3D -Drucküberbrückung erklärt: Von Problem zur Lösung

Beim 3D-Druck werden oft Teile hergestellt, die Lücken überbrücken. Dieser Vorgang, das sogenannte Bridging, kann recht knifflig sein. Wenn Ihr Drucker versucht, über einen leeren Raum zu drucken, kann der Kunststoff durchhängen oder nicht richtig verbunden werden. Dieser Leitfaden behandelt alles, was Sie über Bridging im 3D-Druck wissen müssen. Wir zeigen Ihnen, warum es wichtig ist, wie es richtig gemacht wird und wie Sie häufige Probleme beheben. Sie erhalten hilfreiche Tipps zur Verbesserung Ihrer Drucke – egal, ob Sie Anfänger oder erfahrener Anwender sind.

So funktioniert Bridging im 3D-Druck

Überbrückung in 3D-Druck Bezeichnet die Erstellung von Formen, die Lücken ohne Verwendung von Stützen überbrücken. Diese Technik ist besonders praktisch für komplexe Designs und Überhänge.

Dies geschieht, indem während des Überbrückungsprozesses Plastik über einen leeren Raum zwischen zwei Punkten gelegt wird. Der schwierigere Teil besteht darin, die Form des Plastiks beim Überbrücken der Lücke beizubehalten.

Es beginnt, wenn der Drucker Kunststoff an einer Kante des Spalts ausstößt. Während der Kopf einen offenen Raum überquert, extrudiert er kontinuierlich Kunststoff. Der extrudierte Kunststoff kühlt ab und härtet beim Ablegen aus. Auf der anderen Seite verbindet er sich und bildet so die Brücke. Anschließend trägt der Drucker immer mehr Schichten auf, um die Brücke zu stabilisieren.

Für eine gute Überbrückung muss der Kunststoff die richtige Temperatur haben: warm genug, um sich über die Lücke zu dehnen, kühl genug, um seine Form zu behalten. Dieses Gleichgewicht zu erreichen, macht die Überbrückung im 3D-Druck so anspruchsvoll und gleichzeitig so nützlich. Bei guter Ausführung können Sie komplexe Formen herstellen, ohne die Stützstrukturen später entfernen zu müssen.

Drei häufige Überbrückungsprobleme

Brückenbau ist beim 3D-Druck generell eine Herausforderung. Drei der häufigsten Probleme beim Brückenbau sind Durchhängen, Fadenziehen und Lücken/Inkonsistenzen. Jedes dieser Probleme hat unterschiedliche Ursachen und optische Merkmale.

1. Durchhängen

Wenn das extrudierte Material nicht gerade verläuft, sondern durchhängt oder sich nach unten biegt. Dies ist bei längeren Brücken oder beim Drucken mit Materialien, die eher langsam abkühlen, stärker ausgeprägt. Dies kann zu einer verformten Endform mit geringerer struktureller Integrität führen.

Visuelle Anzeichen für Erschlaffung sind:

• Eine auffällige Delle in der Mitte der Brücke
• Ungleichmäßige Dicke über den überbrückten Abschnitt
• Wellenförmige oder unregelmäßige Linien im überbrückten Bereich

2. Bespannung

Stringing ist ein Problem, bei dem dünne Kunststofffäden zwischen Druckteilen sichtbar sind, die sich nicht berühren sollten. Beim Stringing-Prozess bildet sich eine netzartige Struktur über der Lücke. Dies ist in der Regel auf eine falsche Temperatur beim Drucken oder ungeeignete Rückzugseinstellungen zurückzuführen.

Indikatoren für Stringing sind:

• Feine Kunststofffäden überspannen den überbrückten Bereich
• Strähnen oder spinnennetzartige Formationen in offenen Räumen
• Überschüssiges Material sammelt sich auf der Druckoberfläche

3. Lücken und Inkonsistenzen

Lücken und Unregelmäßigkeiten in der Brückenkonstruktion können sich als Zwischenräume oder unregelmäßige Muster im Druckmaterial manifestieren. Ursachen hierfür können unter anderem schlechte Extrusion, unterschiedliche Kühlung und ungleiche Druckgeschwindigkeiten sein. Diese Lücken und Unregelmäßigkeiten beeinträchtigen die strukturelle Integrität der Brücke und das Gesamtbild des Drucks erheblich.

Häufige Anzeichen für Lücken und Inkonsistenzen:

• Sichtbare Löcher oder Zwischenräume im überbrückten Bereich
• Unregelmäßige oder unebene Oberflächenstruktur
• Inkonsistente Breite oder Dicke über die Brücke

Diese häufigen Probleme lassen sich normalerweise durch die Anpassung verschiedener Druckeinstellungen und Umgebungsfaktoren lösen, um eine Überbrückung zu ermöglichen. Die korrekte Identifizierung solcher Probleme ist der erste Schritt zur Verbesserung der Qualität der überbrückten Abschnitte in 3D-gedruckten Objekten.

