Aufgrund des schichtweisen Aufbaus weisen additiv gefertigte Bauteile bei nahezu allen aktuell verbreiteten Druckverfahren feine Poren und Undichtigkeiten auf. Möchte man diese Bauteile dann für Einsatzzwecke verwenden, bei denen sie absolut dicht gegen verschiedene Flüssigkeiten oder Gase sein müssen, müssen die Bauteile nach dem Druck noch einmal nachbearbeitet werden. Naheliegend und weit verbreitet sind derzeit verschiedene Lösungen wie das Abdichten mit Epoxidharzen oder Lacken. Die Verwendung von Epoxidharzen ist aufwändig und anfällig für Fehler beim Mischen der beiden Komponenten. Lacke bilden zwar eine Schicht auf der Oberfläche der Bauteile und dichten dort ab, jedoch können sie leicht wieder abgerieben werden und die Bauteile werden dadurch wieder undicht.

3d-gedrucktes Bauteil tauchen und versiegeln

Eine einfache und wirkungsvolle Methode zur Herstellung wasser- und gasdichter Bauteile ist die Versiegelung. Versiegler sind dünnflüssige Polymersysteme, die über den Kapillareffekt tief in die Bauteile eindringen. Dort härten sie aus und dichten daher nicht nur an der Oberfläche, sondern auch im Inneren des Bauteils vorhandene Porositäten und Undichtigkeiten ab. Neben der Dichtheit können durch das Versiegeln auch die mechanische Festigkeit und chemische Beständigkeit der Bauteile erhöht werden. Außerdem sind die Bauteile widerstandsfähiger gegen die Witterung und Verunreinigungen. Die meisten unserer Versiegler sind einkomponentig und direkt gebrauchsfertig, sie müssen also nicht mehr angemischt werden.

3d-gedrucktes Bauteil in Lösunsmittel eintauchen um Tropfnasen zu entfernen

Die beste abdichtende Wirkung wird erreicht, wenn die Bauteile für 5 Minuten in den Versiegler eingetaucht werden. So werden alle Stellen gleichmäßig versiegelt. Wenn man nur bestimmte Stellen versiegeln möchte oder die Bauteile zu groß sind, dann kann man sie auch mit dem Versiegler einpinseln oder einsprühen. Dabei ist darauf zu achten, dass die Oberfläche dann mehrere Minuten feucht bleibt, damit der Versiegler genug Zeit hat tief in das Bauteil zu infiltrieren. Anschließend lässt man die Bauteile einfach an der Luft trocknen. Sollten Tropfnasen entstehen, können diese, wenn sie noch feucht sind, mit einem fusselfreien Tuch oder einem geeigneten Lösemittel entfernt werden. So erhält man innerhalb weniger Minuten mit geringem Aufwand Bauteile, die dicht gegen verschiedene Medien und die Witterung sind und super aussehen. Denn neben der Abdichtung wird die Oberflächenrauhigkeit verringert, die Bauteile werden also glatter und glänzender. Die Versiegler sind für alle gängigen Druckverfahren und Druckmaterialien geeignet.

Glatte Bauteile? Dafür gibt es doch schon das chemische Glätten, oder? Das ist richtig. Für das chemische Glätten benötigst du jedoch eine mehrere tausend Euro teure Anlagentechnik, die entsprechenden Chemikalien und das Know-how diese Anlage zu bedienen. Außerdem ist die Glättungswirkung an verschiedenen Positionen in der Anlage unterschiedlich und die Bauteile werden dünner, weil durch das Glätten die Oberfläche des Bauteils gelöst wird. Das chemische Glätten wird daher vor allem in der industriellen Produktion bei größeren Serien eingesetzt. Vor allem für Hobby-Anwender, aber auch für die Industrie, ist das Versiegeln eine einfache, schnelle und kostengünstige Alternative zum chemischen Glätten.

Doch wofür kannst du versiegelte Bauteile dann verwenden? Der Kreativität sind hier keine Grenzen gesetzt. So werden 3d gedruckte Brillengestelle gegen den Kontakt mit Schweiß und der Haut geschützt. Teile im Kühlsystem von Rennwagen werden abgedichtet oder können erst durch die Versiegelung als Öl- oder Kraftstoffbehälter verwendet werden, da die chemische Beständigkeit ohne Versiegelung nicht gegeben ist. Die Elektronik von Unterwasserdrohnen bleibt durch die Versiegelung auch bei großer Tauchtiefe immer trocken und funktionsfähig. Auch die klassische 3d gedruckte Blumenvase kann so auch bei besonders dünnen Wandstärken endlich mit den passenden Blumen gefüllt und dem Partner oder der Partnerin geschenkt werden. Du siehst also, die Möglichkeiten sind hier unbegrenzt.

Du möchtest mehr über das Thema erfahren und das wichtigste nochmal zusammengefasst sehen? Dann guck dir unser Video bei Youtube an:

Du möchtest deine Bauteile nicht nur abdichten, sondern auch das Gewicht verändern, ohne dadurch die Druckzeit und den Materialverbrauch zu beeinflussen? Dann sind unsere DWH Filler für dich interessant. Das sind zweikomponentige Vergussmassen, die in deinem Bauteil aushärten und dadurch die Stabilität und Druckfestigkeit stark erhöhen. Die Dichte des DWH Filler light ist nur halb so groß wie die des Druckmaterials, damit können also besonders leichte Bauteile mit dünnen Wandstärken hergestellt werden. Die Dichte des DWH Filler heavy ist dreimal so groß wie die des Druckmaterials. Hiermit können also besonders schwere Bauteile hergestellt werden, außerdem haften Magneten dann an den Bauteilen. Auf diese Weise kannst du Druckzeit und Druckmaterial einsparen und trotzdem stabile Bauteile erhalten, wie z.B. diese Dartscheibe.

Magnetische Dartsscheibe mit DHW Filler von Diamant Polymer GmbH

Die Nachbearbeitung von gedruckten Bauteilen die Pulver als Druckmaterial haben, ist im Vergleich zu Filament-und Resindruck in den meisten Fällen geringer. Einige arbeiten, wie das „entpulvern“ lassen sich mit der richtigen Technik automatisieren, wodurch Zeit und Arbeitskraft gespart werden kann.

Ein weiterer positiver Nebeneffekt sind die gleichbleibenden Ergebnisse bei den abgestrahlten Bauteilen. 

Je nach Bauteil und angewendeten Druckverfahren kann dieser Arbeits-/Zeitaufwand variieren

In diesem Beitrag findest du die vier großen Bereiche die bei der Nachbearbeitung von 3d-gedruckten Bauteilen auf dich zukommen können.

1. Aufbereitung der gedruckten Bauteile
2. Qualitätsicherung
3. Spannende Nachbearbeitung
4. Veredelung

Anhand der drei Materialformen Filament, Pulver und Resin werde ich die notwendigen Nachbearbeitungsschritte detailiert aufzeigen.

Hier wirst du feststellen das der Arbeits-/Zeitaufwand sehr unterschiedlich ist, was man beim Kauf eines 3D-Druckers auch unbedingt mit berücksichtigen sollte.

Im Allgemeinen kann man den Aufwand der Nachbearbeitung durch ein 3D-Druck gerechtes Design auf ein Minimum reduzieren. Daher ist es wichtig sich mit den speziellen Eigenschaften der jeweiligen Materialien und den zu verwendeten Druckverfahren auseinanderzusetzen.

Was man genau bei der Nachbearbeitung von 3D-gedruckten Bauteilen aus Filament beachten muss, erfährst du hier.

1.Aufbereitung beim Pulverdruck

Der Aufwand für die Aufbereitung beim Pulverdruck ist relativ gering.

Die Bauteile können anders als beim Filamentdruck, frei in den Druckraum platziert werden, da das Pulverbett als Stützstruktur dient.

Hierbei ist zu beachten das die platzierten Teile einen gewissen Mindestabstand haben. Wenn dieser nicht eingehalten wird, können die Bauteil nicht gleichmäßig abkühlen.

(Info: Generell sollte man beim Aufbereiten der Pulverdruck eine Atemschutzmaske tragen. Das verhindert das die kleinen Pulverkörnchen(0,08mm-0,11mm) in die Atemwege kommen.)

Nach fertigstellen des Druckjobs müssen die Bauteile aus dem Druckraum entnommen werden. Dabei ist der ganz Druckraum voller Pulver, hier spricht man vom sogenannten Pulverkuchen.

(Info: Bei dieser Entnahme sollte man Handschuhe tragen, da das Pulver noch warm sein kann.)

Das anhaftende lose Pulver am Bauteil, was nicht verschmolzen oder verklebt worden ist, muss mit einem externen Strahlgerät abgestrahlt werden.

Als Strahlgut kommen oftmals Glasperlen zum Einsatz.

