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Ultimaker Community of 3D Printing Experts
Umaka

Frage zu Einstellungen für bessere Stabilität.

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Hallo zusammen,

ich habe eine Frage zum Thema Stabilität.

Ich meine jetzt nicht die Auswahl des Filaments.

Ich meine eher die Einstellungen.

Soll ich eher fein drucken oder eher dickere Schichten?

Sollte die Stärke der Außenhülle eher dicker sein 2.4 mm oder eher feiner?

Sollte der Füllgrad 100 % sein oder eher leicht darunter?

Sollte man lieber langsamer drucken?

Sollte man eher heißer drucken?

Ich habe einen UMO ohne Heizplatte.

Grüße Umaka

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Ich habe da keine "harten" Regeln dafür. Eher Erfahrungswerte. Für mechanisch stabile Drucke sind diese wie folgt:

 

  • dickere shells - das 3-4 Fache der Nozle-Dicke
  • heiss(er) drucken - 220° auch bei langsamen Drucken von 30-40 mm/s
  • dickere Schichten - 0.2mm

 

Habe das hier gerade gefunden:

http://my3dmatter.com/influence-infill-layer-height-pattern/

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Zusätzlich zu den von @Nicolinux geschriebenen Punkten drucke ich Teile, bei denen Bruch ein Thema ist, lieber mit nicht ganz 100% um dem Material etwas Platz zum Verteilen der Spannungen zu geben. Kann je nach Material aber auch der falsche Ansatz sein.

Persönlich finde ich das relativ neue Cura-Feature der zusätzlichen Wand jede übernächste Schicht sehr interessant. Es ergibt eine gute Vernetzung zwischen Infill und Perimeter.

Ein beheiztes Bett ist schon zu empfehlen: entweder das Ultimaker HBK oder ein Produkt eines Drittanbieters, das gute Referenzen hier im Forum hat.

Edited by Guest

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Hallo,

Wenn Du ein Objekt möglichst stabil drucken willst und dazu Temperatur, Schicht- und Wandstärke veränderst, wirst Du automatisch auch Kompromisse bei der Qualität (Aussehen der Flächen) und der Druckzeit eingehen müssen:

- wenn man die Drucktemperatur erhöht, steht man vor dem Problem, dass dann einige PLA-Sorten

beim Verfahren von Kontur zu Kontur Fäden ziehen, was zu erhöhter Nacharbeit führt. Man kann das Fadenziehen etwas reduzieren, indem man den die Eilgang-Geschwindigkeit erhöht.

- eine Verdopplung der Schichtstärke von 0,1 mm auf 0,2 mm erhöht die Stabilität, halbiert aber die Auflösung des Druckobjekts in Z-Richtung. Bei Schrägen und Abrundungen kommt es dann zu einer verstärkten Treppenbildung. Wenn es beim Druckobjekt mehr auf Stabilität als auf das Aussehen ankommt oder die Flächen des Objektes nach dem Druck nachgearbeitet werden (schleifen und lackieren), ist das OK. Ansonsten ist eine Schichtstärke von 0,1 mm ein guter Kompromiss zwischen Stabilität und Qualität.

- eine Erhöhung des Infills von 20% auf 25% verlängert bei kleinen und mittleren Teilen kaum die Druckzeit, erhöht aber die Stabilität (insbesondere die Druckfestigkeit) ordentlich.

- als Druckgeschwindigkeit wähle ich meist einen Wert zwischen 30 und 40 mm/s und bin sowohl mit der Stabilität der Teile und dem Aussehen der Flächen zufrieden. Wenn man mit der Geschwindigkeit noch weiter herunter geht und dabei mit erhöhter Temperatur und Schichtstärke druckt, benötigt man allerdings eine sehr gute Kühlung, sonst wird die Qualität wieder schlechter.

- da ich einen UM2+ mit Olssonblock habe und auch alle Düsen verwende, arbeite ich bei den Wandstärken immer in Abhängigkeit von den Düsendurchmessern:

Bei den kleinen Düsen (0,25 und 0,40 mm) nehme ich als Wandstärke 3 x Düsendurchmesser und bei den großen Düsen (0,60 und 0,80 mm) nehme ich als Wandstärke 2 x Düsendurchmesser.

Eine weitere Erhöhung der Wandstärke bringt sicher mehr Stabilität, aber dabei musst Du eines beachten: Umso mehr Material Du in das Objekt druckst, umso größer wird die Spannung im Material und die Gefahr von Warping steigt. Bei einem UMO ohne geheiztem Bett wirst Du hier sicher schnell an Grenzen stoßen.

Die Grundlage für ein stabiles Teil legt man eigentlich schon vor dem Drucken - beim Design im CAD. Alles was man hier versäumt, holt man auch durch optimale Druckparameter nicht mehr heraus.

