3D-Drucke haben viele funktionale Verwendungszwecke, für die eine hohe Festigkeit erforderlich ist. Auch bei ästhetischen 3D-Drucken ist ein gewisses Maß an Festigkeit erforderlich, damit das Produkt gut hält.

Ich habe mich entschlossen, einen Artikel darüber zu schreiben, wie Sie Ihre 3D-gedruckten Teile stabiler machen können, so dass Sie mehr Vertrauen in die Haltbarkeit der von Ihnen hergestellten Objekte haben können.

Lesen Sie weiter, um einige gute Tipps zu erhalten, wie Sie Ihre 3D-Drucke verbessern und verstärken können.

Warum werden Ihre 3D-Drucke weich, schwach und spröde?

Die Hauptursache für brüchige oder schwache 3D-Drucke ist die Ansammlung von Feuchtigkeit im Filament. Einige 3D-Filamente neigen von Natur aus dazu, Feuchtigkeit aus der Luft zu absorbieren. Der Versuch, ein Filament, das Feuchtigkeit absorbiert hat, auf eine hohe Temperatur zu erhitzen, kann zu Blasenbildung und Abplatzungen führen, was eine schwache Extrusion zur Folge hat.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, Filament effektiv zu trocknen, wobei die erste Methode darin besteht, die Filamentspule bei niedriger Hitze in einen Ofen zu legen.

Zunächst müssen Sie sicherstellen, dass die Temperatur Ihres Backofens mit einem Thermometer korrekt kalibriert ist, da die Backofentemperaturen vor allem bei niedrigen Temperaturen recht ungenau sein können.

Eine weitere beliebte Methode ist die Verwendung eines speziellen Filamenttrockners wie dem SUNLU Filament Dryer von Amazon. Die meisten Leute, die diesen verwenden, sind sehr zufrieden mit ihren Ergebnissen und können Filamente retten, von denen sie dachten, sie seien nicht mehr effektiv.

Es gibt jedoch einige gemischte Kritiken, die besagen, dass das Gerät nicht ausreichend heizt, obwohl es sich dabei um fehlerhafte Geräte handeln könnte.

Ein Benutzer, der 3D-Nylon druckt, das dafür bekannt ist, Feuchtigkeit zu absorbieren, hat den SUNLU Filamenttrockner verwendet und berichtet, dass seine Drucke jetzt sauber und schön sind.

Ich würde empfehlen, eine zusätzliche Isolierschicht wie eine große Plastiktüte oder einen Karton zu verwenden, um die Wärme zu speichern.

Weitere Faktoren, die zu einem weichen, schwachen und spröden Druck beitragen können, sind die Fülldichte und die Wandstärke. Im Folgenden zeige ich Ihnen, wie Sie die Festigkeit Ihrer 3D-Drucke verbessern können.

Wie kann man 3D-Drucke verstärken? PLA, ABS, PETG & Mehr

1. stärkere Materialien verwenden

Anstatt Materialien zu verwenden, die bekanntermaßen in manchen Fällen schwach sind, können Sie sich für Materialien entscheiden, die starken Kräften oder Stößen standhalten können.

Ich würde empfehlen, etwas wie Polycarbonat mit Kohlefaserverstärkung von Amazon zu nehmen.

Dieses Filament findet in der 3D-Drucker-Community großen Anklang, da es eine echte Stärke bei 3D-Drucken bietet. 600 Bewertungen liegen vor und zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels liegt es bei 4,4/5,0.

Das Beste an diesem Material ist, dass es sich im Vergleich zu ABS, einem anderen, stärkeren Material, das viele Menschen verwenden, einfach drucken lässt.

Ein weiteres weit verbreitetes Filament, das für funktionale 3D-Drucke oder für Stärke im Allgemeinen verwendet wird, ist OVERTURE PETG 1.75mm Filament, das dafür bekannt ist, etwas stärker als PLA zu sein, und mit dem man trotzdem ziemlich einfach 3D-Drucke machen kann.

2. die Wanddicke erhöhen

Eine der besten Methoden zur Verstärkung und Versteifung Ihrer 3D-Drucke ist die Erhöhung der Wandstärke. Die Wandstärke gibt einfach an, wie dick die Außenwand Ihres 3D-Drucks ist, gemessen an der Anzahl der Wandlinien" und der äußeren Linienbreite".