Bei diesem ganzen Prozess sollte man mit einer gewissen Sorgfalt herangehen, um das abbrechen von kleinen Details zu vermeiden.

Nicht genutztes Pulver aus dem Pulverkuchen kann danach recycelt werden. Dieses verliert bei den hohen Temperaturen an Qualität und deshalb muss es für nachfolgende Drucke mit frischem Material „aufgefrischt“ werden.

Die Auffrischrate liegt bei 70:30 oder 80:20. Also 70% Altpulver und 30% Neupulver. Durch die hohe Wiederverwendbarkeit des Pulvers, muss wenig entsorgt werden.

Von Haus aus weißen Druckteile die mittels Pulver gedruckt worden sind eine leicht raue Oberfläche auf. Mit der richtigen Nachbearbeitung können glatte Oberflächen erzeugt werden.

2.Qualitätssicherung bei Pulverdrucken

Bei der Qualitätssicherung sprechen wir vom Messen und Prüfen der gedruckten Bauteile.

Beim Pulverdruck sind die Toleranzen der Drucktechnologie und das Schrumpfverhalten der unterschiedlichen Kunststoffe in der Konstruktion mit zu berücksichtigen.

In der Regel spricht man von einem Toleranzbereich von 0,05-0,2mm, je nach Druckermodell und Material.

2.1.Wie erfolgt die Qualitätssicherung bei Pulverdrucken?

•  Messschieber
• Bügelmessschraube
• Optisches Messgerät
• Prüflehren

3.Spanende Nachbearbeitung

Durch das gleichmäßige Verkleben oder Verschmelzen der Pulverkörner, sind spanende Bearbeitungen, wie Fräsen, Drehen, Bohren, etc. sehr gut möglich.

Bei der Bearbeitung von Kunststoffen sollten man generell aber darauf achten nicht zu viel Material nachträglich abzutragen, da sich sonst das Bauteil verziehen kann.

Diese Aspekte müssen mitberücksichtigt werden:

3.1.Bauteil spannen

Bevor du dein Bauteil zerspannen kannst, musst du es erst einmal fixieren bzw. einspannen. Hier ist sollte man auf den gewählten Spanndruck achten.

Dieser muss so gewählt sein, dass sie sich das Bauteil nicht verdrückt, aber dennoch fest ist.

3.2.Wandstärke

Die verwendete Wandstärke einen großen Einfluss auf den Erfolg nachträglicher Zerspanung.

Gerade wenn man Bohrungen, Passungen oder Gewinde nachträglich in das Bauteil hineinarbeiten möchte.

Auch die Obere-/unterste Schichte muss so gewählt sein, das bei einer möglichen Zerspanung noch genügend Material vorhanden ist.

3.3.Verzug 

Bei der Zerspanung von Kunststoffteilen ist der Verzug des Bauteils ein ständiger Begleiter.

Versuche nur mit geringen Materialabtrag zu arbeiten, um den Druck der bei der Zerspanung aufkommt, so gering wie möglich zu halten.

3.4.Kühlung der Werkzeuge

Die Kühlung der Werkzeuge ist beim Zerspanen sehr wichtig, um die entstehende Wärme und Späne mit abzutransportieren.

Bei Kunststoffen sollte man aber mitbeachten, dass sie ganz gerne Wasser absorbieren. Das Absorbationsverhalten ist sehr unterschiedlich von Kunststoff zu Kunststoff.

Sollte darauf nicht geachtet werden, kann es zu einem „aufquellen“ der Bauteile kommen.

4.Veredelung

Der 3D-Druck bietet uns viele Möglichkeiten und lässt uns dinge herstellen die vor geraumer Zeit noch undenkbar waren.

Durch den Schichtweißenaufbau ermöglicht er uns auch Strukturen zu erschaffen die in der Natur vorkommen und diese sich schon Jahrhunderte lang bewährt haben.

Um auch eine saubere und feine Optik/Haptik dieser gedruckten Bauteile zu erhalten gibt es verschiedene Wege, diese zu erreichen.

Eine raue Oberfläche ist das Hauptmerkmal beim Pulverdruck, doch diesen kann man mit diversen Veredelungen reduzieren.

Je nach Material bietet sich eine andere Veredelung an, mit diese man auch teilweise die mechanischen Eigenschaften des Modells verbessern kann.

Die drei großen Veredelung Kategorien:

4.1.Subtraktive Veredelung

Wie der Name es schon vermuten lässt, wird bei der subtraktiven Veredelung, Material vom Bauteil weggenommen. Das ist ähnlich wie bei der Subtraktiven Zerspanung, nur das hier eine viel kleinere Menge (0,01-0,05mm) abgetragen wird.

Dies sollte bei der Konstruktion mit berücksichtig werden, wenn bei dem Bauteil eine hohe Maßgenauigkeit gefordert ist.

Beim Pulverdruck bieten sich diese Bearbeitungen an, um die raue Oberfläche zu glätten.

Schleifen

Schleifen gehört ebenfalls zu spanabhebenden Fertigungsverfahren, dient aber eher zur Fein- und Fertigbearbeitung von Werkstücken. Wir unterscheiden zwischen manuellem und maschinellem Schleifen. Ziel des Schleifens ist es, die Oberflächenrauheit des Werkstückes zu verringern, um so die Qualität der Flächen zu optimieren.

Beim maschinellen Schleifen kommt ein weiterer Punkt hinzu – nämlich der Faktor Wärme. Durch die hohe Reibung entsteht Wärme, welche das gedruckte Modelle eventuell verformen kann. Hier ist es besonders wichtig mit geringen Geschwindigkeiten zu arbeiten und den Druck minimal zu halten.

Gleitschleifen (Trowalisieren)

Beim Gleitschleifen werden die fertig gedruckten Bauteile mitsamt den Schleifkörpern in einen Behälter gelegt. Diese Kombination wird dann auf unterschiedliche Art und Weiße in Bewegung gesetzt werden. (Vibrationen, Drehbewegungen des Behälters)

Durch das ständige Auftreffen der Schleifkörper auf das Bauteil werden Unebenheiten geglättet und spitze Kanten gebrochen. Es findet ein gleichmäßiger Abtrag und somit eine homogene Oberfläche erzeugt.

Je nach Material und Art des gedruckten Bauteils müssen die Schleifkörper angepasst werden.

Die Schleifkörper gibt es in unterschiedlichen Formen(z.B. Kegel, Dreieck, Kugel, Würfel, etc.) und Materialien (Glasperlen, Korund, Wallnussschalen, Metalle, etc.)

Polieren

Beim Polieren wird eine raue Oberfläche durch minimalen Schichtabtrag geglättet. Es dient meist dazu eine glänzende und noch glatte Oberfläche als beim schleifen zu erzeugen.

Um dies zu erreichen wird feines Schleifpapier, Polierpaste und polierscheiben aus unterschiedlichen Materialien wie Lammwolle, Baumwolle, Stahlwolle, uvm. verwendet.

Strahlen

Beim Strahlen werden Partikel mit hohem Druck auf die Oberfläche des gedruckten Bauteil gestrahlt.

Dabei werden Unebenheiten und Rauheitsspitzen geglättet und dadurch die Oberfläche verdichtet.

Das Strahlgut kann wie beim Gleitschleifen unterschiedliche Formen aufweißen und aus unterschiedlichen Materialien bestehen.

Mögliche Materialien sind zum Beispiel Glasperlen, Korund, Sand, Metall, Keramik aber auch pflanzliche Materialien wie Nussschalen oder Maiskolbengranulat.

4.2.Additive Veredelung

Bei der additiven Veredelung wird etwas auf das gedruckte Bauteil aufgebracht.

Es können Flüssigkeiten, Pulver und Folien verwendet werden. Je nach Anwendung kommen Schichtstärken von 0,1 - 1,0mm zusätzlich auf das Bauteil drauf.

Wie bei der subtraktiven Veredelung sollte das bei der Konstruktion mit eingeplant werden.

Grundieren

Die Grundierung dient der besseren Haftung zwischen Farbe und Druckteil. In den meisten Fällen dient sie als Grundlage für das spätere Bemalen oder Lackieren.

Je nach Stärke der Grundierungen können kleine Unebenheiten ausgeglichen werden, jedoch den Treppenstufeneffekt wirst du nicht komplett wegbekommen aber reduzieren.

Die Grundierungen kannst du entweder aufsprühen oder mittels Pinsel aufstreichen.

Es ist darauf zu achten das die chemische Zusammensetzung der Grundierung mit der der späteren Farbe auch harmonieren.

Einfärben

Beim Einfärben wird das gedruckte Bauteil zunächst in ein warmes Wasserbad getaucht. Dadurch entsteht eine chemische Reaktion, wodurch die Farbpigmente in das Material eindringen (ca. 0,2mm tief) kann. Anschließend muss das Bauteil noch getrocknet werden.