And last but not least: Die Lage des Objektes beim Drucken kann auch entscheidend für die Stabilität sein:

Bild1.thumb.jpg.dc269156702fb8bd2c6170383075b40e.jpg Bild2.thumb.jpg.2ec271d868e93bfd1e4a74cf627216d8.jpg

Den Winkel im ersten Bild würde man bedingt durch seine Geometrie und die Bohrungen am liebsten beim Drucken flach hinlegen. Für die Stabilität des Teils ist dies aber die denkbar schlechteste Lage. Wird der Winkel später auf Biegung beansprucht, wird er brechen. Auch die kleine Verstärkung zwischen den Schenkeln bringt nichts. Der Winkel wird einfach zwischen den gedruckten Z-Ebenen aufbrechen. Legt man ihn, wie im Bild unten, auf die Seite, wird die Stabilität um ein vielfaches erhöht. Allerdings muss man sich jetzt Gedanken um die viel kleinere Auflagefläche machen und eine für eine gut haltende Adhäsionsschicht sorgen.

Bild1.thumb.jpg.dc269156702fb8bd2c6170383075b40e.jpg

Bild2.thumb.jpg.2ec271d868e93bfd1e4a74cf627216d8.jpg

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Hallo zusammen,

vielen Dank für die Antworten.

Ich werde einige Einstellungen ausprobieren.

Wo ich aber Probleme sehe ist die richtige Ausrichtung zu finden.

Bei manchen Bauteilen ist die Belastung in jeder Richtung groß.

Und wenn ich an Zahnräder denke. Die würde ich möglichst fein drucken.

Wie ich das hier lesen nimmt die Stabilität dabei wieder ab.

Grüße Umaka

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Und wenn ich an Zahnräder denke.

 

Hallo Umaka,

Wenn Du Zahnräder mit dem Ultimaker drucken willst, wird wohl die Stabilität Dein kleinstes Problem sein!

Ich habe ein kleines Windmühlenmodell, dass mit mit einem Solarmodul angetrieben wird. Diese hat zwar einen relativ langsam laufenden Getriebemotor - mir lief sie aber immer noch zu schnell. Deshalb wollte ich eine Untersetzung 3:1 einbauen. Kann doch nicht so schwer sein! Allerdings war mein Wissen über Zahnräder und deren Berechnung schon arg angestaubt. Am Ende habe ich es hinbekommen, aber der Weg dorthin war arg steinig und die Lernkurve sehr steil.

Ich habe die Zanhräder mit der 0,25er Düse, in 0,06 mm Schichten und mit einem Vorschub von 25 mm/s gedruckt. Aber frage nicht, wie viele Zahnräder dabei in den Müll gewandert sind, und das bei Druckzeiten, die eigentlich jenseits von Gut und Böse sind.

Wenn die Zahnräder nicht nur als Deko bestimmt sind, sonder auch funktionieren sollen, hast Du nicht nur Probleme bei der Berechnung und der Konstruktion, sondern auch beim Drucken. Schuld daran sind die kleinen Toleranzen (das genaue Spiel der Räder), die Du einhalten musst. Ist das Spiel zu klein, drehen die Räder entweder gar nicht oder es entsteht zuviel Reibungswärme beim Kämmen der Flanken. Wärme mögen aber Teile aus PLA überhaupt nicht! Im schlimmsten Fall verschweißen sich die Räder einfach. Ist das Spiel zu groß, wird das Getriebe etwas "geräuschvoll" und wo Geräusch ist, ist Verschleiß. Um solch genaue Teile herzustellen, musst Du unbedingt das Verhalten Deines PLA's kennen - speziell den Schrumpffaktor. Dieser ist bei jdem Hersteller anders und kann schwanken. Dazu musst Du Testteile entsprechend skaliert ausdrucken und möglicht genau auf's Hundertstel ausmessen.

Das nächste Problem ist die erste Schicht. Diese wird in der Regel dicker als die anderen ausgedruckt. Dadurch entsteht aber eine leichte Überquetschung an den Außenrändern. Das darf aber bei Zahnrädern nicht passieren, denn Material zwischen den Flanken hemmt die Bewegung oder lässt die Räder verkanten. Darauf hoffen, daß der Grat durch die Bewegung der Zahnräder verschwindet, kann man nicht (Murphy!). Und viele, viele millimetergroße Zähnchen mühevoll entgraten ... Naja. Also muss an die Zahnradunterseite eine Fase, die so groß ist, daß bei der ersten Schicht noch keine Zähne gedruckt werden.

Das nächste Problem sind die Wände - die Flanken. Die müssen sehr glatt und sehr genau sein. Da man beim Ultimaker nie weiß, ob und wann Schrittverluste eintreten, darf man bei der Druckgeschwindigkeit nicht übertreiben, denn die Zahngeometrie ist nicht gerade trivial. Die Schichtstärke sollte bei geradverzahnten Rädern 0,05 bis 0,06 mm betragen, bei schrägverzahnten Rädern kommt man sicher die Grenze des Ultimakers (0,02 bis 0,03 mm).

FAZIT: Das Drucken von Zahnrädern funktioniert - aber es lohnt sich eigentlich nicht! Selbst wenn alles klappt, hat man hinterher schweineteure Zahnräder, die weder qualitativ noch in der Lebensdauer mit industriell gefertigten mithalten können. Es macht eigentlich nur Sinn, wenn man Über- bzw. Untersetzungen benötigt, die nicht handelsüblich sind und auch dann nur für Handbetrieb oder sehr sehr geringe Drehzahlen.

Viele Grüße!

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