Für viele beginnende Hobbyisten kann es eine Herausforderung sein zu verstehen, wann Stützen im 3D-Druck verwendet werden, was sie bewirken und wie sie tatsächlich funktionieren. Es gibt eine Reihe verschiedener Fachbegriffe zu lernen, und dann ist natürlich auch die Auswirkung auf das Gesamtergebnis selbst zu berücksichtigen. Dieser Artikel soll Ihnen daher helfen zu verstehen, was Sie wissen müssen, um Stützstrukturen korrekt zu verwenden.
Was sind 3D-Druck-Stützen?
Die Grundidee hinter 3D-Druck-Stütztypen ist, wie der Name schon sagt, die Unterstützung des 3D-Modells. Dies kann ein wichtiger Schritt während des Drucks des Modells sein, da einige Designs vor ihrer Fertigstellung möglicherweise nicht ihre maximale Festigkeit erreichen oder überhängende Teile, Brücken oder komplexe Geometrien aufweisen, die während des Drucks an Ort und Stelle gehalten werden müssen.
Im Allgemeinen werden 3D-Druckstützen über den 3D-Druck-Slicer zum Hauptmodell selbst hinzugefügt oder manchmal in das eigentliche 3D-Modell selbst integriert, so dass es möglich ist, die Stützen nach Abschluss des Drucks leicht zu entfernen. Die Stützen können viele verschiedene Formen annehmen, aber alle sind darauf ausgelegt, zu verhindern, dass das Modell während des Drucks zusammenbricht oder unerwünschte Ergebnisse erzeugt.
Warum und wann benötigen wir 3D-Druck-Stützen?
Warum und wann Stützen notwendig sind, hängt von einigen verschiedenen Faktoren ab. Typischerweise können Überhänge, Brücken, Inseln oder tiefe Löcher im 3D-Modell auf die Notwendigkeit von Stützen hinweisen. Da der Drucker Schicht für Schicht aufbaut, sind bestimmte geometrische Formen einfach nicht stabil oder stark genug, bevor weitere Schichten hinzugefügt wurden, und benötigen daher die Hilfe zusätzlicher 3D-gedruckter Stützstrukturen.
Überhänge benötigen typischerweise Stützen darunter, damit während des Drucks kein Durchhängen oder Herunterfallen von Teilen erfolgt. Sehr kurze Brücken können im Allgemeinen ohne Stützen funktionieren, aber längere benötigen Unterstützung, um ein Durchhängen oder ungewöhnliche Verbindungen zu vermeiden. Inseln sind Formen, die am unteren Ende des Drucks nicht verbunden sind und oft vollständig von anderen Teilen isoliert sind, daher benötigen auch sie eine Struktur, um sie während des Drucks an Ort und Stelle zu halten. Und schließlich können auch tiefe Löcher in Modellen aus ähnlichen Gründen wie Überhänge Unterstützung benötigen.
Die Arten von 3D-Druck-Stützen
Nachdem wir nun die Probleme einiger 3D-Modelle besprochen haben, ist es an der Zeit, sich die tatsächlich verwendeten Stützstrukturen genauer anzusehen. Unten haben wir einige Bildbeispiele eingefügt, um dies zu visualisieren.
Baumstützen
Baumstütze im 3D-Druck-Slicer
Wir beginnen mit Baumstützen für den 3D-Druck, da sie für viele verschiedene Modelle und Formen eine der gebräuchlichsten Arten sind. Sie verzweigen sich von der Basis des Druckbetts, um sich dann leicht mit Überhängen oder anderen Problembereichen zu verbinden und diese auf effektive Weise zu stützen, was auch ihre einfache Entfernung ermöglicht. Der 3D-Druck mit Baumstützen kann im Vergleich zu anderen Stützen recht materialeffizient sein, so dass Sie auf diese Weise nicht viel Filament verschwenden.
Gitter- / Linienstützen
Eine weitere Form der 3D-Druck-Stützstruktur wird typischerweise als Gitterstützen bezeichnet, obwohl einige Leute sie Linienstützen nennen, da sie in 2D betrachtet wie ein Gitter aussehen. Sie eignen sich hervorragend, um vielen verschiedenen anspruchsvollen Formen zusätzliche Festigkeit und Stabilität zu verleihen, werden aber besonders für große und flache Formen sowie überhängende Oberflächen verwendet, die ohne die Unterstützung durchhängen oder sich verziehen könnten. Allerdings können sie schwieriger zu entfernen sein und auch mehr Filament verbrauchen.