Die Wandstärke sollte 1,2 mm nicht unterschreiten. Ich empfehle eine Mindestwandstärke von 1,6 mm, aber für eine höhere Festigkeit kann man auch eine höhere Wandstärke wählen.

Die Erhöhung der Wandstärke hat auch den Vorteil, dass die Überhänge verbessert und die 3D-Drucke wasserdichter werden.

3. die Infill-Dichte erhöhen

Das Füllmuster ist die innere Struktur des zu druckenden Objekts. Wie viel Füllung Sie benötigen, hängt hauptsächlich von dem Objekt ab, das Sie erstellen, aber im Allgemeinen sollten Sie eine Füllung von mindestens 20 % haben, um eine gute Festigkeit zu erreichen.

Wenn Sie es übertreiben wollen, können Sie den Wert auf 40 % und mehr erhöhen, aber die Erträge aus der Erhöhung der Infill-Dichte nehmen ab.

Je mehr Sie sie erhöhen, desto geringer wird die Festigkeit Ihres 3D-Druckteils. Ich würde empfehlen, zuerst die Wandstärke zu erhöhen, bevor Sie die Fülldichte so stark erhöhen.

Im Allgemeinen überschreiten die Benutzer von 3D-Druckern nicht mehr als 40 %, es sei denn, sie benötigen eine echte Funktionalität und der Druck ist belastbar.

In vielen Fällen ist sogar eine 10%ige Füllung mit einem kubischen Füllmuster sehr gut für die Festigkeit.

4. ein starkes Infill-Muster verwenden

Die Verwendung eines stabilen Füllmusters ist eine gute Idee, um Ihre 3D-Drucke zu verstärken und zu festigen. Wenn es um die Festigkeit geht, neigen die Leute dazu, das Gitter oder das kubische (wabenförmige) Muster zu verwenden.

Das Dreiecksmuster ist auch sehr gut für die Festigkeit, aber man braucht eine gute Dicke der Deckschicht, um eine gleichmäßige Oberfläche zu erhalten.

Infill-Muster hängen eng mit der Infill-Dichte zusammen, wobei einige Infill-Muster bei einer Infill-Dichte von 10 % viel stärker sind als andere. Gyroid ist bekannt dafür, dass es bei niedrigen Infill-Dichten gut funktioniert, aber es ist insgesamt kein sehr starkes Infill-Muster.

Gyroid eignet sich besser für flexibles Filament und für den Fall, dass Sie auflösbares Filament wie HIPS verwenden.

Während Sie Ihren 3D-Druck aufschneiden, können Sie auf der Registerkarte "Vorschau" überprüfen, wie dicht die Füllung tatsächlich ist.

5. die Ausrichtung ändern (Extrusionsrichtung)

Wenn Sie die Drucke horizontal, diagonal oder vertikal auf Ihrem Druckbett platzieren, kann sich die Stärke der Drucke aufgrund der Richtung, in der die 3D-Drucke erstellt werden, ändern.

Einige Leute haben Tests mit rechteckigen 3D-Drucken durchgeführt, die in verschiedene Richtungen ausgerichtet sind, und dabei erhebliche Veränderungen der Bauteilfestigkeit festgestellt.

Das hat vor allem mit der Aufbaurichtung zu tun und damit, dass 3D-Drucke aus einzelnen Schichten aufgebaut sind, die sich miteinander verbinden. Wenn ein 3D-Druck bricht, liegt das in der Regel an einer Trennung der Schichtlinien.

Sie können herausfinden, in welche Richtung Ihr 3D-gedrucktes Teil das meiste Gewicht und die meiste Kraft ausüben wird, und das Teil dann so ausrichten, dass die Schichtlinien nicht in dieselbe Richtung, sondern in die entgegengesetzte Richtung verlaufen.

Ein einfaches Beispiel wäre eine Regalhalterung, bei der die Kraft nach unten gerichtet ist. 3D-Pros hat gezeigt, wie sie eine Regalhalterung in zwei Ausrichtungen 3D-gedruckt haben. Eine ist kläglich gescheitert, während die andere sich gut gehalten hat.

Anstatt die Ausrichtung flach auf die Bauplatte zu legen, sollten Sie die Regalhalterung auf der Seite drucken, so dass die Schichten quer und nicht entlang des Teils aufgebaut werden, auf das Kraft ausgeübt wird und das eher brechen kann.