Anders als beim Lackieren bleiben die Abmaße des Bauteils gleich.

Des Weiteren sind die Farben langlebiger und es kann zu keinen „Abplatzen“ kommen. Durch das Tauchbad, werden auch die unzugänglichsten Stellen gleichmäßig mit eingefärbt.

Lackieren

Damit die Lackierung von gedruckten Bauteilen aus langfristig hält, ist in den meisten Fällen eine Grundierung von Nöten. Acrylfarbe macht hier jedoch eine Ausnahme, es hält auch auf nicht grundierten Bauteilen.

Generell ist es wichtig das deine Bauteile frei von Staub und Fett sind.

Hier gibt es die Möglichkeit den Lack mittels Sprühdose oder Pinsel aufzutragen. Beim Pinseln hat man die Chance größere Rillen mit dem Lack zu Füllen.

Damit die Lackierung auch nach Monaten nicht verbleicht und den gleichen Glanz hat, ist es ratsam die lackierten Bauteile mit einem Klarlack zu besprühen.

Tauchbeschichten

Wie der Name schon vermuten lässt, wird bei der Tauchbeschichtung das Bauteil in ein Material eingetaucht.

Das kann Farbe oder aber auch ein flüssiges Kunstharz sein, dadurch kann die Optik und je Beschichtungsmaterial auch die Eigenschaften verbessert werden.

Durch das eintauchen verteilt sich die Flüssigkeit gleichmäßig um das Bauteil herum.

Je nach Form des Modell muss dieser Tauchvorgang wiederholt werden. Nachdem tauchen wird das Modell aus dem Bad genommen und man lässt die Flüssigkeit abtropfen.

Die Beschichtung wird nun gleichmäßig ausgehärtet.

Es Bedarf jedoch Übung und auch Fachwissen, da die Materialien sich unterschiedlich verhalten. Für Privatnutzer ist der Aufwand für die meisten gedruckten Objekte einfach zu groß.

Wassertransferdruck

Der Wassertransferdruck ist eine kostengünstige Methode um deine Modelle mit einem speziellen Design zu versehen. Es werden somit schon verschiedene Muster wie zum Beispiel Carbon oder Wurzeloptiken in der Automobilbranche angefertigt.

Dabei wird das Modell in eine Wanne mit klarem und sauberem Wasser getaucht, auf dem eine Wasserlösliche Druckfolie schwimmt.

Diese Folien haftet an der Oberfläche und legt sich um alle Konturen des Bauteils.

Der Wassertransferdruck eignet sich auch für andere Materialien wie Metall, Keramik, Glas, Leder, etc.

4.3.Chemische Veredelung

Bei diesen Veredelungen wird weder was abgetragen noch aufgetragen. Hier werden die Molekül Strukturen des Materials verändert, wodurch dessen Eigenschaften in Bezug auf härte und Optik sich verbessern.

Je nach Behandlungsart können Spritzgussähnliche Oberflächen erschaffen werden.

Die notwendigen Chemischen Substanzen bzw. Hilfsmittel unterscheiden sich stark vom verwendeten Material.

Vapor Smoothing

Das Vapor Smoothing ist im deutschsprachigen Raum auch als chemisch glätten bekannt.

Hier wird das Bauteil in eine geschlossene Kammer getan wobei es dann dort mit Lösungsmitteldämpfen in Berührung kommt.

Dabei wird die oberste Schicht leicht verflüssigt und wodurch sich die Molekühlstruktur verändert. Es entsteht eine glatte Oberfläche.

Je nach Dauer und Intensität des Dampfen fallen die Ergebnisse unterschiedlich aus. In den meisten Fällen wird kein Material abgetragen, umso intensiver die Behandlung, desto größer ist die Gefahr das kleine Details am Druckteil verloren gehen.

Die Lösungsmittel und das Material des gedruckten Bauteils müssen zueinander passen.

Das chemisch glätten kann zuhause auch durchgeführt werden, jedoch bedarf es einer geeigneten Schutzausrüstung da die Chemikalien Gesundheitsschädlich sind.

Galvanisieren

Beim Galvanisieren wird das gedruckte Bauteil mit einem Metall überzogen.

Hierbei wird Das Bauteil in ein elektrolytisches Bad gehangen, durch das Strom geleitet wird. Die Anode, also der Pluspol befindet sich am abzulösenden Metall und an der Kathode, als den Minuspol befindet sich das gedruckte Bauteil.

Der Strom löst die Metallionen ab und diese lagern sich dann durch die Reduktion am zu beschichtenden Bauteil wieder ab.  Das Bad ermöglicht eine gleichmäßige Beschichtung.

Mit dem Galvanisieren können metallische Eigenschaften, wie Leitfähigkeit oder Magnetismus dem 3D-Druck Kunststoff Bauteil hinzugefügt werden. Auch die Stabilität wird verbessert.

Die Aufbereitung der Bauteile und das Entfernen der notwendigen Stützstrukturen, sind im Vergleich zum Filament-und Pulverdruck, wichtige Merkmale beim Post-Processing von 3D-Druck mit Kunstharz.

Die Bauteile müssen gereinigt und oftmals nachgehärtet werden, damit die Resine ihre Eigenschaften entfalten können.

Je nach verwendeten 3D-Druckverfahren müssen die Stützstrukturen Manuell oder durch spezielle Flüssigkeiten entfernt werden.

Durch die geringe Schichtstärke beim 3D-Druck, weißen die Resindrucke eine sehr glatte und feine Oberfläche auf, wodurch die Bauteile nur selten noch geschliffen oder poliert werden müssen.

Je nach Bauteil und angewendeten Druckverfahren kann dieser Arbeits-/Zeitaufwand variieren.

Wie genau die Nachbearbeitung aussieht und worauf man achten sollte, erfährst du in diesem Beitrag.

In diesem Beitrag findest du die vier großen Bereiche die bei der Nachbearbeitung von 3d-gedruckten Bauteilen auf dich zukommen können.

1. Aufbereitung der gedruckten Bauteile
2. Qualitätsicherung
3. Spannende Nachbearbeitung
4. Veredelung

Anhand der drei Materialformen Filament, Pulver und Resin werde ich die notwendigen Nachbearbeitungsschritte detailiert aufzeigen.

Hier wirst du feststellen das der Arbeits-/Zeitaufwand sehr unterschiedlich ist, was man beim Kauf eines 3D-Druckers auch unbedingt mit berücksichtigen sollte.

Im Allgemeinen kann man den Aufwand der Nachbearbeitung durch ein 3D-Druck gerechtes Design auf ein Minimum reduzieren. Daher ist es wichtig sich mit den speziellen Eigenschaften der jeweiligen Materialien und den zu verwendeten Druckverfahren auseinanderzusetzen.

Was man genau bei der Nachbearbeitung von 3D-gedruckten Bauteilen aus Resin beachten muss, erfährst du hier.

1.Aufbereitung beim Resindruck

Wie beim Filament und Pulverdruck fällt der Aufwand bei der Aufbereitung des Resindruckes je nach Modell und Druckverfahren unterschiedlich aus.

Mit einem 3D-Druck gerechten Design und der richtigen Ausrichtung des Modells im Bauraum können mögliche Nachbearbeitungen überflüssig gemacht werden. Dies ist aber sehr geometrieabhängig.

Um das Optimum der Resin drucke herauszuholen, bedarf es nachdem Druck zwei Schritte:

• Abspülen
• Aushärten

Bei Abspülen werden die Bauteile nachdem Druck in ein Lösungsmittelbad aus Isopropylalkohol gelegt. Vorteilhaft ist es, wenn dieses Bad immer etwas in Bewegung ist, somit werden die nicht ausgehärteten Harzreste leichter entfernt.

Für das Abspülen bieten einige Hersteller auch die eigenen Geräte gleich mit an.

Bevor die Abgespülten Bauteile zum nachhärten kommen, sollten sie an der frischen Luft etwas abtrocken. Sonst kann es Probleme beim nachhärte Prozess kommen.

Durch das Aushärten bekommen die gedruckten Bauteile, erst ihre finalen mechanischen Eigenschaften. Diese sind von Resin zu Resin unterschiedlich.

Das Aushärten erfolgt mittels UV-Strahlung, wobei auch hier externe Geräte zum Einsatzkommen.

Die Aushärtezeiten liegen so zwischen 10-60min.

Danach können die Stützstrukturen entfernt werden.

1.1.Werden Stützstrukturen benötigt?

Ja - je nach Druckverfahren

Beim Resindruck werden Stützstrukturen benötigt. Diese werden ähnlich wie beim Filamentdruck, für Überhänge und freistehenden Konturen benötigt.

