3D-Druck-Kolumne // Juli 5 Tipps verbessern die Maßhaltigkeit im 3D-Druck

Von Johannes Lutz

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Auch 3D-gedruckte Bauteile müssen passen und die vorgegebenen Maße einhalten. In der additiven Fertigung ist diese Maßhaltigkeit jedoch oft komplexer als gedacht. Die Gründe für eine Toleranzabweichung sowie fünf Maßnahmen für passende Bauteile, lesen Sie in dieser Kolumne.

Wer maßhaltige Bauteile additiv fertigen will, muss zunächst wissen, welche Maße und Flächen am Objekt entscheidend sind.
Wer maßhaltige Bauteile additiv fertigen will, muss zunächst wissen, welche Maße und Flächen am Objekt entscheidend sind.
(Bild: 3D Industrie GmbH )

Die monatliche 3D-Druck-Kolumne entsteht in Kooperation mit unserem Autor Johannes Lutz von 3D Industrie. Interessieren Sie sich für weitere Themen aus der Welt des 3D-Drucks? Dann hören Sie sich den 3D-Druck-Podcast von Johannes Lutz an.

Wenn es in der konventionellen Fertigung um das Abtragen von Metall, das Biegen von Blech oder das Gießen von Metall geht, gibt es weitreichende Erfahrungswerte sowie klare Vorschriften. Beispielsweise ist klar geregelt, wie Maße definiert werden und wie groß Abweichungen vom Soll-Zustand sein dürfen. Es ist vollkommen normal, den Messschieber oder die Bügelmessschraube an das Bauteil anzusetzen und zu prüfen, ob das Maß passt und sich in der vorgegebenen Toleranz befindet. Passt das Bauteil nicht, wird je nach Fertigungsverfahren nachgearbeitet oder neu produziert.

In der additiven Fertigung gestaltet sich dieser Vorgang anders, da mehrere unterschiedliche Fertigungstechnologien in Form von Pulver, Flüssigkeit oder Filament gewählt werden können. Auch der Ausgangspunkt ist ein anderer, da nicht die Zeichnung an erster Position steht, sondern die CAD-Datei. Diese ist das Herzstück für den Fertigungsprozess. Passt diese Datei nicht, kann der 3D-Drucker nur das machen, was er von der Datei zur Verfügung gestellt bekommt. Zusätzlich spielt die Geometrie wie auch die Größe des Bauteils eine Rolle, ob das Bauteil danach maßhaltig ist oder nicht. Suchen Sie je nach 3D-Druck Technologie und Hersteller nach Einheitsmaßen werden Sie nicht fündig werden.

So kann 3D-Druck maßhaltig produzieren

Da der 3D-Drucker nicht wissen kann, auf welche Maße Sie bei Ihrem Bauteil Wert legen, müssen nachstehende Punkte beim Vorbereiten des Druckauftrags und des Druckvorgangs beachtet werden.

  • 1. Welche Maße haben die höchste Priorität? Dabei lässt sich schnell ableiten, wo und wie das Bauteil im Bauraum oder auf der Bauplattform platziert werden muss.
  • 2. Welche Flächen sind Sichtflächen oder wichtig für angrenzende Bauteile? Hierdurch wird nicht nur die Platzierung des Bauteils geklärt, sondern auch wo Stützstrukturen angebracht werden können und müssen.
  • 3. Kann die Geometrie des Bauteils notfalls angepasst werden? Materialanhäufungen oder sehr dünne Wandstärken können zu Verzug führen.
  • 4. Sind die Parameter des 3D-Druckers anpassbar? Die Maßhaltigkeit der Bauteile lässt sich auch über Prozessparameter steuern.
  • 5. Welche Nacharbeit der Bauteile ist erwünscht? Berücksichtigen Sie den Nacharbeitsprozess, also das Entfernen von Pulver, Flüssigkeit und Stückstrukturen. Hinweis: Viel Nacharbeit sollte immer im Vorfeld durch die richtige Konstruktion der Bauteile ausgeschlossen werden.

Je besser Sie diese fünf Punkte beachten, desto höher ist die Chance, dass Ihr Bauteil die gewünschten Maße aufweist. Sollte dies nicht so sein, können Sie Hilfestellung beim Hersteller erfragen oder in eine engere Zusammenarbeit mit dem 3D-Druck-Dienstleister gehen.

Es gibt Unterschiede in der Bezeichnung von Maßhaltigkeit

So beschreibt die Genauigkeit die tatsächliche Abweichung des hergestellten Bauteils vom CAD-Bauteil. Die Präzision hingegen meint die Wiederholgenauigkeit bei beispielsweise 1000 Bauteilen. Die Toleranz definiert den Abweichungsspielraum, der eingehalten werden soll und die Auflösung die Detailgenauigkeit in X, Y und Z also die Schichtstärke.

Für Metall 3D-Druck Technologien gibt es bereits Toleranzangeben wie beim selektivem Laserschmelzen nach ISO Wert 2768.

Verlassen Sie sich also nicht einfach auf den 3D-Drucker und beschweren Sie sich danach nicht, wenn das Bauteil nicht passen sollte. Nutzen Sie die Möglichkeit, positiv in den Prozess einzugreifen, um Ausschuss zu vermeiden.

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