Sparse Fill vs. Solid FDM: Die beste Bau-Strategie für Ihre 3D-Druckteile wählen

FDM-3D-Druck: Top-Vorteile von Sparse Fill vs. Solid FDM-Teilen

FDM® (Fused Deposition Modeling) ist einer der ursprünglichen 3D-Druckprozesse, der branchenübergreifend für die Herstellung von Fertigungshilfen, Rapid Prototyping und Serienteilen genutzt wird. FDM-3D-Drucktechnologie baut Teile mit starken, engineering-tauglichen Thermoplasten wie ABS und Polycarbonat. Bei Stratasys Direct sind industrielle FDM-3D-Drucker eine beliebte Wahl bei Luft- und Raumfahrt- sowie Transportunternehmen für Hochleistungsanwendungen mit Hitzebeständigkeit oder Schlagfestigkeit.

Eine einzigartige Funktion von FDM-3D-Druckern ist ein Baumodus, der es Nutzern ermöglicht, dickere Bereiche der Teilegeometrie mit sogenanntem „Sparse Fill“ zu füllen. Sparse Fill bedeutet, dass Kunststoff in einer gerüstartigen Struktur extrudiert wird statt in standardmäßigen 3D-gedruckten Schichten. Dies führt zu Abschnitten eines 3D-Teils, die nahezu hohl sind, aber mit der nötigen Unterstützung, um Festigkeit und Steifigkeit zu behalten. Denken Sie an Brückenkabel oder Geländerpfosten, die der Gesamtstruktur Festigkeit verleihen, trotz Lücken dazwischen.

Der gewählte Füllstil beeinflusst das Innere der Teile, aber das Äußere sieht aus und funktioniert wie bei einem Solid-Fill-Teil. Sparse-gefüllte Teile können ähnlich wie Solid-gefüllte Teile nachbearbeitet werden – z. B. Schleifen, Epoxid, Grundierung und Lackieren.

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Vorteile von Sparse Fill

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1. Gewichtsreduzierung

Sparse Fill bedeutet weniger Material im Teil, sodass das Gewicht des fertigen Teils signifikant reduziert wird. Wenn Sie ein Teil designen, das von geringerem Gewicht profitiert, ist Sparse Fill ein einfacher Weg, dies zu erreichen, während die Festigkeit erhalten bleibt.

2. Verkürzte Bauzeit

Da der 3D-Drucker pro Schicht weniger Kunststoff ablegen muss, benötigt ein Teil mit Sparse Fill weniger Bauzeit. Mit den Geschwindigkeitsvorteilen des 3D-Drucks bedeutet die Zeitersparnis durch Sparse Fill, Ihre Teile schneller geliefert zu bekommen.

3. Geringere Teilkosten

Zusätzlich tragen die Reduktion des für Sparse-Fill-Teile verwendeten Materials und die schnellere Druckzeit zu einem günstigeren Gesamtteil bei. Bei Stratasys Direct sind Bauzeit und Materialkosten die Hauptfaktoren für den Teilepreis.

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Wann Solid Interior Fill verwenden

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Stratasys Direct empfiehlt Kunden, Solid Interior Fill zu verwenden, wenn:

1. Die Teilsfestigkeit das kritische Merkmal ist

Während Teile mit Sparse Fill in Abschnitten noch Festigkeit aufweisen, liefert Solid Fill typischerweise ein noch stärkeres Teil. Wenn Sie einen Prototyp funktional testen, der hohen Belastungen standhalten muss, sollten Sie dickere Bereiche mit standardmäßigem Solid Fill füllen.

2. Das Teil aus feinen Details und dünnen Wänden besteht

Bei Stratasys Direct werden dünne Wände in einem Design standardmäßig solid gebaut, und nur ausreichend dicke Bereiche erhalten Sparse Fill. Diese Empfehlung hängt typischerweise von der Schichthöhe ab, und wir haben Standarddicken von 0,2" bis 0,6" definiert. Dünnere Dickungen sind mit Unterstützung eines Stratasys-Direct-Ingenieurs möglich.

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Wann Sparse Fill verwenden

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Stratasys Direct empfiehlt Kunden, Sparse Fill zu verwenden, wenn:

1. Das Teil von geringerem Gewicht profitieren kann

Viele Unternehmen, die 3D-Druck nutzen, suchen leichte Alternativen zu Designs, die aus Metall oder schwereren Materialien zerspant würden. 3D-Druck kann durch komplexe Formen und sparse Innere reduziertes Gewicht bieten.

2. Das Teil ein großes Inneres hat

Wenn Ihr Design Innenbereiche hat, die gefüllt werden müssen, ist es ratsam, Sparse Fill zu nutzen. Nicht nur wird Ihr Teilepreis reduziert, sondern Ihr Teil wird auch viel schneller geliefert. Zusätzlich können Sie bei großen Designs das Gewicht signifikant durch weniger Kunststoff im Inneren reduzieren.

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BMW nutzt Sparse Fill in einem Prüfvorrichtung

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Das BMW-Werk in Regensburg, Deutschland, verwendete konventionell zerspante Aluminiumvorrichtungen beim Montieren und Testen von Stoßträgerhalterungen. Die Metallvorrichtungen waren unangenehm und schwer für Arbeiter, die die Vorrichtungen manuell für jeden Test und beim Anbringen der Stoßträger hielten. BMW erkannte die Chance, eine optimierte Vorrichtung mittels 3D-Druck zu testen.

Durch den Wechsel zu FDM Sparse Fill mit ABS-M30-Thermoplastmaterial für ihre Vorrichtung konnte BMW individuellere Vorrichtungen erstellen, die zuvor zu kostspielig in der Produktion waren. Die neuen 3D-gedruckten Vorrichtungen sind 72 % leichter als die bisherigen. Die leichten Vorrichtungen verbesserten Produktivität und Genauigkeit dank verbesserter Ergonomie, die den Monteur weit weniger belastet. Durch den Wechsel zum 3D-Druck realisierte BMW eine 58 %ige Kosteneinsparung pro Vorrichtung und eine 92 % schnellere Lieferzeit.