Additive Fertigung

Question 1

Konstruktionsrichtlinien FDM

Wandstärke

Answer 1


Bei der Konstruktion muss die Austragsbreite 
des abgelegten Strangs beachtet werden

Austragsbreite entspricht meist 
Düsendurchmesser

Achtung! Einstellung im 
Slicer

Wandstärke sollte ein Vielfaches der 
Austragsbreite sein

Andernfalls entstehen Lücken oder Füllstrukturen 
zwischen Strängen

Zu geringe Wandstärken können nicht 
abgebildet werden

Question 2

Konstruktionsrichtlinien FDM

Überhänge

Answer 2


Grundsätzlich kann bei 
plastifizierenden
Verfahren nur kann Material abgelegt 
werden, wenn sich auf der vorherigen Schicht 
bereits Material befindet

Ausnahmen:

Überhänge

Bridging

Faustregel: Überhänge bis 45°
sind fertigbar

Je nach Maschine, Material und Parametern 
sind größere Winkel möglich

Hierzu Testbauteil fertigen

Zu große Überhänge müssen über 
Stützstrukturen (Support) abgestützt werden

Question 3

Konstruktionsrichtlinien FDM

Bridging

Answer 3


Auf gleicher Höhe kann ein Spalt über einen 
geringen Weg überbrückt werden

Die maximal mögliche Brückenlänge hängt 
von Material, Bauteilkühlung, 
Druckgeschwindigkeit und 
Extrusionstemperatur
ab

Die maximal mögliche Brückenlänge kann 
über Testbauteile ermittelt werden

Bridging
ist nur bei einer gerade Verbindung 
von Punkt zu Punkt möglich

Radien bspw. nicht möglich

Question 4

Konstruktionsrichtlinien FDM

Stützstrukturen

Answer 4

Sollte die gewünschte Geometrie weder durch Überhänge noch durch Bridging fertigbar sein, können Stützstrukturen eingesetzt werden

Stützstrukturen sollten nach Möglichkeit 
vermieden werden

Zusätzlicher Materialaustrag 

erhöht 
Kosten, verlängert Fertigungsdauer

Zusätzlicher Arbeitsschritt 

Stützstrukturen 
müssen entfernt werden

Verringerung der Oberflächenqualität 

Anbindung an Bauteil sichtbar

Wenn Stützstrukturen nicht vermieden 
werden können, sollten sie minimiert 
werden

Zu hohe Stützstrukturen neigen dazu, sich 
abzulösen oder umzufallen

Question 5

Konstruktionsrichtlinien FDM

Ausrichtung des Bauteils

Answer 5

Durch korrekte Ausrichtung des Bauteils auf dem
Druckbett lässt sich häufig der Großteil der
Stützstrukturen vermeiden

Bei der Ausrichtung spielen jedoch noch mehr
Faktoren eine Rolle

Z.B. Krafteinleitung in Bauteil

Question 6

Konstruktionsrichtlinien FDM

Stufeneffekt

Answer 6


Durch Schichtbauweise entsteht Stufeneffekt 
bei Steigungen

Abhängig von Höhe der Schichten

Wirkt sich negativ auf Funktionsflächen, 
Maßhaltigkeit und Optik des Bauteils aus

Question 7

Verfahrensabauf

Answer 7

CAD Daten

CAM Daten STL Format

CAM Daten Slicen

Produktion

Nachbearbeitung

Montage

Fertigteil / Fertige Baugruppe

Question 8

Was für Slicer Profile gibt es?

Answer 8

Maschinenprofile
Einmal pro Maschine

Materialprofile
Einmal pro Material

Druckprofile
Einmal pro Druckauftrag

Question 9

Was ist ein Slicer?

Answer 9


Software zur Erzeugung des G-Codes

Legt Prozessparameter zur Fertigung fest

Input: STL-Datei, Maschineninformationen

In der Regel sind Slicer Verfahrensabhängig

Slicer für das FDM-Verfahren sind im Regelfall 
mit allen FDM-Maschinen kompatibel

Question 10

Was wird im Maschinenprofil eingestellt:

Answer 10


Maximale Geschwindigkeiten und Beschleunigungen der Maschine

Werden nicht durch andere Werte überschrieben

Maximale Geschwindigkeiten (1. Abl. des Weges)

Maximale Beschleunigungen (2. Abl. des Weges)

Maximaler Ruck (eigentlich 3. Abl. des Weges)

Angaben zum verbauten Werkzeug - Notwendig zur Berechnung des Austrags

Düsendurchmesser

Retraction: Abbau des Drucks in der Düse durch
Zurückziehen des Filaments - Verhindert ungewolltes Austreten von Kunststoff

Question 11

Was wird im Materialprofil eingestellt?

Answer 11

Durchmesser: Üblicherweise 1,75 mm oder 2,85 mm

Besser: nachmessen!

Extrusion Multiplier: Wird nach der Berechnung des Materialaustrags mit diesem multipliziert - Bei korrekt
kalibrierter Maschine genau 1

Temperaturen des Hotends und des Heizbettes - Materialabhängig

Bauteilkühlung zur Beschleunigung der Erstarrung

Kühlung fördert Formtreue, aber auch Bauteilverzug

Geschwindigkeiten sind Materialabhängig

Um Ablösen des Bauteils zu vermeiden, sollten die ersten Schichten nicht gekühlt werden

Minimale Schichtzeit garantiert das Erstarren der letzten Schicht

Question 12

Was wird im Druckprofil eingestellt?

Answer 12

Grundsätzliche Angaben zum Druckauftrag

Schichthöhe: Teilw. abhängig von Düsendurchmesser

Beeinflusst Oberflächenqualität, Fertigungszeit

Anzahl Konturen, Deck- und Bodenschichten

Position der Naht: (Zufällig, Nah, Ausgerichtet, Hinten)

Bauteile werden im Regelfall nicht massiv hergestellt

Füllstruktur spart Material, Fertigungszeit und Gewicht

Art und Menge der FüllstrukturZusätzliche Konturen,
die um das Bauteil
herum erzeugt werden

Skirt: Eine oder mehrere Konturen, die das Bauteil nicht
berühren - Dient der Füllung der
Düse mit Material

Brim: Eine oder mehrere Konturen, die das Bauteil berühren - Dient der Steigerung der Haftung bei
geringer Grundfläche des Bauteils

Stützstruktur zum Abstützen von anderweitig nicht fertigbaren Überhängen

Stützstruktur: Basierend auf maximal möglichem Überhangswinkel automatisch generierbar

Raft: X Schichten aus dichter Stützstruktur - Verbessert Haftung bei unebenem Untergrund und Minimiert
Warping

Geschwindigkeiten der Achsen

Geschwindigkeiten beim Austragen von Kunststoff: Unterteilt nach zu fertigendem Merkmal

Geschwindigkeit bei reine Verfahrwegen

Geschwindigkeit der ersten Schicht: Geringere Geschwindigkeit begünstigt Haftung

Weitere Einstellungen zur feineren Abstimmung des Profils

Extrusionsbreite: Entspricht grundsätzlich dem
Düsendurchmesser
Kann zur Füllung kleiner Lücken minimal verringert werden
Kann erhöht werden

Überlappung zwischen Konturen u. Füllstruktur: Sorgt für optimale Verbindung und dichte Deckschichten

Question 13

Verwendete Materialien

Answer 13

Folie, Platte, Pulver, Monofilament, Granulat, Flüssigkeit