Datenqualität zur Beeinflussung der Bauteilqualität

Darauf sollten Sie achten

Grundlage der additiven Fertigung ist ein vollständiger 3D-Datensatz des Bauteils. Er wird am häufigsten durch direkte 3D-CAD-Modellierung erstellt. Die benötigten Datensätze können auch aus Messungen generiert werden. Die herkömmliche 3D-CAD Konstruktion von Bauteilen oder Baugruppen ist für das Generative Fertigungsverfahren mit einem 3D Drucker nicht geeignet. Für die Generative Fertigung gibt es deshalb ein paar wichtige Konstruktions- und Gestaltungsrichtlinien.

Datenformate

Das STL-Format ist das Standardformat zur Datenübergabe. Sind in der CAD-Datei einzelne Dreiecke oder Facettierungen sichtbar, werden sie auch im gedruckten Teil sichtbar sein. In diesem Fall wird empfohlen, eine .stp-Datei oder eine andere Datei mit hoher Auflösung zu verwenden.

Wenn Sie uns eine Datei für den 3D-Druck übermitteln, stellen Sie uns bitte für jede Komponente eine Datei zur Verfügung (idealerweise im zusammengebauten Zustand). Die Anlieferung der Druckdateien wird generell im .stp-Format und .stl-Format bevorzugt, obwohl wir auch eine ganze Reihe anderer Formate akzeptieren.

Volumen und Körper

Bei der Konvertierung von Dateien können dezente Fehler auftreten, die sich während des Druckvorgangs verstärken können. Wir empfehlen deshalb die Nutzung der Gratissoftware Netfabb zur Überprüfung Ihrer Dateien. Unkorrigierte Fehler führen zu Verzögerungen bei der Erstellung von Angeboten und der Produktion.

Voraussetzung für eine problemlose und qualitativ hochwertige Fertigung der Bauteile mittels additiver Fertigungsverfahren ist eine fehlerfreie Wiedergabe der Geometrie im STL-Datensatz. Es ist auf Folgendes zu achten:

• Bei Flächenmodellen müssen die Flächen alle sauber miteinander verschnitten und getrimmt sein (vollständiges und fehlerfrei geschlossenes Modell – „wasserdicht“).
• Die Orientierungen aller Flächen müssen eine klare Identifizierung des Volumens sicherstellen. Bei der Triangulierung dürfen keine Konstruktionshilfselemente (Ebenen, Zylinder, Achsen, Elemente im no-show etc.) angewählt sein.
• Idealerweise werden Flächenmodelle zu geschlossenen Volumen umgewandelt, bevor die Polygonisierung / Triangulierung erfolgt.

Reparatur

Bei Erzeugung/Lieferung mangelhafter Daten fällt ein Reparaturaufwand für den Datensatz an, der unter Umständen sehr zeit- und kostenintensiv sein kann und deshalb einer gesonderten Abstimmung bedarf. Deshalb und wegen der Toleranzproblematik wird empfohlen, bemaßte Zeichnungen mitzuliefern.  Bei fehlerhaften Teilen werden Sie von uns Informiert. Bei Bedarf können Fehlstellen durch uns repariert werden. Der Aufwand wird separat verrechnet.

Volumenreduzierung (Massenreduktion) und Skalierungen

Die Fertigung großer Volumina durch additive Fertigungsverfahren kann bei einigen Verfahren sehr zeitaufwendig und kostenintensiv sein. Oftmals ist es jedoch möglich, das Volumen z. B. bei Werkzeugen bereits im CAD-Modell an den Stellen zu reduzieren, wo keine formgebenden Kavitäten erforderlich sind. Dies sollte dann bereits bei der Auslegung berücksichtigt werden. Bei einer Auftragsfertigung ist eine Volumenreduzierung im Vorfeld abzustimmen.

Um die Menge des gedruckten Rohmaterials zu verringern, können massive Teile auch hohl programmiert und ausgeführt werden, mit einer Wandstärke nach Ihren Vorgaben. In einigen Fällen können die Wände hohler Volumina mit einer nicht sichtbaren, innenliegenden Stützkonstruktion, einer sog. „Tetrashell“, stabilisiert werden. Das Innenleben des Bauteils kann mit einer Stützstruktur (Wabenstruktur) versehen werden. Dadurch wird Baumaterial eingespart und das Bauteil ist wesentlich leichter.

Kanäle

Zur Beförderung von Luft oder Flüssigkeiten, können Kanäle direkt mitgedruckt werden. Diese dienen als Transportwege des Mediums oder als Kühlung des Bauteils. Kanäle können zudem gleichzeitig als tragende Struktur eingesetzt werden. Bauteile können durch Materialeinsparung dadurch sehr leicht werden.

Wandstärke

Die minimale Wandstärke ist je nach 3D Drucktechnologie unterschiedlich. Es können dabei Genauigkeiten von bis zu 16μm erzielt werden. Kleinere Wandstärken können zu Fehlstellen im Objekt führen oder die dünnen Wände könnten abbrechen. Die minimale Wandstärke beträgt im Idealfall 2.5mm und sollte 1.0mm nicht unterschreiten.

Radien, Kanten und Ecken

Sehr spitze Kanten und Ecken sind problematisch. Aufgrund der Schichtstärke kann es hier zu ungewollten Abstumpfungen kommen. Es ist daher notwendig, einen minimalen Ecken- und Kantenwinkel einzuhalten. Ecken und Kanten werden abgerundet.

Bohrungen

Um zusätzliche Arbeitsschritte zu vermeiden, können Bohrungen direkt mit eingebaut werden. Die Rundheit der Bohrungen ist jedoch abhängig von der Lage im Bauraum des 3D Druckers. Größere Bohrungen lassen sich problemlos drucken. Bei Bohrungen mit einem Durchmesser von kleiner als 2,5 mm bietet es sich an nur eine Zentrierung/Senkung anzudeuten und die Bohrung anschließend manuell aufzubohren.

Eine Bohrung sollte nicht kleiner als Durchmesser 3.0mm sein. Kleinere Durchmesser können zu fehlerhaften Ausdrucken führen.

Bewegliche Teile

Zwei gegeneinander bewegliche Teile oder Bereiche eines Bauteils benötigen einen minimalen einzuhaltenden Abstand. Baugruppen oder Funktionsgruppen sollten etwas Luft ca. 0,2-0,3 mm zwischen den einzelnen Bauteilen oder Wandungen aufweisen. Hiermit ist gewährleistet, dass sich die vermiedenen Bauteile nicht miteinander verschmelzen und seine volle Funktionsfähigkeit erhalten bleibt. Dies gilt für Gelenke oder auch eingebaute Aktoren in den Bauteilen.