Überhangwinkel und Stützstrukturen im 3D-Druck
Ein Überhang ist eine Fläche, unter der sich nichts befindet. Ob er eine Stützstruktur braucht, hängt vom Winkel, von der Technologie und von der Spannweite ab. In der Praxis wird der Winkel auf zwei verschiedene Arten gemessen, und das sorgt am häufigsten für Verwirrung.
Zwei Arten, den Winkel zu messen
Von der Senkrechten gemessen ist 0° eine senkrechte Wand und 90° eine flache Decke. Von der Waagerechten gemessen ist es umgekehrt. Ein Grenzwert von 45° beschreibt in beiden Fällen dieselbe Fläche, aber 30° von der Waagerechten sind 60° von der Senkrechten. Dokimion gibt bei jeder Zahl an, welche Messart verwendet wird.
| Technologie | Braucht Stützstruktur | Brücke ohne Stützstruktur | Hinweis |
|---|---|---|---|
| FDM | steiler als 45° von der Senkrechten | bis 10 mm | die Stützstruktur wird danach entfernt und hinterlässt Spuren |
| SLA | unter 30° von der Waagerechten | kein eigener Grenzwert | Stützen berühren das Bauteil punktuell; setzen Sie sie auf Flächen, die geschliffen werden können |
| SLS | keine | entfällt | das umgebende Pulver trägt das Bauteil; stattdessen verziehen sich große ebene Flächen |
| Metall-LPBF | steiler als 45° von der Senkrechten, 50° bei Ti6Al4V | bis 2 mm, 1,2 mm bei Ti6Al4V | die Stützstruktur wird abgetrennt und abgeschliffen; waagerechte Bohrungen über 8 mm (12 mm bei Ti6Al4V) sind ebenfalls Überhänge |
Was Stützstrukturen kosten
Stützstrukturen bedeuten Material, Druckzeit, Aufwand beim Entfernen und eine rauere Oberfläche überall dort, wo sie das Bauteil berührt haben. Bei Metall müssen sie zusätzlich abgetrennt und die Oberfläche geschliffen werden. Der Bericht gibt das Stützvolumen in cm³ und die Fläche unter Stützstrukturen an, damit sich Ausrichtungen vergleichen lassen.
Inseln und hängende Punkte
Ein Detail, das in der Luft beginnt, also eine Schicht ohne jedes Material darunter, braucht unabhängig vom Winkel eine Stützstruktur. Die Prüfung meldet diese getrennt von Überhangflächen.
So brauchen Sie weniger Stützstrukturen
- Drehen Sie das Bauteil. Das Stützvolumen ändert sich zwischen Ausrichtungen oft um ein Mehrfaches, siehe Ausrichtung des Bauteils und die Fallstudie zum Greiferfinger.
- Fase statt Absatz. Eine Fase von 45° lässt sich ohne Stützstruktur drucken, wo ein flacher Absatz das nicht kann.
- Verwenden Sie eine Tropfen- oder Rautenform statt einer zu großen waagerechten Rundbohrung.
- Teilen Sie das Bauteil, wo aus einem großen Überhang zwei einfache Teile werden können.
- Halten Sie Stützstrukturen von der Sichtfläche fern. Wählen Sie die Ausrichtung so, dass die Stützen auf verdeckten Flächen liegen.
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