Des Weiteren wird von einigen Herstellern empfohlen, das Modell nicht direkt auf die Druckplattform zu platzieren, da man dieses dann nur schwer vom Druckbett wieder lösen kann. In den meisten Fällen wird das Modell beschädigt oder im schlimmsten Fall zerstört.

Bei den Druckverfahren wie SLA und DLP, die nur mit einem Resin drucken, müssen die Stützstrukturen mechanisch entfernt werden.

Druckverfahren wie zum Beispiele MJP von 3D-System arbeiten mit mindestens zwei Resinen, bei dem eins davon nur die Stützstrukturen druckt.

Diese werden nach dem Druck mittels einer speziellen Lauge(z.B. Natronlauge) aufgelöst.

1.2.Kann ich Einfluss auf die Stützstrukturen nehmen?

In den Slicer-Programmen gibt es einige Einstellungsmöglichkeiten, um deine Stützstrukturen anzupassen.

Du hast hier die Möglichkeit zwischen vorgefertigten Stützstruktur Profilen(z.B. leicht, mittel, schwer) auszuwählen. Dabei verändern sich die allgemeine Stärke der Stützen und die Kontaktpunkte zwischen Bauteil und Stützstruktur.

Die Software platziert dann nur dort die Stützen, wo sie auch wirklich gebraucht werden.

In den neusten Slicer Versionen kannst du auch noch manuell an Stützstrukturen erstellen.

Man sollte aber bedenken, dass man diese nach dem druck alle manuell entfernen muss.

1.3.Welche Werkzeuge/Hilfsmittel können helfen?

Um die Stützstrukturen mechanisch zu entfernen, gibt es verschiedene Werkzeuge , die sich in den letzten Jahren bewährt haben:

Pinzette, damit können feine Stützstrukturen mit ein wenig Wackeln vom Bauteil gelöst werden.

Zange + Seitenschneider oftmals gibt’s diese beiden Werkzeuge im Set zu erwerben. Damit lassen sich auch stärkere Stützstrukturen gut vom Bauteil trennen.

Bastelmesserset diese Messer sind sehr scharf und eignen sich sehr gut, um Stützen knapp am Modell sauber zu entfernen.

2.Qualitätssicherung bei Resindrucken

Bei der Qualitätssicherung sprechen wir vom Messen und Prüfen der gedruckten Bauteile.

Beim Resindruck sind die Toleranzen der Drucktechnologie und das Schrumpfverhalten der unterschiedlichen Kunststoffe in der Konstruktion mit zu berücksichtigen. Das Modell wird nach dem aushärten kleiner.

Je nach Anwendungsfall der gedruckten Bauteile, ist deshalb ein Probedruck zu empfehlen.

Der Toleranzbereich bei Kunstharzdrucken ist im Vergleich zu Filament- und Pulverdruck kleiner.

Je nach Druckermodell und Material befinden wir uns hier zwischen 0,05-0,1mm.

2.1.Wie erfolgt die Qualitätssicherung bei Resindrucken?

•  Messschieber
• Bügelmessschraube
• Optisches Messgerät
• Prüflehren

3.Spanende Nachbearbeitung

Spanende Bearbeitungen, wie Fräsen, Drehen, Bohren, etc. sind bei Bauteilen aus Kunstharz eher nicht zu empfehlen.

Durch das nachträgliche aushärten werden die Modelle sehr spröde, wodurch eine spanende Nachbearbeitung nur schwer zu realisieren ist. Schon bei kleinen Bohrungen kann es passieren das kleine Materialstücken abplatzen.

4.Veredelung

Der 3D-Druck bietet uns viele Möglichkeiten und lässt uns dinge herstellen die vor geraumer Zeit noch undenkbar waren.

Durch den Schichtweißenaufbau ermöglicht er uns auch Strukturen zu erschaffen die in der Natur vorkommen und diese sich schon Jahrhunderte lang bewährt haben.

Um auch eine saubere und feine Optik/Haptik dieser gedruckten Bauteile zu erhalten gibt es verschiedene Wege, diese zu erreichen.

Dabei weißen die Druckverfahren die mit Resinen drucken, schon von Anfang an eine sehr feine Oberfläche auf. In den meisten Fällen reicht es aus den Spuren der Stützstrukturen zu beseitigen.

Je nach Anwendungsfall und Material bietet sich eine andere Veredelung an, mit diese man auch teilweise die mechanischen Eigenschaften des Modells verbessern kann.

Die drei großen Veredelung Kategorien:

4.1.Subtraktive Veredelung

Wie der Name es schon vermuten lässt, wird bei der subtraktiven Veredelung, Material vom Bauteil weggenommen. Das ist ähnlich wie bei der Subtraktiven Zerspanung, nur das hier eine viel kleinere Menge (0,01-0,05mm) abgetragen wird.

Dies sollte bei der Konstruktion mit berücksichtig werden, wenn bei dem Bauteil eine hohe Maßgenauigkeit gefordert ist.

Beim Resindruck bieten sich diese Bearbeitungen an, um die Spuren der Stützstrukturen zu beseitigen.

Schleifen

Schleifen gehört ebenfalls zu spanabhebenden Fertigungsverfahren, dient aber eher zur Fein- und Fertigbearbeitung von Werkstücken. Wir unterscheiden zwischen manuellem und maschinellem Schleifen. Ziel des Schleifens ist es, die Oberflächenrauheit des Werkstückes zu verringern, um so die Qualität der Flächen zu optimieren.

Bemerkung:

Auch beim manuellen Schleifen muss auf den Druck geachtet werden, der auf das Werkstück ausgeübt wird. Wie beim Feilen kann es auch hier zur Deformierung kommen.

Beim maschinellen Schleifen kommt ein weiterer Punkt hinzu – nämlich der Faktor Wärme. Durch die hohe Reibung entsteht Wärme, welche das gedruckte Modelle eventuell verformen kann. Hier ist es besonders wichtig mit geringen Geschwindigkeiten zu arbeiten und den Druck minimal zu halten.

Gleitschleifen (Trowalisieren)

Beim Gleitschleifen werden die fertig gedruckten Bauteile mitsamt den Schleifkörpern in einen Behälter gelegt. Diese Kombination wird dann auf unterschiedliche Art und Weiße in Bewegung gesetzt werden. (Vibrationen, Drehbewegungen des Behälters)

Durch das ständige Auftreffen der Schleifkörper auf das Bauteil werden Unebenheiten geglättet und spitze Kanten gebrochen. Es findet ein gleichmäßiger Abtrag und somit eine homogene Oberfläche erzeugt.

Je nach Material und Art des gedruckten Bauteils müssen die Schleifkörper angepasst werden.

Die Schleifkörper gibt es in unterschiedlichen Formen(z.B. Kegel, Dreieck, Kugel, Würfel, etc.) und Materialien (Glasperlen, Korund, Wallnussschalen, Metalle, etc.)

Polieren

Beim Polieren wird eine raue Oberfläche durch minimalen Schichtabtrag geglättet. Es dient meist dazu eine glänzende und noch glatte Oberfläche als beim schleifen zu erzeugen.

Um dies zu erreichen wird feines Schleifpapier, Polierpaste und polierscheiben aus unterschiedlichen Materialien wie Lammwolle, Baumwolle, Stahlwolle, uvm. verwendet.

4.2.Additive Veredelung

Bei der additiven Veredelung wird etwas auf das gedruckte Bauteil aufgebracht.

Es können Flüssigkeiten, Pulver und Folien verwendet werden. Je nach Anwendung kommen Schichtstärken von 0,1 - 1,0mm zusätzlich auf das Bauteil drauf.

Wie bei der subtraktiven Veredelung sollte das bei der Konstruktion mit eingeplant werden.

Grundieren

Die Grundierung dient der besseren Haftung zwischen Farbe und Druckteil. In den meisten Fällen dient sie als Grundlage für das spätere Bemalen oder Lackieren.

Je nach Stärke der Grundierungen können kleine Unebenheiten ausgeglichen werden, jedoch die Überreste der Stützstrukturen wirst du nicht komplett wegbekommen aber reduzieren.

Die Grundierungen kannst du entweder aufsprühen oder mittels Pinsel aufstreichen.

Es ist darauf zu achten das die chemische Zusammensetzung der Grundierung mit der späteren Farbe auch harmonieren.

Lackieren

Damit die Lackierung von gedruckten Bauteilen aus langfristig hält, ist in den meisten Fällen eine Grundierung von Nöten. Acrylfarbe macht hier jedoch eine Ausnahme, es hält auch auf nicht grundierten Bauteilen.

Generell ist es wichtig das deine Bauteile frei von Staub und Fett sind.

Hier gibt es die Möglichkeit den Lack mittels Sprühdose oder Pinsel aufzutragen. Beim Pinseln hat man die Chance größere Rillen mit dem Lack zu Füllen.

Damit die Lackierung auch nach Monaten nicht verbleicht und den gleichen Glanz hat, ist es ratsam die lackierten Bauteile mit einem Klarlack zu besprühen.

