Warum brauchen wir 3D-Druck-Stützen? (mit 3D-gedruckten Olympischen Ringen)

Jeder Athlet, der an den Olympischen Spielen teilnimmt, ist auf die Unterstützung von Familie, Freunden und seinem Team angewiesen. Auch beim 3D-Druck sorgen Stützen dafür, dass sich das fertige Druckprodukt nicht verzieht, zusammenfällt oder verformt. Es scheint, dass weder Menschen noch Objekte ohne Stützen auskommen (mit Ausnahme von SLS und MJF).

Was sind 3D-Druck-Stützen?

3D-Druckstützen sind temporäre Strukturen, die während des Druckvorgangs verwendet werden, um Teile des Modells mit Überhängen oder Brücken zu stabilisieren und zu verstärken. Diese Stützen sorgen dafür, dass der Druck seine Form und Integrität behält, insbesondere in Bereichen, in denen das Material aufgrund der Schwerkraft durchhängen oder sich verformen würde.

Arten von 3D-Druck-Stützen

● Baumstützen: Baumstützen haben eine baumartige Struktur mit Ästen, verbrauchen weniger Material und verkürzen den Druckvorgang. Sie sind besonders nützlich für komplexe Modelle mit vielen überhängenden Teilen.

● Abreißbare Stützen: Nach dem Drucken können die abreißbaren Stützen einfach von Hand entfernt werden, sodass eine relativ saubere Oberfläche zurückbleibt.

● Lösliche Träger: Diese Träger bestehen aus Materialien, die in Wasser oder bestimmten Lösungsmitteln löslich sind, und eignen sich ideal für komplizierte Designs, die sich manuell nur schwer entfernen lassen.

● Gitterstützen: Gitterstützen sind einfache, gitterartige Strukturen, die starken Halt bieten, aber schwer zu entfernen sind.

● Lineare Stützen: Lineare Stützen sind vertikale Stützen, die leicht zu drucken und zu entfernen sind, aber möglicherweise mehr Material verbrauchen.

Für den 3D-Druck der Olympischen Ringe haben wir Sollbruchstellen verwendet. Sie können sehen, dass die Stützen abgebrochen sind (als wir die Olympischen Ringe vom Druckbett gehoben haben).

Warum brauchen wir sie?

3D-Druckstützen bieten die notwendige Grundlage für überhängende Teile eines Modells und verhindern, dass diese während des Druckvorgangs durchhängen oder sich verbiegen. Sie tragen außerdem dazu bei, die strukturelle Integrität des Drucks zu erhalten, insbesondere bei komplexen Designs mit komplizierten Details.

Darüber hinaus sorgen Stützen für die Maßgenauigkeit des Druckobjekts, indem sie das Teil beim Abkühlen und Erstarren des Materials an Ort und Stelle halten. Durch die Unterstützung von Überhängen und Brücken tragen Stützen zu einer glatteren Oberflächenbeschaffenheit des endgültigen Drucks bei.

3D-Druck-Stützen ermöglichen den erfolgreichen Druck komplexer Geometrien. Der effektive Einsatz von Stützen kann die Qualität und Genauigkeit von 3D-Drucken deutlich verbessern.

Beim 3D-Druck der Olympischen Ringe haben wir Stützen verwendet, um den Platzbedarf in der Baukammer des SLA-3D-Druckers zu reduzieren.

Der Prozess zum Entfernen von 3D-Druckstützen

Manuelle Entfernung

● Bündigschneider oder Zange: Verwenden Sie diese Werkzeuge, um die Stützen so nah wie möglich an der Oberfläche des Modells vorsichtig abzuschneiden, ohne es zu beschädigen.

● Pinzette: Ideal zum Entfernen kleiner oder empfindlicher Stützstrukturen in engen Räumen.

● X-Acto-Messer: Nützlich zum Abschneiden aller verbleibenden Stützstücke.

● Nadelfeilen: Glätten Sie alle rauen Kanten, die nach dem Entfernen der Stützen zurückbleiben.

