genauigkeit kann jedoch variieren. Wenn die Genauigkeit eines Lochs entscheidend ist, kann es nach Abschluss des Druckvorgangs gebohrt werden.

Elefantenfuß

Beim FDM-Druck drückt die Düse beim Drucken die Materialschicht gegen die vorherige Schicht. Dadurch entsteht in der untersten Schicht des Teils, der mit der Bauplattform in Kontakt steht, eine Verbiegung, die gemeinhin als „Elefantenfuß“ bezeichnet wird. Dies wirkt sich auf die Gesamtmaßgenauigkeit eines Teils aus. Elefantenfüße können vermieden werden, indem an den unteren Teilen eines Objekts, das mit der Konstruktionsplattform in Kontakt kommt, Verrundungen hinzugefügt werden.

Ecken

Scharfe Kanten und Ecken werden alle leicht mit einem Radius abgerundet, der der Größe der Druckerdüse entspricht. Das liegt daran, dass die Düsen von FDM-Druckern rund sind. Für nicht zusammenpassende Teile ist dies kein Problem. Es ist jedoch wichtig, bei der Erstellung von Gegenstücken abgerundete Kanten zu berücksichtigen.

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