Wassertransferdruck

Der Wassertransferdruck ist eine kostengünstige Methode um deine Modelle mit einem speziellen Design zu versehen. Es werden somit schon verschiedene Muster wie zum Beispiel Carbon oder Wurzeloptiken in der Automobilbranche angefertigt.

Dabei wird das Modell in eine Wanne mit klarem und sauberem Wasser getaucht, auf dem eine Wasserlösliche Druckfolie schwimmt.

Diese Folien haftet an der Oberfläche und legt sich um alle Konturen des Bauteils.

Der Wassertransferdruck eignet sich auch für andere Materialien wie Metall, Keramik, Glas, Leder, etc.

4.3.Chemische Veredelung

Bei diesen Veredelungen wird weder was abgetragen noch aufgetragen. Hier werden die Molekül Strukturen des Materials verändert, wodurch dessen Eigenschaften in Bezug auf härte und Optik sich verbessern.

Je nach Behandlungsart können Spritzgussähnliche Oberflächen erschaffen werden.

Die notwendigen Chemischen Substanzen bzw. Hilfsmittel unterscheiden sich stark vom verwendeten Material.

Galvanisieren

Beim Galvanisieren wird das gedruckte Bauteil mit einem Metall überzogen.

Hierbei wird Das Bauteil in ein elektrolytisches Bad gehangen, durch das Strom geleitet wird. Die Anode, also der Pluspol befindet sich am abzulösenden Metall und an der Kathode, als den Minuspol befindet sich das gedruckte Bauteil.

Der Strom löst die Metallionen ab und diese lagern sich dann durch die Reduktion am zu beschichtenden Bauteil wieder ab.  Das Bad ermöglicht eine gleichmäßige Beschichtung.

Mit dem Galvanisieren können metallische Eigenschaften, wie Leitfähigkeit oder Magnetismus dem 3D-Druck Kunststoff Bauteil hinzugefügt werden. Auch die Stabilität wird verbessert.

Es ist schwer eine allgemeine Beschreibung der Nachbearbeitung für 3D-gedruckte Bauteil zu definieren, da sich diese, an Umfang, Zeitaufwand und Kosten, von Druckverfahren zu Druckverfahren stark unterscheiden.

In diesem Beitrag findest du die vier großen Bereiche die bei der Nachbearbeitung von 3d-gedruckten Bauteilen auf dich zukommen können.

1. Aufbereitung der gedruckten Bauteile
2. Qualitätsicherung
3. Spannende Nachbearbeitung
4. Veredelung

Anhand der drei Materialformen Filament, Pulver und Resin werde ich die notwendigen Nachbearbeitungsschritte detailiert aufzeigen.

Hier wirst du feststellen das der Arbeits-/Zeitaufwand sehr unterschiedlich ist, was man beim Kauf eines 3D-Druckers auch unbedingt mit berücksichtigen sollte.

Im Allgemeinen kann man den Aufwand der Nachbearbeitung durch ein 3D-Druck gerechtes Design auf ein Minimum reduzieren. Daher ist es wichtig sich mit den speziellen Eigenschaften der jeweiligen Materialien und den zu verwendeten Druckverfahren auseinanderzusetzen.

Was man genau bei der Nachbearbeitung von 3D-gedruckten Bauteilen aus Filament beachten muss, erfährst du hier.

1.Aufbereitung beim Filamentdruck

Der Aufwand beim Filamentdruck ist sehr vom Modell und den gewählten Einstellungen

Abhängig. 

Mit einem 3D-Druck gerechten Design und der richtigen Ausrichtung des Modells im Bauraum können mögliche Nachbearbeitungen überflüssig gemacht werden. Dies ist aber sehr geometrieabhängig.

1.1.Werden Stützstrukturen benötigt?

Beim Filamentdruck müssen in der Regel nur die Stützstrukturen entfernt werden, diese werden aber nur bei Überhängen und freistehenden Konturen benötigt.

Das Entfernen dieser Stützstrukturen erfolgt in den meisten Fällen mechanisch.

Eine weitere Möglichkeit ist, diese Stützstrukturen aus einem anderen Material zu drucken. Dieses kann dann durch Wasser oder einer anderen chemischen Lösung aufgelöst werden.

1.2.Kann ich Einfluss auf die Stützstrukturen nehmen?

In den Slicer-Programmen gibt es einige Einstellungsmöglichkeiten um deine Stützstrukturen anzupassen.

Achte dabei speziell auf folgende Parameter:

Platzierung der Stützstruktur

Bei der Platzierung gibst du an, an welchen Stellen die Stützstruktur gedruckt werden soll. Es gibt in den Slicer-Programmen zwei Varianten.

„Überall“ und „Druckbett berühren“.

Wie der Name „Überall“ schon verrät, werden die benötigten Stützstrukturen überall platziert.

Auch auf bestehende Bauteilkonturen können Stützstrukturen gedruckt werden. Diese müssen nach Fertigstellung wieder manuell entfernt werden. Mit der Option „Druckbett“ werden die Stützstrukturen an den Stellen platziert, an denen diese einen direkten Kontakt mit dem Druckbett haben.

Winkel für Überhänge

Mit dieser Option wird der Mindestwinkel für Überhänge angegeben. Alle Konturen, die diesen Mindestwinkel nicht einhalten, werden durch die Stützstrukturen unterstützt.

Muster der Stützstruktur

Auch das Muster der Stützstruktur kann in den neuesten Slicer - Versionen verändert werden. Dieses hat aber nicht so großen Einfluss wie das Füllmuster. Wichtig ist, dass die Stützstruktur deinem Überhang bzw. deiner Brücke die notwendige Auflagefläche bietet.

Dichte der Stützstruktur

Je höher die Dichte der Stützstruktur eingestellt ist desto mehr Auflagefläche bietet sie. Bedenke aber, dass sich diese dann auch viel schwerer wieder entfernen lassen. Standardwerte sind hier 15-25%.

Mindestabstand der Stützstruktur

Hier ist der Mindestabstand zwischen Bauteil und Stützstruktur gemeint. Dieser sollte ca. 0,3mm – 0,4mm betragen. Damit vermeidest du eine Verschmelzung von Bauteil und Stützstruktur.

1.3.Welche Werkzeuge/Hilfsmittel können helfen?

Um mögliche Stützstrukturen mechanisch zu entfernen, gibt es verschiedene Werkzeuge , die sich in den letzten Jahren bewehrt haben:

Hakenklingen, diese sind besonders gut geeignet um scharfe Kanten zu brechen oder Löcher zu entgraten.

Zange + Seitenschneider oftmals gibt’s diese beiden Werkzeuge im Set zu erwerben. Damit lassen sich die Stützstrukturen gut vom Bauteil trennen.

Bastelmesserset diese Messer sind sehr scharf und eignen sich sehr gut, um mögliche Fäden oder andere nicht gewollte Fragmente am gedruckten Modell sauber zu entfernen.

1.4.Chemische Entfernung der Stützstrukturen

Falls die Stützstrukturen mit einem besonderen Filament gedruckt werden dann eigenen sich verschiedene Lösungsmittel oder sogar einfaches Wasser.

Ist das Stützmaterial aus PVA Filament, dann reicht ein Wasserbad aus. Sollte jedoch HIPS Filament verwendet werden, dann benötigst man Limonene.

Bei den verschiedenen Stützmaterialien ist mit zu erwähnen, das diese auch kompatibel mit dem eigentlich Druckmaterial sein muss, um einen funktionierenden Dual-Druck zu erhalten.

2.Qualitätssicherung bei Filamentdrucken

Bei der Qualitätssicherung sprechen wir vom Messen und Prüfen der gedruckten Bauteile. Gerade beim Filamentdruck sollten die Toleranzen der Drucktechnologie und das Schrumpfverhalten der unterschiedlichen Kunststoffe in der Konstruktion mit zu berücksichtigen.

In der Regel spricht man von einem Toleranzbereich von 0,1-0,5mm, je Druckermodell und Material.

2.1.Wie erfolgt die Qualitätssicherung bei Filamentdrucken?

• Messschieber
• Bügelmessschraube
• Optisches Messgerät
• Prüflehren

Auch die Einflussfaktoren auf die Bauteilqualität sind bei Filamentdruckern sehr vielseitig und der Bediener hat im Vergleich zu anderen Drucksystemen großen Einfluss auf einen erfolgreichen Druck.

Nur um ein paar Beispiele zu nennen:

3D-Drucker/Wartung

Für einen gelungenen 3D-Druck ist es essenziell das dein 3D-Drucker ordentlich funktioniert und auch sauber ist. Schmutz und Dreck auf dem Druckbett oder an der Düse können die Qualität deines Druckteils verschlechtern.

