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Technische Thermoplaste: 5 Tipps für optimale Druckergebnisse von innovatiQ

: innovatiQ


Die hohe UV-Beständigkeit von ASA, die Elastizität von TPU oder die Widerstandsfähigkeit von kohlefaserverstärktem ABS: Die Anforderungen an technische Thermoplaste in der Additiven Fertigung sind hoch, die Einsatzbereiche vielfältig. Sie reichen von Prototypen in der Automobilindustrie bis zu Kleinserien in der Medizintechnik.

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Das 3D-Drucksystem TiQ 5 mit dem Filament-Trockner MiQ 5, der der Luft aktiv Feuchtigkeit entzieht und diese unter acht Prozent hält.

Das 3D-Drucksystem TiQ 5 mit dem Filament-Trockner MiQ 5, der der Luft aktiv...

Doch auch das beste und teuerste Material ist nur so gut wie seine Verarbeitung. Um effizient, kosten- und zeitsparend zu produzieren, sollten daher die folgenden fünf Punkte beachtet werden. So wwerden mit FFF-Druckern beste Ergebnisse erzielt und Produktionsausfälle sowie Ausschuss vermieden.

1. Filament trocknen und optimal lagern

Trockenes Filament ist die Grundvoraussetzung für einen erfolgreichen Druckprozess. Denn Feuchtigkeit im Filament beeinträchtigt das Druckergebnis. Das zeigt sich zum Beispiel daran, dass beim Drucken der Sockelschicht und im weiteren Druckverlauf vermehrt Blasen entstehen. Oft ziehen sich am Bauteil auch haarfeine Fäden oder an der Oberfläche zeigen sich Unebenheiten. Da das Bauteil in diesem Fall nicht den zumeist hohen Qualitätsanforderungen entspricht, muss der Druck wiederholt werden.

Allein aus diesem Grund lohnt es sich, das Filament vor dem Verarbeiten zu trocknen und bei der richtigen Temperatur und geringer Luftfeuchtigkeit zu verarbeiten. Damit das gelingt, hat zum Beispiel die innovatiQ GmbH + Co KG (vormals German RepRap) einen Filament-Trockner auf den Markt gebracht. Dieser entzieht der Luft aktiv Feuchtigkeit und hält diese unter acht Prozent. Zudem wird das Material bei einer konstanten Temperatur von ca. 60° Celsius gelagert. Das Filament wird somit zuverlässig getrocknet, ohne dass die Materialeigenschaften leiden.

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Genau so soll sie aussehen: Eine Staubschutzmanschette ohne jeden Mangel.

Genau so soll sie aussehen: Eine Staubschutzmanschette ohne jeden Mangel.

2. Anpressdruck des Filament-Förderrads konfigurieren

Nur wenn der Anpressdruck des Filament-Förderrads auf die verwendete Filament-Art eingestellt ist, kann dieses materialgerecht extrudiert werden. Ist der Anpressdruck zu gering, kann das Material durchrutschen. Wenn ein zu hoher Anpressdruck gewählt wurde, frisst sich die Filament-Schraube in das Material. Dann entsteht eine Unterextrusion, die zu einem ungleichmäßigen Druckbild führt. Auch ein Filament-Stau ist dann möglich. Bei einigen FFF-Druckern wie dem TiQ 5 von innovatiQ wird der Anpressdruck mit wenigen Handgriffen eingestellt, sodass immer die richtige Materialmenge ausgebracht wird.

3. Optimale Fördermenge beachten

Für ein gleichmäßiges Druckbild ist es außerdem nötig, dass dem Extruder das Material ohne jede Zugbelastung zugeführt wird. Sobald das Material auch nur minimal gespannt ist, dünnt das Filament beim Druckprozess aus. Manche Hersteller sind aus diesem Grund dazu übergegangen, einen Feeder mit einem Direct Drive Extruder zu kombinieren. So wird das Filament immer in der richtigen Geschwindigkeit zum Extruder gefördert, ohne das Filament auf dem Weg dorthin einer mechanischen Belastung auszusetzen.

4. Richtige Temperatur einstellen

ABS, Polyamid, TPU, PETG: Jedes Material verfügt über eine individuelle Glasübergangstemperatur. Diese darf beim Druck weder überschritten noch unterschritten werden. Daher spielt die richtige Temperatur von Extruder, Druckbett und Bauraum eine große Rolle.
Wird ein Filament zu heiß gedruckt, verbrennt es. Für ein gutes Druckergebnis sollte die Extruder-Temperatur daher vorab dem Material angepasst werden. Während des Druckprozesses überwacht ein Sensor den festgelegten Wert und korrigiert die Temperatur automatisch. Beim gesamten Druckprozess soll das Material auf dem Druckbett an seine optimale Haftungstemperatur gebracht werden. Ein beheizter Bauraum verspricht, dass das Bauteil so lange spannungsfrei aufgebaut wird, bis es abgeschlossen wird und kontrolliert abgekühlt werden kann.

5. Düse & Co an den Druckauftrag anpassen

Vor jedem Druck sollte der Anwender die Düse säubern und von Materialrückständen befreien. Andernfalls kann es sein, dass sich Reste des vorherigen Filaments während des Druckprozesses lösen und sich als Unebenheiten oder Punkte im aktuellen Druck zeigen. Damit nichts schief gehen kann, erlauben es einige 3D-Druck-Systeme dem Anwender, Hotend, Düse und Heizblock als Einheit zu tauschen. Dafür muss dieser lediglich eine Schraube lösen. Der FFF-Drucker ist somit im Handumdrehen für einen neuen Job mit einem anderen Material startklar.

Wenn diese fünf Punkte beherzigt werden, kommt man einem perfekten Druckergebnis einen großen Schritt näher. Darüber hinaus ist es wichtig, das Bauteil bereits im Vorfeld additiv-gerecht zu konstruieren und sich für das geeignete Material zu entscheiden.

Das 3D-Drucksystem TiQ 5 mit dem Filament-Trockner MiQ 5, der der Luft aktiv Feuchtigkeit entzieht und diese unter acht Prozent hält.
Genau so soll sie aussehen: Eine Staubschutzmanschette ohne jeden Mangel.
Zeigen sich an der Oberfläche haarfeine Fäden, wurde das Filament ggf. zu feucht verarbeitet.


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Betriebsmittel, Materialaufbereitung

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