SLA-3D-Druck-Designrichtlinien

Die 8 wichtigsten Designregeln

1. Mindestwandstärke

Sicherer Standardwert: 0,8 mm. Dünne Wände bis zu 0,5–0,6 mm können mit einigen Harzen gedruckt werden, bergen jedoch das Risiko von Brüchigkeit und Verzug. Für funktionale/tragende Wände verwenden Sie ≥ 1,0 mm.

2. Minimale Merkmalsgröße

Feine Strukturen (dünne Lamellen, winzige Erhebungen) sollten mindestens 0,5 – 0,7 mm groß sein. Kleinere Strukturen härten möglicherweise nicht zuverlässig aus oder werden nach der Nachhärtung spröde.

3. Mindestlochdurchmesser und -schlitze

Gedruckte Löcher: Mindestens 0,8–1,2 mm. Für optimale Genauigkeit sollten Löcher mit einem Durchmesser von weniger als ca. 1,5 mm gebohrt/aufgerieben werden. Schlitze sollten mindestens 0,5 mm breiter als die geplante Endpassung sein (um den Kontakt zwischen Harz und Stützstruktur zu gewährleisten).

4. Nicht unterstützte Überhänge und Winkel

Freihängende Flächen sollten nach Möglichkeit in einem Winkel von über 45° zur Horizontalen angebracht werden. Flache Winkel erfordern Stützkonstruktionen; sehr kleine Kragarme versagen oft.

5. Bosse, Rippen und Netze

Die Durchmesser der Gewindebohrungen sollten mindestens das 2,5- fache des Nenndurchmessers der Schraubenwurzel betragen. Rippen erhöhen die Steifigkeit – die Rippendicke sollte ≤ 50 % der angrenzenden Wandstärke betragen, und Abrundungen sollten angebracht werden, um Spannungskonzentrationen zu vermeiden.

6. Innere Hohlräume und Entwässerung

In geschlossenen Kavitäten sollten Ablauf-/Entlüftungslöcher für eingeschlossenes Harz vorgesehen werden. Typische Abflusslochgrößen: 2–3 mm für die manuelle Entleerung; bei beengten Platzverhältnissen können mehrere 1–2 mm große Entlüftungslöcher verwendet werden.

7. Gewinde und Einsätze

Vermeiden Sie das direkte Drucken von feinen Maschinengewinden. Für optimale Ergebnisse mit Metallgewinden drucken Sie übergroße Opfergewinde und schneiden Sie diese anschließend mit dem Gewinde oder verwenden Sie die Möglichkeit zum Einpressen von Gewindeeinsätzen.

8. Dateiexport & Netzqualität

Exportieren Sie die binäre STL-Datei, achten Sie auf eine Sehnentoleranz von ≤ 0,05 mm und prüfen Sie auf nicht-mannigfaltige Kanten. Saubere Netze verhindern unerwartete Probleme beim Slicer und kleine Facetten auf gekrümmten Oberflächen.

(Die genauen Mindestwerte variieren je nach Harz, Druckerauflösung, Schichtdicke und Slicer: Bitte überprüfen Sie dies immer anhand des Materialdatenblatts und eines gedruckten Testmusters.)

SLA-3D-gedrucktes Harz mit dünner Wandstärke

Optimale Ausrichtungen für beste Oberflächenqualität

Oberflächenqualität an erster Stelle

Richten Sie die sichtbarste/kritischste Oberfläche von den Stützen weg und minimieren Sie Schichtstufenbildung, indem Sie ebene Flächen leicht (10°–30°) anwinkeln. Vermeiden Sie horizontale, ebene Flächen, die direkt auf die Bauplattform zeigen; eine leichte Neigung reduziert sichtbare Schichtstreifen.

Maßgenauigkeit zuerst

Richten Sie Elemente mit engen Toleranzen parallel zur Bauplattform (X-Y-Ebene) aus, da dort die Voxelauflösung am höchsten ist. Bei Stiftlöchern und Wellen drucken Sie diese vertikal, wenn Rundheit erforderlich ist; horizontal, wenn Längengenauigkeit wichtig ist.

Entfernung von Stützmaterial und ästhetisches Gleichgewicht

Richten Sie die Stützen so aus, dass sie an unkritischen oder leicht zu verdeckenden Stellen anhaften. Lange, schmale Konturen sollten in der Regel leicht geneigt werden, um die Hebelwirkung beim Abziehen zu verringern.

Überlegungen zu Verpackung/Durchsatz

Beim Drucken vieler kleiner Teile sollte die Ausrichtung so gewählt werden, dass die Packungsdichte maximiert wird, gleichzeitig aber kritische Flächen für die Entfernung der Stützstrukturen zugänglich bleiben.

3D-gedrucktes Harz in Montagegeometrie

Unterstützt die Platzierung

Stützarten und Kontaktgeometrie

Verwenden Sie nach Möglichkeit kleine Punktkontakte, um die Nachbearbeitung zu minimieren. Für empfindliche Bereiche eignen sich breitere „Raft“- oder „Wannen“-Kontakte. Spezielle Slicer-Einstellungen (adaptive Kontaktgröße, Blockstützen) können Narbenbildung reduzieren.