Dies kann anfangs verwirrend sein, aber Sie können es besser verstehen, wenn Sie es visuell sehen.

Im folgenden Video finden Sie eine Anleitung zum Ausrichten Ihrer 3D-Drucke.

6. die Durchflussrate einstellen

Eine weitere Möglichkeit, Ihre 3D-Drucke zu verstärken und zu festigen, besteht darin, die Fließgeschwindigkeit geringfügig zu verändern, da dies zu einer Unter- oder Überextrusion führen kann.

Sie können den Fluss für bestimmte Teile Ihres 3D-Drucks anpassen, z. B. den "Wall Flow", der den "Outer Wall Flow" & umfasst; "Inner Wall Flow", "Infill Flow", "Support Flow" und mehr.

In den meisten Fällen ist die Anpassung des Durchflusses jedoch nur eine vorübergehende Lösung für ein anderes Problem, so dass es besser wäre, die Leitungsbreite direkt zu erhöhen, anstatt die Durchflussraten anzupassen.

7. linienbreite

Cura, ein beliebter Slicer, weist darauf hin, dass die Einstellung der Linienbreite auf ein gleichmäßiges Vielfaches der Schichthöhe des Drucks die 3D-Druckobjekte tatsächlich stärker machen kann.

Versuchen Sie, die Linienbreite nicht zu stark anzupassen, ähnlich wie bei der Flussrate, da dies wieder zu Über- oder Unterextrusion führen kann. Es ist eine gute Idee, die Druckgeschwindigkeit anzupassen, um indirekt den Fluss und die Linienbreite bis zu einem gewissen Grad zu regulieren.

8. die Druckgeschwindigkeit zu verringern

Eine niedrigere Druckgeschwindigkeit kann, wie bereits erwähnt, die Festigkeit des 3D-Drucks erhöhen, da mehr Material zurückbleibt, um Lücken zu füllen, die bei einer zu hohen Geschwindigkeit entstehen würden.

Wenn Sie die Linienbreite erhöhen, sollten Sie auch die Druckgeschwindigkeit erhöhen, um eine konstantere Durchflussrate zu erhalten. Dies kann auch die Druckqualität verbessern, wenn die Balance stimmt.

Wenn Sie die Druckgeschwindigkeit verringern, müssen Sie möglicherweise die Drucktemperatur senken, um die längere Zeit zu berücksichtigen, die das Filament unter Hitze steht.

9. die Kühlung reduzieren

Ein zu schnelles Abkühlen der Teile kann zu einer schlechten Schichthaftung führen, da das erhitzte Filament nicht genügend Zeit hat, sich mit der vorherigen Schicht zu verbinden.

Je nachdem, welches Material Sie 3D-drucken, können Sie versuchen, die Gebläsedrehzahl zu verringern, damit sich Ihre Teile während des Druckvorgangs gut miteinander verbinden können.

PLA funktioniert am besten mit einem ziemlich starken Lüfter, aber Sie können versuchen, dies mit der Drucktemperatur, der Druckgeschwindigkeit und der Durchflussmenge in Einklang zu bringen.

10. dickere Schichten verwenden (Schichthöhe erhöhen)

Die Verwendung dickerer Schichten führt zu einer besseren Haftung zwischen den Schichten. Dickere Schichten weisen mehr Lücken zwischen den angrenzenden Teilen der Schichten auf. Tests haben gezeigt, dass größere Schichthöhen zu stabileren 3D-Drucken führen.

Es hat sich gezeigt, dass eine Schichthöhe von 0,3 mm eine Schichthöhe von 0,1 mm in der Festigkeitskategorie übertrifft. Versuchen Sie, eine größere Schichthöhe zu verwenden, wenn die Druckqualität für den spezifischen 3D-Druck nicht unbedingt erforderlich ist. Dies ist auch deshalb von Vorteil, weil es die Druckzeiten beschleunigt.

Im folgenden Video erfahren Sie mehr über die Festigkeitsprüfung für verschiedene Schichthöhen.

11. die Düsengröße erhöhen

Sie können nicht nur die Druckzeit Ihrer 3D-Drucke verkürzen, sondern auch die Festigkeit Ihrer Teile erhöhen, indem Sie einen größeren Düsendurchmesser wie 0,6 mm oder 0,8 mm verwenden.

Das folgende Video von ModBot zeigt, wie viel schneller er drucken konnte und wie stark er durch die Erhöhung der Schichthöhe geworden ist.