Nachbearbeitung

● Schleifen: Nach dem Entfernen der Stützen können durch Schleifen verbleibende raue Stellen geglättet werden.

● Polieren: Verbessert die Oberflächenbeschaffenheit nach dem Schleifen zusätzlich.

Der untere wurde geschliffen.

Mechanische Werkzeuge

● Entgratungswerkzeug: Hilft, scharfe Kanten abzurunden und Ränder oder Floße zu entfernen.

● Rotationswerkzeuge: Können zum präziseren und schnelleren Entfernen von Stützstrukturen verwendet werden, insbesondere bei größeren Modellen.

Chemische Methoden

● Lösliche Träger: Wenn die Träger aus einem löslichen Material wie PVA oder HIPS bestehen, können sie in Wasser oder einem bestimmten Lösungsmittel (z. B. Limonen für HIPS) aufgelöst werden.

● Chemische Bäder: Das Eintauchen des Drucks in ein chemisches Bad kann dazu beitragen, Stützstrukturen ohne manuelles Eingreifen aufzulösen.

Wie vermeidet man eine Stützstruktur beim 3D-Druck?

Der Verzicht auf Stützstrukturen beim 3D-Druck spart Zeit, Material und Aufwand bei der Nachbearbeitung. Hier sind einige Strategien, um den Bedarf an Stützstrukturen zu minimieren oder ganz zu vermeiden:

3D-Modelldesigns anpassen

1. Teileausrichtung optimieren

Richten Sie das Modell neu aus: Positionieren Sie das Modell so, dass Überhänge minimiert werden. Beispielsweise kann das Drucken eines Modells auf der Seite den Bedarf an Stützen reduzieren.

2. Winkeleinstellungen

Stellen Sie sicher, dass die Überhänge weniger als 45 Grad von der Horizontalebene entfernt sind, da größere Winkel normalerweise Stützen erfordern.

3. Designänderungen

● Fasen und Rundungen hinzufügen: Diese Funktionen können scharfe Überhänge durch sanfte Neigungen ersetzen und so den Bedarf an Stützen verringern.

● Integrieren Sie Brücken: Planen Sie, wenn möglich, Brücken statt Überhänge. Brücken können Lücken überbrücken, ohne dass eine Stütze erforderlich ist, wenn sie kurz genug sind.

Segmentieren des Modells

1. Teilen Sie das Modell

Zerlegen Sie komplexe Modelle in kleinere Teile, die ohne Stützen gedruckt und nach dem Drucken zusammengesetzt werden können.

2. Verwenden Sie erweiterte Slicing-Techniken

● Stützblockierung: Verwenden Sie Slicer-Softwarefunktionen, um Stützen in bestimmten Bereichen zu blockieren, in denen sie nicht benötigt werden.

● Benutzerdefinierte Stützen: Fügen Sie Stützen manuell nur bei Bedarf hinzu, optimieren Sie deren Platzierung und reduzieren Sie den Materialverbrauch.

Verwenden Sie 3DSPRO SLS- oder MJF-3D-Druckdienste

Für den 3D-Druck mit selektivem Lasersintern (SLS) und Multi Jet Fusion (MJF) sind keine Stützstrukturen erforderlich, da beide Technologien ein Pulverbett verwenden, um das Teil während des Druckvorgangs (Verschmelzens) zu stützen.

3DSPRO SLS-Druckservice

Beim SLS-Verfahren verschmilzt ein Laser selektiv Pulvermaterial Schicht für Schicht. Das ungeschmolzene Pulver, das das Bauteil umgibt, dient als natürliche Stütze und ermöglicht komplexe Geometrien ohne zusätzliche Stützstrukturen. Probieren Sie es HIER aus.

3DSPRO MJF-Druckservice

MJF verwendet ein Schmelzmittel und Hitze, um Pulverpartikel selektiv zu verschmelzen. Das umgebende, nicht verschmolzene Pulver bietet den nötigen Halt für Überhänge und filigrane Details. Probieren Sie es HIER aus.