3D-Druck mit Stützen

Eine der größten Einschränkungen des FFF-3D-Drucks Technologie ist die Notwendigkeit, jede Schicht auf die vorherige zu drucken, ohne die Möglichkeit, Brücken, Auskragungen oder Wände mit großen Neigungen herzustellen.

Um dies zu überwinden, ist es üblich, gedruckte Stützstrukturen zu verwenden, die als Stützbasis für die vorherigen Elemente dienen. Diese Strukturen werden als Stützen bezeichnet.

Bild 1:Stützen auf 3D-gedruckten Teilen. Quelle:3DHubs

Teile der Stützen

Die Klammern bestehen hauptsächlich aus vier Teilen:

• Unterstützung :Dies ist die Struktur, die die freitragenden Schichten trägt.

• Dichte Unterstützung :Die letzten Schichten des Trägers, die mit dem Stück in Kontakt kommen, werden als dichter Träger bezeichnet. Seinen Namen verdankt es der Tatsache, dass diese Schichten eine höhere Dichte haben als der Rest des Trägers. Dies ist ein optionaler Parameter, der die Unterstützung des Teils verbessert, indem eine größere Kontaktfläche bereitgestellt wird, ohne die Materialkosten wesentlich zu erhöhen.

• Horizontale Trennung :Dies ist der Abstand zwischen den Seitenwänden des Trägers und denen des Teils. Er verhindert ein seitliches Anhaften des Werkstücks an den Auflagen.

• Vertikaler Spalt:Dies ist der Abstand zwischen der Oberseite des Trägers und dem Werkstück.

Arten von Stützen

Je nach Material, aus dem sie hergestellt sind, können Träger in lösliche und nicht lösliche eingeteilt werden. Bei Druckern mit einem einzigen Extruder müssen die Stützen immer aus dem gleichen Material wie das Teil hergestellt werden. Bei Doppelextrudern können die Stützen aus einem anderen Material als das Teilematerial hergestellt werden. In diesen Fällen ist es üblich, ein lösungsmittellösliches Material zu verwenden, in dem sich das Teil nicht auflöst (siehe postlösliche Filamente zur Unterstützung).

Medienkonfigurationsparameter

Die Verwendung von löslichem oder nicht löslichem Material wird die Konfiguration der Substrate beeinflussen, daher ist es sehr wichtig, die verschiedenen Parameter zu kennen und wie sie das Verhalten der Substrate beeinflussen.

Jede Laminiersoftware kann ihre eigenen Parameter enthalten, die in anderen Programmen nicht verfügbar sind, daher ist es ratsam, das Handbuch der verwendeten Software zu konsultieren. Es gibt jedoch eine Reihe von Parametern, die allen gemeinsam sind und mit denen jede Art von Unterstützung konfiguriert werden kann:

• Stützschwelle oder Ausleger :Dies ist der maximale Wandwinkel, ab dem Stützen generiert werden. Im Allgemeinen werden Werte zwischen 30 und 60 verwendet. Bei kleinen Schichthöhen können höhere Neigungen ohne Stützen gedruckt werden, während bei großen Schichthöhen auch bei kleinen Neigungen Stützen erforderlich sein können.

• Fülltyp/Muster :Die Füllung ist als Struktur mit geringer Dichte konfiguriert. Die auswählbaren Muster ähneln denen, die für die Füllung des Teils verwendet werden. Unidirektionale (Linien) lassen sich schneller und einfacher entfernen, obwohl sie in hohen Teilen weniger stabil sein können, während bidirektionale (Gitter) größere Stabilität bieten, aber möglicherweise schwieriger zu entfernen sind, insbesondere in kleinen Löchern.

• Dichte der Unterstützung :Dies ist das Verhältnis zwischen Leerraum und Material in den Stützen. Eine höhere Dichte erzeugt stabilere Stützen, jedoch auf Kosten höherer Materialkosten und Schwierigkeiten, sie zu entfernen. Normalerweise werden Werte unter 30 % verwendet.