Wo sollen die Halterungen befestigt werden?

Die Befestigung sollte auf flachen, unkritischen und leicht schleifbaren Flächen erfolgen. Vermeiden Sie die Anbringung von Stützen innerhalb von Kontaktflächen, in Bohrungen oder auf dünnen Rippen. Falls eine Innenfläche Stützen benötigt, verwenden Sie abnehmbare Laschen.

Dichte & Abstand

Höhere Stützstrukturen verringern Druckfehler an steilen Flächen, erhöhen aber den Nachbearbeitungsaufwand. Verwenden Sie dichtere Stützstrukturen für große Überhänge und weniger für kleine Details.

Strategie zur Entfernung der Unterstützung

Richten Sie die Stützstrukturen so aus, dass sie sauber abscheren. Bei empfindlichen Teilen empfiehlt es sich, Sollbruchstellen zu verwenden oder eine dünne Stützbrücke zu drucken, um die filigranen Details zu schützen.

Unterstützung bei Narben und kosmetischen Eingriffen

Nach dem Entfernen lassen sich Spuren durch leichtes Anschleifen und eine dünne Spachtelmasse (Kitt oder Harz) mit anschließender Aushärtung kaschieren. Bei Schmuck oder Ausstellungsstücken empfiehlt es sich, kleine Vertiefungen oder Abrundungen einzuarbeiten, an denen Stützen befestigt werden, um Beschädigungen zu verdecken.

3D-gedruckte, hohle Lampenform

Nachbearbeitung

Reinigung

Spülen Sie die Teile mit Isopropylalkohol (70–99 % üblicherweise verwendet) oder zugelassenen Lösungsmitteln ab, um nicht ausgehärtetes Harz zu entfernen. Verwenden Sie bei komplexen Geometrien mehrere Bäder oder Rühren.

Trocknung

Die Teile an der Luft trocknen lassen oder mit sanfter Druckluft trocknen. Vor dem Aushärten sicherstellen, dass Hohlräume und Löcher frei von Lösungsmitteln sind.

Nachhärtung (UV)

Die UV-Nachhärtung härtet die Polymerketten und stabilisiert die mechanischen Eigenschaften. Dauer und Intensität variieren – üblicherweise 2–20 Minuten in einer speziellen Kammer, abhängig von Lampenleistung und Harz. Beachten Sie die Angaben im Datenblatt des Harzes bezüglich der empfohlenen Aushärtungszyklen.

Mechanische Oberflächenbearbeitung

Durch Schleifen, Feilen oder Mikrofräsen werden Stützstrukturen entfernt. Bei glatten Oberflächen sollte man schrittweise mit feinerem Schleifpapier schleifen und anschließend eine dünne Harzschicht mit dem Pinsel auftragen und erneut aushärten lassen, um feine Kratzer zu füllen.

Thermische und chemische Betrachtungen

Manche technische Kunststoffe erfordern eine thermische Nachhärtung oder ein Tempern. Vermeiden Sie aggressive Lösungsmittel über längere Zeiträume – diese können die Drucke aufquellen oder aufweichen.

Beschichtungen und Plattierung

Für eine verbesserte Oberflächenbeschaffenheit oder zur Erfüllung funktionaler Anforderungen können Grundierungen, Lacke oder leitfähige Beschichtungen aufgetragen werden. Bei Gussformen sind geeignete Beschichtungsschritte erforderlich, um das Ausbrennen zu ermöglichen.

3D-gedrucktes Harz mit Noppen

Toleranzen

Typische erreichbare Toleranzen

• Allgemeine Merkmale: ±0,1–0,3 mm.

• Kleine Merkmale (<5 mm): Rechnen Sie mit größeren relativen Abweichungen; planen Sie mit ±0,1–0,2 mm.

• Bohrungen und Wellen: Rechnen Sie mit +/-0,1–0,2 mm; kleine Bohrungen können unterdimensioniert gedruckt werden und müssen aufgerieben werden.

Wie man Toleranzen festlegt

Geben Sie in den Zeichnungen die kritischen Maße an und beschreiben Sie, wie diese erreicht werden (z. B. „Bohrung nach Zeichnung auf Ø 3,0 ± 0,05 mm bohren“). Falls Nachbearbeitungsschritte (Bohren, Gewindeschneiden, Einsätze) erforderlich sind, vermerken Sie dies in der Stückliste.

Ausgleich für Schwund

Die Nachhärtungsschrumpfung bzw. thermische Effekte betragen je nach Harz typischerweise 0,1–0,5 % der Abmessungen. Für kritische Passungen sollten Testmuster gedruckt und nach vollständiger Nachbearbeitung vermessen werden, um Korrekturfaktoren zu ermitteln.

Passformempfehlungen

Presspassungen: Auslegung für eine Überdeckung von 0,1–0,2 mm, abhängig von der Materialsteifigkeit und dem Einsatztyp. Spielpassungen: Vorsehen Sie ein Spiel von 0,15–0,3 mm für bewegliche Teile, bei kleinen Teilen entsprechend mehr.

Harz-3D-Drucke