Lösliche Stützen (PVA, HIPS)
Die letzte Methode, die wir heute besprechen werden, sind lösliche Stützen, und wie der Name schon sagt, ermöglichen sie es, das unerwünschte Material auf eine viel sauberere Weise zu entfernen, indem sie ihre Verbindungspunkte auflösen. PVA ist ein solches Material, das mit einfachem Wasser gelöst werden kann, was es zu einem großartigen 3D-Filament für Stützen macht. HIPS ist ein weiteres häufig verwendetes Material für diese Methode, das mit Limonen gelöst wird. Der Nachteil ist, dass Sie einen Dual-Extruder-Drucker benötigen, um diese Methode zu verwenden, da Sie das normale Filament in einem Extruder und das lösliche Filament im anderen benötigen.
So stellen Sie 3D-Druck-Stützen ein
Nachdem Sie nun etwas mehr darüber wissen, was Stützen sind und wann sie verwendet werden, ist es an der Zeit, sich anzusehen, wie Sie sie implementieren können. Unten haben wir einige Einstellungen für 3D-Druck-Stützen beschrieben, die Sie als Referenz ausprobieren können, aber denken Sie daran, dass sie je nach Slicer-Software und Materialien variieren können, also verwenden Sie sie flexibel nach Bedarf. Wir haben Bambu Studio und Geeetech PLA-Filament als unseren Referenzpunkt verwendet.
Stützplatzierung
Wir empfehlen Ihnen, die Option zum Drucken von Stützen "Nur auf der Bauplatte" zu wählen, da dies dazu beiträgt, dass die Stütze nicht herunterfällt oder instabil wird. Je nach Modell können jedoch Anpassungen erforderlich sein, also achten Sie zu Beginn des Drucks darauf.
Stützdichte
Die Wahl der Dichte von Stützstrukturen ist ein Balanceakt. Je dichter die Stütze ist, desto stärker und stabiler wird sie sein. Sie wird jedoch auch schwieriger von Ihren 3D-gedruckten Designs zu entfernen sein und auch mehr Filament verbrauchen. Wir empfehlen, mit etwa 30 % zu beginnen, da dies der Standardwert ist. 20 % können in vielen Fällen auch funktionieren, dies ist also der Bereich, in dem Anpassungen vorgenommen werden können.
Stützen-Z-Abstand
Oberer Z-Abstand im 3D-Druck-Slicer
Die Wahl des oberen Z-Abstands ist ein weiterer Faktor, der in Ihre gesamte Stützstruktur einfließt, da ein größerer Z-Abstand die Stützen leichter entfernbar macht, aber eine rauere Oberfläche hinterlässt. Beginnen Sie mit dem Standardabstand und nehmen Sie Feinabstimmungen für Ihr Modell vor.
Oberer Stützenabstand
Oberer Schnittstellenabstand im 3D-Druck-Slicer
Ein kleinerer oberer Schnittstellenabstand verbessert die Oberflächenqualität, erschwert aber die Entfernung. Wir empfehlen, für große Schnittstellen 0 mm und für kleinere Schnittstellen 0,5 mm zu verwenden. Auch hier kann eine gewisse Anpassung erforderlich sein, um perfekte Ergebnisse zu erzielen.
Stütz-Überhangwinkel
Die Wahl des Winkels für Stützüberhänge ist eine weitere knifflige Sache. Einerseits erzeugen kleinere Winkel mehr Stützen, während größere Winkel die Stützen reduzieren. Die beste Einstellung findet jedoch ein Gleichgewicht, um die Entfernung zu erleichtern.
Die Standardeinstellung ist 40°, und wir empfehlen, basierend auf Ihren Ergebnissen anzupassen. Wenn der Modellboden durchhängt oder Fäden zieht, sollten Sie den Winkel verringern. Und wenn Sie feststellen, dass sich zu viele Stützen bilden, kann es effektiv sein, den Winkel zu erhöhen.
Stütze/Objekt XY-Abstand
Für den XY-Abstand von Stützen und Objekten beträgt die Standardeinstellung 0,5 mm, was im Allgemeinen ein guter Kompromiss ist.