Dies hängt mit der höheren Fließgeschwindigkeit und der größeren Schichtbreite zusammen, die zu einem steiferen Teil führt, und verbessert die Fließfähigkeit des Filaments und die Haftung der Schichten.

Andere Möglichkeiten zur Verstärkung von 3D-Drucken

Glühen von 3D-Drucken

Das Ausglühen von 3D-Drucken ist ein Wärmebehandlungsverfahren, bei dem 3D-gedruckte Objekte einer erhöhten Temperatur ausgesetzt werden, um ihre Integrität zu stärken. Bei einigen Tests wurde laut Fargo 3D Printing eine Steigerung der Festigkeit von 40 % festgestellt.

Sehen Sie sich das Video von Josef Prusa über das Ausglühen an, in dem er 4 verschiedene Materialien - PLA, ABS, PETG, ASA - testet, um zu sehen, welche Unterschiede durch das Ausglühen entstehen.

Galvanische Beschichtung von 3D-Drucken

Dieses Verfahren wird immer beliebter, weil es praktisch und erschwinglich ist. Dabei wird das zu bedruckende Teil in eine Lösung aus Wasser und Metallsalz getaucht, durch die dann elektrischer Strom fließt, so dass sich Metallionen wie eine dünne Schicht um das Teil bilden.

Das Ergebnis sind haltbare und langlebige 3D-Drucke. Der einzige Nachteil ist, dass viele Schichten erforderlich sein können, wenn Sie einen stärkeren Druck wünschen. Zu den Beschichtungsmaterialien gehören Zink, Chrom und Nickel. Diese drei haben die meisten industriellen Anwendungen.

Dadurch wird das Modell so ausgerichtet, dass die schwächste Stelle, nämlich die Schichtgrenze, nicht so exponiert ist. Das Ergebnis sind stabilere 3D-Drucke.

Weitere Informationen zur Galvanisierung von 3D-Drucken finden Sie im folgenden Video.

Sehen Sie sich ein weiteres großartiges Video über die Galvanisierung an, mit einfachen Anleitungen, wie Sie Ihre Modelle hervorragend lackieren können.

Wie man fertige 3D-Drucke stärkt: Verwendung einer Epoxidbeschichtung

Wenn Sie mit dem Drucken des Modells fertig sind, kann ein Epoxidharz aufgetragen werden, um das Modell nach dem Druck zu verstärken. Epoxidharz, auch bekannt als Polyepoxid, ist ein funktioneller Härter, der verwendet wird, um Ihr fertiggestelltes Modell stärker zu machen.

Tragen Sie die Epoxidharzbeschichtung mit einem Pinsel vorsichtig auf die 3D-Drucke auf, so dass das Epoxidharz nicht heruntertropft. Verwenden Sie kleinere Pinsel für Ritzen und schwer zugängliche Ecken, damit jeder Teil der Außenseite gut bedeckt ist.

Eine sehr beliebte Epoxidharz-Beschichtung für den 3D-Druck, mit der schon viele Leute Erfolg hatten, ist die XTC-3D High Performance Print Coating von Amazon.

Es funktioniert mit allen Arten von 3D-gedruckten Materialien wie PLA, ABS, SLA-Drucken, aber auch mit Holz, Papier und anderen Materialien.

Ein Kit dieses Epoxidharzes ist sehr langlebig, da man nicht viel verwenden muss, um gute Ergebnisse zu erzielen.

Nach dem Aushärten des Epoxidharzes erhalten Sie eine zusätzliche Festigkeit und eine schöne klare und glänzende Oberfläche, die großartig aussieht.

Es ist eine einfache Sache, aber wenn Sie mehr über das Auftragen einer Epoxidbeschichtung auf 3D-Drucke wissen möchten, sehen Sie sich das Video von Matter Hackers an.

Wie man 3D-Drucke aus Harz stärkt

Um 3D-Drucke aus Harz zu verstärken, erhöhen Sie die Wandstärke des Modells, wenn es ausgehöhlt ist, auf etwa 3 mm. Sie können die Haltbarkeit erhöhen, indem Sie etwa 25 % flexibles Harz in den Harzbehälter geben, damit es eine gewisse flexible Festigkeit hat. Achten Sie darauf, das Modell nicht zu sehr auszuhärten, da das Harz sonst spröde wird.