Aufgrund der Funktionsweise der Technologie erfordert der 3D-Druck bereits in der Planungsphase Einfallsreichtum. Bei den meisten Druckertypen arbeiten Extruder Schicht für Schicht von unten nach oben, sodass eine Schicht auf einer offenen Fläche eine besondere Unterstützung erfordert. Mangelnde Unterstützung führt dazu, dass Teile schmelzen, durchhängen oder brechen, bevor der Rest des Modells fertiggestellt werden kann. Dies ist eine der vielen Regeln des 3D-Drucks, die jeder Heimwerker kennen und auf die er sich stets vorbereiten sollte. Obwohl sie nützlich sind, dauert es später länger, zusätzliche Stützteile zu entfernen, was zu Rückständen oder Narben führt. Dies erfordert auch zusätzliches Filament, sodass bei einem großen Druck am Ende viel davon verschwendet werden kann. Doch eine bahnbrechende neue Studie unter der Leitung von Forschern der Universität Twente bietet eine einzigartige Wegplanungsstrategie für die Schaffung nicht unterstützter horizontaler Überhänge.
Die Methode wird als „Strategie basierend auf Wellenausbreitung“ oder Wellenüberhängen beschrieben und erzielt Drucke mit „kontinuierlichen Pfaden, die durch beugungsähnliches Verhalten auf natürliche Weise durch komplexe Geometrie verlaufen“, wodurch die üblichen Komplikationen und Einschränkungen wie Durchhängen überwunden werden können. Sie können auch ohne Stützen im 90-Grad-Überstandswinkel gedruckt werden. Normalerweise ist dies bei Winkeln von mehr als 45 Grad erforderlich.
Der Artikel, veröffentlicht in Additive Manufacturing Letters, ist jetzt für alle Leseinteressierten verfügbar. Darüber hinaus können Sie die Methode auch mit Ihren eigenen Ausdrucken ausprobieren. Laut dem Co-Autor ist es bereits in den Forks PrusaSlicer und OrcaSlicer einsetzbar – WaveOverhangs ist ein Beispiel.
Wie funktioniert es und was wird benötigt?
Dem Artikel und den von den Forschern beschriebenen Methoden zufolge kann die Wellenausbreitungsstrategie auf Standard-3-Achsen-FDM-Druckern angewendet werden. Es funktioniert mit Formen oder Überhängen, die „beliebige Geometrie“ verwenden und erfordert keine Erstellung, Planung oder Druck von Stützen wie Strukturen oder Gittern. Stattdessen beruht es auf dem physikalischen Wellenausbreitungsphänomen des Huygens-Prinzips, das besagt, dass alle Punkte auf einer Wellenfront neue Quellen von Wavelets sind. Beim Drucken sieht dies aus wie Druckpfade, die rekursiv als Wellenfronten gezeichnet werden, gekrümmte Ringe, die sich auf derselben Ebene nach außen wellen, wodurch in der Luft eine besser unterstützte Kante entsteht.
Stellen Sie sich vor, Sie schauen auf und ab, werfen einen Kieselstein in einen Teich und beobachten, wie sich die Wellen oder Wellen nacheinander nach außen bewegen, während Sie gleichzeitig vollständig verbunden sind. Es ist hier die gleiche Idee. Bei rechteckigen oder quadratischen Formen und Kanten wird das Wellenmuster fortgesetzt, bis die Ebene nach Bedarf gefüllt ist.
Sie benötigen keine besonderen Anforderungen hinsichtlich der Materialien oder des Druckertyps. Mit der richtigen Ausrüstung können Sie es jetzt tun. Es kommt darauf an, die richtigen Schneidwerkzeuge zu verwenden, die für Wellendesigns geeignet sind. Wenn Sie erwägen, einen Drucker zu kaufen, um all dies auszuprobieren, müssen Sie zunächst einige Dinge wissen, aber die Erforschung solcher Techniken senkt die Eintrittsbarriere für komplexe Drucke. Die Wellenmethode öffnete plötzlich die Tür zu vielen anderen Drucken, die mehr Materialien, mehr Zeit und mehr Sorgfalt erfordert hätten. Ein weiterer Trick zum doppelt so schnellen Drucken, genannt Flash Fill, könnte bei vielen Projekten zu ähnlichen Ergebnissen führen.