• Anzahl der Schichten dichter Unterstützung :Dies ist die Anzahl der Schichten, die mit dem Teil in Kontakt sind und eine höhere Dichte als der Rest des Trägers haben. Es wird empfohlen, mindestens 3.

  zu verwenden

• Dichte Unterstützungsdichte :Dies ist die Dichte der letzten Trägerschichten, die mit dem Teil in Kontakt sind. Werte über 30 % werden im Allgemeinen für nicht lösliche Substrate und über 80 % für lösliche Substrate verwendet.

• Vertikale Trennung :Dies ist der Abstand zwischen der letzten Schicht des Trägers und der ersten Schicht des Teils. Im Allgemeinen wird das Äquivalent einer Schicht verwendet, wenn unlösliche Träger verwendet werden, und null, wenn lösliche Träger verwendet werden.

Bei Dual-Extruder-Druckern ist es möglich, unterschiedliche Extruder für das Substrat und für das dichte Substrat auszuwählen. Dies ist eine große Hilfe, um lösliches Material (normalerweise zu höheren Kosten) und Zeit beim Solubilisieren der Substrate zu sparen. Es ist daher ratsam, den gleichen Extruder zu wählen, der das Teil für den Träger druckt, und den Extruder mit löslichem Material nur für den dichten Träger. Wenn diese Grenzfläche aufgelöst wird, lässt sich auf diese Weise der Rest des Trägers leicht von dem Teil lösen, ohne dass er aufgelöst werden muss. Bei dieser Konfiguration wird empfohlen, mindestens 5 Schichten dichten Trägermaterials mit einem Abstand von Null zu verwenden.

Häufige Probleme mit löslichen Trägern

Lösliche Materialien und insbesondere wasserlösliche Materialien sind oft schwieriger zu drucken. Einige der häufigsten Probleme sind:

• Feuchtigkeit :Dies betrifft nur wasserlösliche Materialien. Solche Materialien sind besonders feuchtigkeitsempfindlich und müssen daher unter geeigneten Bedingungen gelagert werden. Außerdem ist es ratsam, während des Druckens luftdichte Boxen oder Trockenmittel zu verwenden, da diese innerhalb weniger Stunden hydratisieren können. Die häufigste Folge eines nassen Stützfadens ist das Verstopfen des Hotends.

• Schlechte Haftung :Es ist sehr wichtig, ein kompatibles Trägermaterial auszuwählen, nicht nur in Bezug auf die Temperatur, sondern auch in Bezug auf die Haftung. Beim Drucken eines Cantilevers dient der Träger als Basis, sodass eine schlechte Haftung zu einem Versagen mit ähnlichen Folgen führt, wie sie durch Haftungsprobleme in der Druckbasis verursacht werden. Bei wasserlöslichen Filamenten führt Feuchtigkeit auch zu einem Haftungsverlust des Materials, was besonders häufig bei PVA der Fall ist.

• Jams :Wie oben erwähnt, sind Papierstaus eine der Hauptfolgen eines nassen Filamentträgers, aber nicht die einzige Ursache. Wenn Sie das Hotend längere Zeit bei hohen Temperaturen halten, ohne zu drucken, kann dies ebenfalls zu Papierstaus führen. Daher ist es ratsam, bei seltenen Extruderwechseln die Temperatur des inaktiven Extruders um 30 °C zu senken.

Hinweis:Dieser Leitfaden behandelt Konzepte allgemein und konzentriert sich nicht auf eine bestimmte Marke oder ein bestimmtes Modell, obwohl sie an einigen Stellen erwähnt werden können. Es können wichtige Unterschiede bei den Kalibrierungs- oder Einstellungsverfahren zwischen verschiedenen Marken und Modellen bestehen, daher wird empfohlen, das Handbuch des Herstellers zu konsultieren, bevor Sie diese Anleitung lesen.