Einstellungen für lösliche Stützen
Lösliche Stützen können sehr klein eingestellt oder sogar komplett auf 0 mm Schnittstellenabstand reduziert werden, aber im Allgemeinen möchte man einen kleinen Abstand haben. Wenn Sie feststellen, dass Stützen leicht abfallen, erhöhen Sie die Dichte oder verringern Sie den Schnittstellenabstand.
Wir haben auch die Möglichkeit, die Wandstärke anzupassen. Dies ist besonders wichtig für lösliche Stützstrukturen, da eine einzelne Schicht Probleme mit dem Durchsickern von Lösungsmittel haben kann, wenn Sie die Stütze entfernen. In diesem Fall empfehlen wir mindestens 2-3 Schichten für einen robusteren Ansatz.
So entfernen Sie Stützen von 3D-Drucken
Der letzte Abschnitt für heute behandelt kurz, wie Sie Ihre Stützstrukturen entfernen können, sobald sie zusammen mit Ihrem gewünschten Modell gedruckt wurden.
Normale Stützen
Bevor Sie mit der Bearbeitung Ihres gedruckten Designs beginnen, sollten Sie das Modell immer auf eine geeignete Arbeitstemperatur abkühlen lassen, um Unfälle zu vermeiden. Stützen lassen sich jedoch leichter entfernen, wenn sie leicht warm sind, daher kann es hilfreich sein, diesen Schritt richtig zu timen, da vollständig abgekühlte Objekte starrer sind.
Wir empfehlen Ihnen, die Stützen von außen nach innen zu entfernen und sich auch von großen zu kleinen Strukturen vorzuarbeiten. Eine Technik, die viele Menschen nützlich finden, ist das sanfte Drehen oder Auf- und Ab-Schütteln. Oft lassen sich die Stützen einfach abbrechen, aber Sie benötigen möglicherweise ein kleines Werkzeug, um hartnäckige Teile herauszuschneiden.
Stütze wurde entfernt
Lösliche Stützen
Bei löslichen Stützstrukturen ist der Prozess anders. Er hängt insbesondere von Ihrem gewählten Filament ab, denken Sie also daran, die Anweisungen für Ihr spezifisches Material zu lesen. Unten haben wir eine grobe Schritt-für-Schritt-Anleitung für PVA und HIPS basierend auf unserer eigenen Erfahrung skizziert:
PVA:
- Mehrere Stunden in warmem Wasser (30–40 °C) einweichen.
- Regelmäßig umrühren oder eine weiche Bürste verwenden, um die Auflösung zu beschleunigen.
- Gründlich mit sauberem Wasser abspülen und trocknen lassen.
HIPS:
- In Limonenlösung einweichen und den Behälter verschließen, um Verdunstung oder Geruch zu verhindern.
- Die Auflösung ist normalerweise in 1–6 Stunden abgeschlossen.
- Mit einer Zange entfernen, dann in frischem Limonen spülen, um Rückstände zu entfernen.
- Lösungsmittel in einem gut belüfteten Bereich vollständig verdunsten lassen, bevor es angefasst wird.
Beim Entfernen löslicher Stützen, insbesondere von HIPS, sollten Sie in einem gut belüfteten Bereich arbeiten und lösungsmittelbeständige Handschuhe und eine Schutzbrille tragen. Vermeiden Sie Hautkontakt mit Limonen zur optimalen Sicherheit und waschen Sie es bei Kontakt schnell ab.
Fazit
Wir hoffen, wir konnten Ihnen die wichtigsten Punkte für die grundlegenden Prinzipien hinter 3D-Druck-Stützen, verschiedene Einstellungen und die Entfernung Ihrer Strukturen nach Fertigstellung näherbringen. Für neue Hobbyisten kann es einige Zeit dauern, sich daran zu gewöhnen und die perfekten Einstellungen für ihren spezifischen Drucker zu finden, und jedes Modell kann auch leicht unterschiedliche optimale Einstellungen haben.
Wir haben auch behandelt, wie Stützen leichter entfernt werden können, und den Unterschied zwischen normalen und löslichen 3D-Drucker-Stütztypen angesprochen. Denken Sie also daran, Übung macht den Meister, und behalten Sie Ihren Drucker immer wieder im Auge, um verschwendete Stunden zu vermeiden, falls die Stützstruktur oder das Modell nicht wie beabsichtigt funktioniert. Viel Spaß beim Drucken!