Auch eine regelmäßige Wartung aller Lager und Antriebsmechaniken sind Grundvorrausetzungen für einen Qualitativhochwertigen Druck.

Darauf solltest du vor dem Druck unbedingt beachten.

Material

Beim Material fängt es schon oftmals bei der Lagerung an. Hier sollte darauf geachtet werden, dass dieses geschützt vor Umwelteinflüssen wie UV-Licht und Wasser ist. Falsch gelagertes Material erkennt man spätestens beim Druckergebnis.

Worauf du weniger Einfluss hast, aber ein sehr wichtiger Aspekt beim Material ist, der gleichbleibende Durchmesser des Filamentstrangs.

Konstanter Durchmesser = konstant gutes Druckergebnis

Druckeinstellungen

Die richtigen Druckeinstellungen sind elementar für ein gutes Druckergebnis. Diese müssen auf das Material und den Verwendungszweck des Bauteils angepasst werden.

Durch die passenden Druckparameter können viele Druckfehler vermieden und dadurch die gesamte Druckqualität gesteigert werden.

Aufbereitung der Druckteile

Die Aufbereitung der mit Filament gedruckten Modelle kann sehr unterschiedlich ausfallen. Ein entscheidender Faktor spielen hier die Stützstrukturen. Solltest du keine verwenden, kann man das Modell in den meisten Fällen einfach aus dem Drucker nehmen, ohne dass man diese Nachbearbeiten muss.

Wenn jedoch Stützstrukturen benötigt werden, dann müssen diese im Nachhinein mechanisch oder chemisch entfernt werden.

3.Spanende Nachbearbeitung

In der Regel ist eine spanende Bearbeitung, wie Fräsen, Drehen, Bohren, etc. der gedruckten Filament-Modelle möglich.

Es sollte jedoch aber nur geringe Mengen an Material abgetragen werden, da sich sonst das Bauteil verzieht und dadurch für seinen Zweck unbrauchbar wird.

Diese Aspekte müssen mitberücksichtigt werden:

3.1.Bauteil spannen

Bevor du dein Bauteil zerspannen kannst, musst du es erst einmal fixieren bzw. einspannen. Hier ist sollte man auf den gewählten Spanndruck achten.

Dieser muss so gewählt sein, dass sie sich das Bauteil nicht verdrückt, aber dennoch fest ist.

3.2.Bauteildichte

Durch die einstellung der Bauteildichte im Slicer-Programm kann man viel Material und Zeit beim 3D-Druck sparen. Bei der spanenden Nachbearbeitung kann eine zu geringe Bauteildichte Probleme verursachen.

Wenn das Bauteil voll gedruckt wird, dauert das natürlich länger und verbraucht mehr Material aber lässt sich am Ende durch seine Stabilität besser weiterverarbeiten.

Aufwand und nutzen müssen hier gegenübergestellt werden.

3.3.Wandstärke

Neben der Bauteildichte hat auch die verwendete Wandstärke einen großen Einfluss auf den Erfolg nachträglicher Zerspanung.

Gerade wenn man Bohrungen, Passungen oder Gewinde nachträglich in das Bauteil hineinarbeiten möchte.

Auch die Obere-/unterste Schichte muss so gewählt sein, das bei einer möglichen Zerspanung noch genügend Material vorhanden ist. Nicht das man danach das Füllmuster des Bauteils erkennt.

3.4.Schichtausrichtung

Gerade beim Nacharbeiten von Passungen oder das nachträgliche einbringen von Bohrungen, ist auf die Schichtausrichtung zu achten.

Wenn diese parallel zu Schicht verläuft, kann es passieren, dass es auf dieser Ebene zu Schichtspaltung kommt.

Es wäre hier ratsam die Bohrung senkrecht zur Materialebene auszurichten, natürlich nur wenn dies möglich ist.

3.5.Verzug

Bei der Zerpanung von Kunststoffteilen ist der Verzug des Bauteils ein ständiger Begleiter. Versuche nur mit geringen Materialabtrag zu arbeiten, um den Druck der bei der Zerspanung aufkommt, so gering wie möglich zu halten.

3.6.Kühlung der Werkzeuge

Die Kühlung der Werkzeuge ist beim Zerspanen sehr wichtig, um die entstehende Wärme und Späne mit abzutransportieren.

Bei Kunststoffen sollte man aber mitbeachten, dass sie ganz gerne Wasser absorbieren. Das Absorbationsverhalten ist sehr unterschiedlich von Kunststoff zu Kunststoff. Sollte darauf nicht geachtet werden, kann es zu einem „aufquellen“ der Bauteile kommen.

4.Veredelung

Der 3D-Druck bietet uns viele Möglichkeiten und lässt uns dinge herstellen die vor geraumer Zeit noch undenkbar waren.

Durch den Schichtweißenaufbau ermöglicht er uns auch Strukturen zu erschaffen die in der Natur vorkommen und diese sich schon Jahrhunderte lang bewährt haben.

Um auch eine saubere und feine Optik/Haptik dieser gedruckten Bauteile zu erhalten gibt es verschiedene Wege, diese zu erreichen.

Gerade beim Filamentdruck stellt der Technologie bedingte Treppenstufeneffekt für einige Anwendungen ein Problem da.

Je nach Material bietet sich eine andere Veredelung an, mit diese man auch teilweise die mechanischen Eigenschaften des Modells verbessern kann.

Wie du dieses beheben und dein 3D-gedrucktes Bauteil noch veredeln kannst, zeige ich dir hier.

Die drei großen Veredelung Kategorien:

4.1.Subtraktive Veredelung

Wie der Name es schon vermuten lässt, wird bei der subtraktiven Veredelung, Material vom Bauteil weggenommen. Das ist ähnlich wie bei der Subtraktiven Zerspanung, nur das hier eine viel kleinere Menge (0,01-0,2mm) abgetragen wird.

Dies sollte bei der Konstruktion mit berücksichtig werden, wenn bei dem Bauteil eine hohe Maßgenauigkeit gefordert ist.

Beim Filamentdruck bieten sich diese Bearbeitungen an, um Unebenheiten oder den Treppenstufeneffekt zu reduzieren.

Ihn Komplett wegbekommen, wird man mit diesen Methoden nicht.

Schleifen

Schleifen gehört ebenfalls zu spanabhebenden Fertigungsverfahren, dient aber eher zur Fein- und Fertigbearbeitung von Werkstücken. Wir unterscheiden zwischen manuellem und maschinellem Schleifen. Ziel des Schleifens ist es, die Oberflächenrauheit des Werkstückes zu verringern, um so die Qualität der Flächen zu optimieren.

Bemerkung:

Auch beim manuellen Schleifen muss auf den Druck geachtet werden, der auf das Werkstück ausgeübt wird. Wie beim Feilen kann es auch hier zur Deformierung kommen.

Beim maschinellen Schleifen kommt ein weiterer Punkt hinzu – nämlich der Faktor Wärme. Durch die hohe Reibung entsteht Wärme, welche das gedruckte Modelle eventuell verformen kann. Hier ist es besonders wichtig mit geringen Geschwindigkeiten zu arbeiten und den Druck minimal zu halten.

Gleitschleifen (Trowalisieren)

Beim Gleitschleifen werden die fertig gedruckten Bauteile mitsamt den Schleifkörpern in einen Behälter gelegt. Diese Kombination wird dann auf unterschiedliche Art und Weiße in Bewegung gesetzt werden. (Vibrationen, Drehbewegungen des Behälters)

Durch das ständige Auftreffen der Schleifkörper auf das Bauteil werden Unebenheiten geglättet und spitze Kanten gebrochen. Es findet ein gleichmäßiger Abtrag und somit eine homogene Oberfläche erzeugt.

Je nach Material und Art des gedruckten Bauteils müssen die Schleifkörper angepasst werden.

Die Schleifkörper gibt es in unterschiedlichen Formen(z.B. Kegel, Dreieck, Kugel, Würfel, etc.) und Materialien (Glasperlen, Korund, Wallnussschalen, Metalle, etc.)

Polieren

Beim Polieren wird eine raue Oberfläche durch minimalen Schichtabtrag geglättet. Es dient meist dazu eine glänzende und noch glatte Oberfläche als beim schleifen zu erzeugen.

Um dies zu erreichen wird feines Schleifpapier, Polierpaste und polierscheiben aus unterschiedlichen Materialien wie Lammwolle, Baumwolle, Stahlwolle, uvm. verwendet.

Strahlen

Beim Strahlen werden Partikel mit hohem Druck auf die Oberfläche des gedruckten Bauteil gestrahlt.

Dabei werden Unebenheiten und Rauheitsspitzen geglättet und dadurch die Oberfläche verdichtet.

Das Strahlgut kann wie beim Gleitschleifen unterschiedliche Formen aufweißen und aus unterschiedlichen Materialien bestehen.

