Was ist die 45-Grad-Regel beim 3D-Druck?

Die 45-Grad-Regel ist für 3D-Drucker auf der ganzen Welt Segen und Fluch zugleich. Wenn Sie viel Zeit mit FDM-Druckern (Fused Deposition Modeling) verbracht haben, sind Sie wahrscheinlich auf diese grausame Schnittstelle zwischen Geometrie und Physik gestoßen, bei der herabhängende oder beschädigte Drucke das unglückliche Ergebnis Ihrer Nachlässigkeit sind. Wenn Sie ein Neuling sind, sind Sie vielleicht noch nie mit der 45-Grad-Regel und ihren Konsequenzen in Berührung gekommen, selbst wenn Sie bereits gelesen haben, was Sie vor dem Kauf eines 3D-Druckers wissen sollten.

Die 45-Grad-Regel entsteht, weil Ihr 3D-Drucker gegen die Urkraft der Schwerkraft ankämpft. Was ist die Regel? Die 45-Grad-Regel bezieht sich auf den Winkel, in dem eine Konstruktion ihre Schichten beim Bau eines Überhangs sicher tragen kann. Bei Winkeln von bis zu 45 Grad liegt etwa die Hälfte einer zusätzlichen Schicht auf der darunter liegenden Schicht und gibt ihr so ​​genügend Halt, um beim Abkühlen ihre Form zu behalten.

Im besten Fall erhalten Sie einen verzogenen oder verzogenen Druck (von dem einige mit einem Hobbymesser und etwas Ellenbogenfett entfernt werden können). Im schlimmsten Fall wird Ihr großartiges Büroprojekt völlig ruiniert und Sie müssen mit dem Drucken von vorne beginnen, nachdem Sie Anpassungen vorgenommen haben.

Das Überhangproblem liegt in der Natur von FDM-Druckern. Diese 3D-Drucker funktionieren, indem sie dünne Schichten thermoplastischen Materials erhitzen und übereinander legen, bis eine vollständige Kreation entsteht. Scharfe Ecken sabotieren diesen Prozess, da jede Schicht ein Fundament darunter benötigt. Andernfalls unterliegt es der Schwerkraft, bevor es ausreichend abkühlen kann, um seine Form beizubehalten.

Obwohl die 45-Grad-Regel eine gute Faustregel ist, ist sie nicht in Stein gemeißelt. Es gibt Möglichkeiten, Überhänge mit steileren Winkeln zu bauen; Sie müssen Ihrem Drucker nur ein wenig helfen. Erwägen Sie eine verbesserte Kühlung und Luftzirkulation, um das Einfrieren der Schichten vor dem Verlegen der nächsten zu unterstützen. Ebenso können Sie die Abkühlzeit jeder Schicht verlängern, bevor Sie die nächste drucken. Sie können auch die Schichthöhe verringern, um das Abkühlen zu beschleunigen, oder ein Modell drehen, damit spitzere Winkel allmählicher entstehen.

Alternativ können Sie in Ihrem aktuellen Setup mit voller Geschwindigkeit drucken und Überhänge in fast jedem erdenklichen Winkel erzeugen, indem Sie einen einfachen Trick verwenden: Stützen. Stützen sind genau das, wonach sie klingen: dünne Plastikstücke, die beim Abkühlen eine Schicht halten. Sobald der Druck fertig ist, können Sie sie brechen oder schneiden und den Bereich, an dem sie an Ihrem Bau befestigt wurden, mit einem Bastelmesser reinigen.

Stützen sind eine großartige Lösung zum Drucken von inneren Hohlräumen oder Bögen, beispielsweise in einem Hohlkasten mit eingelassener Decke. Ohne Stützen würde der Drucker versuchen, weite Bereiche leeren Raums zu füllen und am Ende herabhängende Filamentstränge erzeugen. Stattdessen kann ein dichtes Stützengitter direkt unter dem Hohldach helfen, die Herausforderungen der schwierigen Geometrie zu umgehen.

Ein fortgeschritteneres Beispiel sind sogenannte Wellenunterstützungen, die in FDM- und Harz-Workflows üblich sind. Wenn Sie so etwas wie einen Drachen mit ausgebreiteten Flügeln drucken würden, würden sich die Baumstützen von einigen Basispunkten nach oben verzweigen und sich in dünnere Arme teilen, die nur die notwendigen Überhänge berühren würden. Dies reduziert Kontaktschäden im Vergleich zu Blockstützen und erleichtert die Reinigung erheblich. Um die Wirksamkeit der Stützen zu testen, besorgen Sie sich ein paar Modelle mit dramatischen Überhängen von einer der im Internet verstreuten kostenlosen Projektseiten.