Optimierung der Fertigungsgeschwindigkeit beim 3D-Druck

Hochwertige 3D-Drucker erleichtern den Produktionsprozess erheblich, aber welche Geschwindigkeiten kann mein 3D-Drucker im Alltag wirklich erzielen? Einen Richtwert erhält man oft durch die Angaben der Hersteller zur Druckgeschwindigkeit ihrer 3D-Drucker, jedoch sind diese beim Druckprozess kaum erzielbar, da die mögliche Druckgeschwindigkeit von verschiedenen Parametern wie zum Beispiel der Bauteilgeometrie abhängig sind.

Um die Optimierung der Druckgeschwindigkeit durchzuführen, sollte man zuerst verstanden haben was diese genau ist.

Die 3D-Druckgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der der Extruder eines 3D-Druckers das Druckmaterial auf dem Druckerbett ablegt, um ein vollständiges Objekt zu bilden. Die 3D-Druckgeschwindigkeit wird in mm / Sekunde gemessen und fast alle Hersteller von 3D-Druckern geben die Geschwindigkeit ihrer Produkte weit im Voraus an. 

Somit ist auch Ihr großer 3D-Drucker an einige Geschwindigkeitsregeln gebunden und kann Produkte nur mit der vorgegebenen Geschwindigkeit herstellen.

Faktoren die, die Geschwindigkeit des 3D-Drucks beeinflussen

》Verwendete Düsengröße: Düsen sind je nach 3D-Drucker in unterschiedlichen Größen erhältlich z.B. 0.1 / 0.2 / 0.3 / 0.4 / 0.6 / 0.8 / 1.2 mm. Je größer der Düsendurchmesser, desto schneller ist auch der Druckvorgang. Zu beachten ist jedoch das bei einem größeren Durchmesser auch die Qualität abnimmt.

》Schichtstärke: Die Schichten können individuell je nach gewünschter Qualität eingestellt werden. Umso größer die einzelnen Schichtstärken sind umso schneller ist auch der Druckvorgang. Beispiel: Verändert man die Schichtstärke von 0.1mm auf 0.2mm halbiert sich die Druckzeit.

》Strukturen des Bauteils: Möchten Sie ein hohles Modell mit wenigen Details drucken möchten, wird dies deutlich schneller zu Drucken sein als ein Vollgefülltes-Bauteil mit vielen Details.

》Verwendetes Filament: Auch das verwendete Druckmaterial spielt eine entscheidende Rolle, Standard-Materialien wie PLA oder ABS können deutlich schneller gefertigt werden, als Spezial-Filamente wie Holz- oder Karbonverstärktes Material.

》Stützstrukturen: Wenn das zu druckende Teil viele Überhänge (>50°) überweist, müssen diese mit einer separat gedruckten Struktur gestützt werden, dies verlängert die Druckzeit.

》Festgelegte Geschwindigkeit: Die durch den Slicer festgelegte Geschwindigkeit ist von großer Bedeutung, da Sie nie schneller drucken können, als zuvor festgelegt.

Egal ob 3D-Drucker für den Heimgebrauch oder professioneller Industrie 3D-Drucker, von diesen Faktoren ist jede Art von 3D-Drucker betroffen. Natürlich gibt es Unterschiede in Bezug auf die Druckgeschwindigkeit zwischen den beiden Arten, ein Industrie 3D-Drucker ist deutlich hochwertiger aufgebaut und kann somit auch mit hohen Druckgeschwindigkeiten präzise Bauteile fertigen.

Beispiel aus der Praxis

Im folgenden Video ist klar ersichtlich das die Druckgeschwindigkeit deutlich nach oben gesetzt werden könnte, da es sich hier um Bauteile mit einfachen Geometrien handelt. Durch die Anpassung der Druckgeschwindigkeiten und die Wahl der passenden Düse (größerer Durchmesser da so nur 1 Wandschicht gefahren werden muss) kann so die Druckzeit um 40-50 % verringert werden.

So steigern Sie die Geschwindigkeit Ihrest Druckprozesses

Im folgenden finden Sie einige hilfreiche Methoden um die Geschwindigkeit Ihres Druckprozesses zu erhöhen:

》Anpassen der Druckgeschwindigkeit: Die Druckgeschwindigkeiten können Sie direkt in Ihrer Slicing Software anpassen, hier gilt zu    beachten das es verschiedene Parameter in Bezug auf die Geschwindigkeit gibt (Erste Schicht, Füllgeschwindigkeit...), diese müssen dann alle angepasst werden.

》Anpassen der Wandstärke und Fülldichte: Handelt es sich um reine Anschauungsobjekte die keinen besonderen mechanischen Eigenschaften ausgesetzt werden, dann können Sie die Fülldichte deutlich runterfahren (z.B. auf 12%) und im gleichen Zuge auch die Wandstärke verringern. Diese Einstellungen erbringen eine enorme Senkung der Druckdauer.

》Düsen und Schichtstärke erhöhen: Wenn das Objekt keine hohe Oberflächenqualität aufweisen muss, können Sie einen größeren Düsendurchmesser (z.B. 0.6mm) verwenden und/oder die Schichtstärke erhöhen.

》Dual Extruder 3D-Drucker: Wenn Sie einen Dual-Extruder 3D-Drucker mit zwei separat angesteuerten Druckköpfen besitzen (z.B. FlashForge Creator 3 3D-Drucker) dann können Sie mit dem sogenannten Spiegel-Modus zwei Bauteile (oder mehr) gleichzeitig fertigen.