4.2.Additive Veredelung

Bei der additiven Veredelung wird etwas auf das gedruckte Bauteil aufgebracht.

Es können Flüssigkeiten, Pulver und Folien verwendet werden. Je nach Anwendung kommen Schichtstärken von 0,1 - 1,0mm zusätzlich auf das Bauteil drauf.

Wie bei der subtraktiven Veredelung sollte das bei der Konstruktion mit eingeplant werden. Bei den meisten additiven Veredelungen kann der Treppenstufeneffekt völlig legalisiert werden.

Grundieren

Die Grundierung dient der besseren Haftung zwischen Farbe und Druckteil. In den meisten Fällen dient sie als Grundlage für das spätere Bemalen oder Lackieren.

Je nach Stärke der Grundierungen können kleine Unebenheiten ausgeglichen werden, jedoch den Treppenstufeneffekt wirst du nicht komplett wegbekommen aber reduzieren.

Die Grundierungen kannst du entweder aufsprühen oder mittels Pinsel aufstreichen.

Es ist darauf zu achten das die chemische Zusammensetzung der Grundierung mit der der späteren Farbe auch harmonieren.

Spachteln

Die Spachtelmaße kann gesprüht oder gepinselt werden. Die Spachtelmasse wird gleichmäßig auf das Druckteil aufgetragen.

Um optimale Ergebnisse zu erzielen, muss dieser Vorgang 3-5 mal wiederholt werden.

Bevor die neue Schicht aufgetragen wird, muss die alte ca. 30-40min trocken.

Mit dem Spachteln können Rillen und Kratzer ausgeglichen werden. Es wird eine glatte und gleichmäßige Oberfläche erzeugt.

Lackieren

Damit die Lackierung von gedruckten Bauteilen aus langfristig hält, ist in den meisten Fällen eine Grundierung von Nöten. Acrylfarbe macht hier jedoch eine Ausnahme, es hält auch auf nicht grundierten Bauteilen.

Generell ist es wichtig das deine Bauteile frei von Staub und Fett sind.

Wie beim Spachteln gibt es auch hier die Möglichkeit den Lack mittels Sprühdose oder Pinsel aufzutragen. Beim Pinseln hat man die Chance größere Rillen mit dem Lack zu Füllen.

Damit die Lackierung auch nach Monaten nicht verbleicht und den gleichen Glanz hat, ist es ratsam die lackierten Bauteile mit einem Klarlack zu besprühen.

Tauchbeschichten

Wie der Name schon vermuten lässt, wird bei der Tauchbeschichtung das Bauteil in ein Material eingetaucht.

Das kann Farbe oder aber auch ein flüssiges Kunstharz sein, dadurch kann die Optik und je Beschichtungsmaterial auch die Eigenschaften verbessert werden.

Durch das eintauchen verteilt sich die Flüssigkeit gleichmäßig um das Bauteil herum.

Je nach Form des Modell muss dieser Tauchvorgang wiederholt werden. Nachdem tauchen wird das Modell aus dem Bad genommen und man lässt die Flüssigkeit abtropfen.

Die Beschichtung wird nun gleichmäßig ausgehärtet.

Es Bedarf jedoch Übung und auch Fachwissen, da die Materialien sich unterschiedlich verhalten. Für Privatnutzer ist der Aufwand für die meisten gedruckten Objekte einfach zu groß.

Wassertransferdruck

Der Wassertransferdruck ist eine kostengünstige Methode um deine Modelle mit einem speziellen Design zu versehen. Es werden somit schon verschiedene Muster wie zum Beispiel Carbon oder Wurzeloptiken in der Automobilbranche angefertigt.

Dabei wird das Modell in eine Wanne mit klarem und sauberem Wasser getaucht, auf dem eine Wasserlösliche Druckfolie schwimmt.

Diese Folien haftet an der Oberfläche und legt sich um alle Konturen des Bauteils.

Der Wassertransferdruck eignet sich auch für andere Materialien wie Metall, Keramik, Glas, Leder, etc.

4.3.Chemische Veredelung

Bei diesen Veredelungen wird weder was abgetragen noch aufgetragen. Hier werden die Molekül Strukturen des Materials verändert, wodurch dessen Eigenschaften in Bezug auf härte und Optik sich verbessern.

Je nach Behandlungsart können Spritzgussähnliche Oberflächen erschaffen werden.

Die notwendigen Chemischen Substanzen bzw. Hilfsmittel unterscheiden sich stark vom verwendeten Material.

Vapor Smoothing

Das Vapor Smoothing ist im deutschsprachigen Raum auch als chemisch glätten bekannt.

Hier wird das Bauteil in eine geschlossene Kammer getan wobei es dann dort mit Lösungsmitteldämpfen in Berührung kommt.

Dabei wird die oberste Schicht leicht verflüssigt und wodurch sich die Molekühlstruktur verändert. Es entsteht eine glatte Oberfläche.

Je nach Dauer und Intensität des Dampfen fallen die Ergebnisse unterschiedlich aus. In den meisten Fällen wird kein Material abgetragen, umso intensiver die Behandlung, desto größer ist die Gefahr das kleine Details am Druckteil verloren gehen.

Die Lösungsmittel und das Material des gedruckten Bauteils müssen zueinander passen.

Entdecke das volle Potential des 3D-Drucks mit professionellen Post-Processing-Techniken. Der 3D-Druck hat die Art und Weise revolutioniert, wie Produkte hergestellt werden.

Doch allein der Druck von Modellen ist nur der Anfang. Um wirklich beeindruckende Ergebnisse zu erzielen, ist eine hochwertige Nachbearbeitung unerlässlich. Mit professionellen Post-Processing-Techniken kannst du deine 3D-gedruckten Objekte auf die nächste Stufe heben.

Von der Glättung der Oberflächen bis hin zur Farbgebung und Texturierung gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, um deine Kreationen zum Leben zu erwecken.

Die Artikel rund um die Nachbearbeitung von 3D Drucken, sollen dir helfen das wirkliche Optimum herauszuholen.

Lass uns anfangen und das Thema Post-Processing näher zu beleuchten.

Wie der Name Post-Processing schon verrät, sind wir am Ende der Prozesskette des 3D-Drucks angelangt. Es umfasst sämtliche Nachbearbeitungsmöglichkeiten.

Die Nachbearbeitung von Bauteilen ist oftmals ein Thema was nicht so oft angesprochen wird und auch manchmal in Vergessenheit gerät, jedoch ist dies auch ein nicht zu unterschätzendes Kapitel beim 3D-Druck.

Je nach Bauteil und Druckverfahren kann die Nacharbeit auch sehr zeitintensiv sein und dementsprechend hohe Kosten verursachen.

Doch was für Post-Processing Schritte sind beim 3D-Druck erforderlich? Sind diese bei den unterschiedlichen Druckverfahren immer gleich?

Die Nachbearbeitung bzw. das Post-Processing kann man beim 3D-Druck in vier große Bereiche unterteilen.

1. Aufbereitung der gedruckten Bauteile
2. Qualitätssicherung
3. Spanende Nachbearbeitung
4. Veredelung

3D Druck Nachbearbeitung - 1. Aufbereitung der gedruckten Bauteile

Bevor man die Bauteile einer Qualitätssicherung unterziehen kann, muss man das gedruckte Bauteil dafür vorbereiten. Hier müssen wir das Objekt von eventuellen Stützstrukturen, losen Pulver oder Kunstharz befreien.

Dieser Vorgang sollte sehr vorsichtig vonstattengehen, um sich nicht um den Lohn seiner Arbeit zu bringen. Besonders bei filigranen Bereichen ist hier äußerste vorsichtig geboten.

Je nach Druckverfahren kann diese Aufbereitung unterschiedlich ausfallen. Versuche mit einem optimierten Design oder einer besseren Bauteilorientierung im Bauraum, diese Aufbereitung auf ein Minimum zu reduzieren.

3D Druck Nachbearbeitung - 2. Qualitätssicherung

Nachdem du dein Bauteil von möglichen Stützstrukturen bzw. losen Stützmaterial befreit/gereinigt hast, ist es Zeit sich der Qualitätssicherung zu widmen.

Je nach Anwendungsfall deines 3D-Druckes, sind unterschiedliche Merkmale zu prüfen. Bei technischen Bauteilen zum Beispiel sind die Maße ausschlaggebender als zum Beispiel die Farbintensität.

Wiederum solltest du 3D-Modelle für den Modellbau gedruckt haben, ist das Augenmerk vermehrt auf das optische Erscheinungsbild zu legen.

Man hat sich ja schon vor dem 3D-Druck Gedanken über wichtige Punkte gemacht, und danach auch Druckverfahren bzw. Material ausgewählt.

Bei technischen Bauteilen werden Messschieber, Messschrauben, Prüflehren und optische Messgeräte zum Einsatz. Mit diesen optischen Messgeräten, die mittels 3D-Scan arbeiten, können dann sogar gleich Soll- und Ist-Vergleiche angestellt werden.

Genau diese Punkte sollten dann in der Qualitätskontrolle mit geprüft werden.

3D Druck Nachbearbeitung - 3. Spanende Nachbearbeitung

Im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsmethoden wie Fräsen und Drehen, hat der 3D-Druck noch Entwicklungspotenziale, was die Druckgenauigkeit angeht.

Die Druckgenauigkeit unterscheidet sich von Druckverfahren und dem verdruckten Material.

Um ein gewünschtes Maß an einer Stelle zu erreichen, kann mittels spanender Nachbearbeitung nachgeholfen werden. Somit können eventuelle Passmaße nachbearbeitet und auf Maße nachbearbeitet werden.

Aber auch dringend benötige Gewinde können nach dem 3D-Druck eingeschnitten werden, gehören zu der spanenden Nachbearbeitung.

3D Druck Nachbearbeitung - 4. Veredelung

Die Veredelung von 3D-gedruckten Objekten ist ein immer häufigeres Gesprächsthema in der Industrie. Es entwickeln sich neue Industriezweige, die sich nur mit der Veredelung von 3D-gedruckten Bauteilen beschäftigen.

Das geht beim Lackieren von gedruckten Bauteilen los, geht über das Oberflächen glätten bis hin zum Beschichten mit wertvollen Metallen. Es kann in drei große Bereich eingeteilt werden: die subtraktive Veredelung, die additive Veredelung und die chemische Veredelung.

Je nach Material bietet sich eine andere Veredelung an, mit dieser man auch teilweise die mechanischen Eigenschaften des Modells verbessern kann. Es ist daher vor dem Druck zu überlegen, welches Druckmaterial man nutzen möchten.

Du möchtest mehr über die Nachbearbeitung von 3D-gedruckten Bauteilen erfahren? Dann schau doch in den jeweiligen Beitrag nach. Diese sind nach den zu verwendeten Materialien unterteilt.

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3D Druck Zubehör – Für den Einsteiger

Zur Grundausstattung gehört die persönliche Schutzausrüstung - Schutzbrille und Gummihandschuhe.

Empfehlenswert ist das immer für das Reinigen der Düse oder das Entgraten der Bauteile ebenso für Umgang mit Chemikalien.

Bei vielen 3D-Druckern ist mittlerweile ein kleines Starterset an Werkzeugen im Lieferumfang enthalten.

Hier ist die Aufstellung des wichtigsten 3D Druck – Zubehörs, die du als Grundausstattung definitiv besitzen solltest:

3D Druck Zubehör – Schmiermittel

Die Achsen des 3D-Druckers müssen regelmäßig geschmiert werden, um einen Schutz vor Schmutz, Verschleiß und Korrosion zu erhalten. Wie oft, hängt von der Benutzung und dem Arbeitsort ab. Die Leichtgängigkeit der Achsen muss stets gewährleistet sein, sonst wirst du nie einwandfreie 3D-Drucke erreichen. Versorge deshalb deinen Drucker in regelmäßigen Abständen mit Pflege- und Schmiermitteln.

Auch ein kleiner Tropfen Öl auf dem Filamentstrang kann helfen. Das minimiert die Reibung im Bowdenschlauch und kommt damit dem Transport des Materials zugute.

3D Druck Zubehör – Druckdüsen 

Die Druckdüse ist das Herzstück deines 3D-Druckers. Es gibt viele verschiedene Arten und Größen von 3D-Druckdüsen. Daher ist es wichtig, ihre unterschiedlichen Vorteile für sich zu nutzen.

Die universellen Messingdüsen eignen sich hervorragend für den normalen 3D-Druck mit PLA, PETG, ABS, etc. Für abrasive Materialien wie Metall, Stein, Carbon, Holz, etc. sind beschichtete oder gehärtete Düsen besser geeignet, da diese Verschleißfest sind und der Düsendurchmesser stabil bleibt.

3D Druck Zubehör – Druckdüsen Reinigung

Es ist wichtig, die Druckdüse immer frei von Restmaterialien zu halten. Nur wenn der Materialfluss durch die Düse einwandfrei funktioniert, kannst du ein gutes Druckergebnis erzielen. Deshalb achte immer auf eine saubere Druckdüse. Falls sich die Düse doch mal verstopft hat, eignet sich das folgende 3D Druck-Zubehör sehr gut zur Reinigung.

3D Druck Zubehör – Filament Aufbewahrung

Das Filament solltest du stets vor UV-Licht und Nässe schützen. Es ist daher ratsam, Filament luftdicht zu verpacken, um später mögliche Druckfehler zu vermeiden.  

3D Druck Zubehör – Filament Trocknung

Sollte das Filament doch mal etwas länger unbenutzt in der Ecke gelegen und dabei Feuchtigkeit aufgenommen haben, brauchst du es nicht gleich entsorgen. Ein Filamenttrockner kann die Feuchtigkeit aus dem Filament ziehen. Anschließend kannst du damit wieder optimale Druckergebnisse erzielen.

Welches 3D Druck Zubehör sich für das Trockenen der Filamente eignet, erfährst du hier:

3D Druck Zubehör – Druckbetthaftung verbessern

Eine exzellente Druckbetthaftung ist die Basis für einen erfolgreichen 3D-Druck.

Zur Verbesserung der Druckbetthaftung können verschiedene Methoden angewendet werden.

Unter anderem kannst du die Haftung der Modelle ganz einfach mit einem Kleber, Haftspray, Klebeband oder mit einer speziellen Druckbettbeschichtung verbessern.

Das folgende 3D Druck Zubehör wird dir helfen, den Druckfehler „Warping“ auf ein Minimum zu reduzieren.

Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten das Druckobjekt auf die Platte zu bringen, welche Lösung für dich am besten geeignet ist, entscheide selbst.

3D Druck Zubehör – Dauerdruckplatten

Die Dauerdruckplatten zeichnen sich besonders durch eine starke Druckbetthaftung aus. Sie sind biegesteif sowie torsions- und formstabil. Weiterhin zeichnen sie sich durch gute Planlage und Wärmeübertragung aus. Somit können unnötige Druckabbrüche aufgrund schlechter Druckbetthaftung reduziert und dadurch Kosten, Geld und Nerven gespart werden.

Du kannst diese Dauerdruckplatte einfach abnehmen. Durch das Biegen der Platte wird sich der Druck mühelos ablösen. Keine Angst, diese Dauerdruckplatten sind wirklich flexibel und formstabil.

3D Druck Zubehör – Druckbett Reinigung

Egal welche Druckplatte - es ist immer wichtig, diese frei von alten Druckrückständen, Staub oder Fett zu halten.

Hier findest du 3D Druck Zubehör zur Reinigung der Druckplatten.

3D Druck Zubehör - Werkzeuge für die Nachbearbeitung

Gerade beim 3D Druck mit Filament ist meistens eine Nachbearbeitung der Bauteile notwendig.

Sei es das Entfernen der notwendigen Stützstrukturen oder das Beseitigen der unschönen Fäden(Stringing), die beim Druck entstehen können.

Auch dafür möchte ich dir 3D Druck Zubehör zeigen, dass in keiner Werkstatt fehlen sollte.

3D Druck Zubehör – Chemikalien für die Nachbearbeitung

Diese Chemikalien sollten nur von Fachleuten mit einem geeigneten Gerät oder Gefäß und einem geeigneten Belüftungssystem angewendet werden. Außerdem muss beim Arbeiten immer auf den Arbeitsschutz geachtet werden. Also Schutzbrille, Schutzhandschuhe und eine Atemmaske sind hier definitiv zu verwenden.

Achte deshalb immer auf die Warnhinweise auf den Verpackungen der Chemikalien.

3D Druck Zubehör - Messmittel

Je nachdem wie du mit deinem 3D-Drucker arbeitest, benötigst du geeignete Messmittel.

Damit kannst du die Modelle auf Hundertstel genau vermessen. Auch das Messen des Filamentstranges ist wichtig, um die richtige Einstellung in der Drucksoftware zu wählen. Die korrekte Handhabung des Messgerätes hat hohe Priorität, da andererseits abgelesene Werte verfälscht dargestellt werden können.

Folgende Messmittel eignen sich als 3D Druck Zubehör:

3D Druck Zubehör – Klebstoffe

Je nach verwendetem Material benötigst du verschiedene Klebstoffe. Hier findest du eine kleine Liste von Klebern, um deine Bauteile zusammen zu fügen. Nicht alle eignen sich für jedes Material.

3D Druck Zubehör – Weitere Hilfsmittel

Hier findest du eine kleine Übersicht von Hilfsmitteln, die als 3D Druck Zubehör notwendig sein könnten.