Faktoren, die die Brückenqualität beeinflussen

Die Qualität des Überbrückungsprozesses hängt von einer Reihe von Variablen ab. Zu den wichtigsten gehören:

1. Materialeigenschaften

Verschiedene Materialien verhalten sich beim Überbrücken unterschiedlich:

PLA (Polymilchsäure): Aufgrund seines relativ niedrigen Schmelzpunkts ist es in den meisten Fällen einfacher, Brücken zu bauen. Es härtet relativ schnell aus und eignet sich daher perfekt für kleine Brücken.

• Drucktemperatur: 190-220°C.

ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol): Aufgrund des höheren Schmelzpunkts und der Neigung zum Verziehen ist dies schwieriger zu überbrücken. Höhere Temperaturen und eine geschlossene Druckumgebung sind erforderlich.

• Optimale Drucktemperatur: 220-250°C.

PETG (Polyethylenterephthalatglykol): Ein guter Mittelweg zwischen PLA und ABS. Es verzieht sich nicht so stark wie ABS, hat aber ein fadenziehendes Ergebnis.

• Optimale Drucktemperatur: 230-250°C.

2. Druckeinstellungen

Extrusionstemperatur: Niedrigere Temperaturen führen im Allgemeinen zu besseren Brücken, können aber zu Unterextrusion führen. Beginnen Sie mit dem unteren Ende des empfohlenen Temperaturbereichs für Ihr Material und passen Sie ihn nach Bedarf an.

Druckgeschwindigkeit: Bei niedrigeren Geschwindigkeiten (etwa 20–30 mm/s) wird die Brückenbildung oft besser, sodass dem Material mehr Zeit zum Abkühlen und Erstarren bleibt.

Lüftergeschwindigkeit: Höhere Lüftergeschwindigkeiten verbessern die Brückenbildung durch schnelles Erstarren des extrudierten Materials. Für PLA verwenden Sie 100 % Lüftergeschwindigkeit. Für ABS, beginnen Sie mit 0 % und erhöhen Sie diesen bei Bedarf schrittweise.

Schichthöhe: Dünnere Schichten (0,1–0,2 mm) erzeugen aufgrund des geringeren Materialgewichts typischerweise stärkere Brücken.

3. Umgebungsbedingungen

Umgebungstemperatur: Halten Sie für die meisten Materialien eine stabile Raumtemperatur zwischen 20 und 25 °C aufrecht. Für ABS kann eine höhere Umgebungstemperatur (ca. 30–35 °C) in einem geschlossenen Raum Verziehen verhindern.

Luftfeuchtigkeit: Bewahren Sie Filamente in einer trockenen Umgebung auf. Hohe Luftfeuchtigkeit kann zu ungleichmäßiger Extrusion führen. Verwenden Sie bei Bedarf einen Filamenttrockner.

Luftstrom: Minimieren Sie Zugluft im Druckbereich, um eine gleichmäßige Kühlung zu gewährleisten. Bei größeren Brücken kann jedoch ein kleiner, auf den Druck gerichteter Lüfter die Kühlung unterstützen.

Mit diesem Wissen sind Sie nun besser gerüstet, um die Herausforderungen in Ihrem 3D-Druckprojekte. Experimentieren Sie mit diesen Faktoren, um den optimalen Punkt für Ihre spezielle Konfiguration und Materialien zu finden.

So passen Sie Ihren 3D-Drucker für bessere Brücken an

Der Erfolg einer Überbrückung hängt oft von den Feinheiten Ihrer Druckereinstellungen ab.

1. Verlangsamen Sie Ihre Überbrückungsgeschwindigkeit

Die Druckgeschwindigkeit beeinflusst das Ergebnis der Brücken. Ist sie zu schnell, können die Brücken durchhängen. Ist sie zu langsam, kann der Kunststoff zu heiß werden.

Bei Brücken liegt ein guter Ausgangspunkt bei etwa 20–30 mm/s, danach kann je nach Aussehen schneller oder langsamer gedruckt werden. Tatsächlich können die meisten kurzen Brücken (weniger als 20 mm) sogar deutlich schneller gedruckt werden, während längere Brücken deutlich langsamer gedruckt werden müssen.

2.Senken Sie Ihre Düsentemperatur

Eine der wichtigsten Variablen beim Drucken guter Brücken ist die Temperatur. Der Kunststoff muss heiß genug für einen guten Druck und gleichzeitig kühl genug sein, um seine Form zu behalten.

Orientieren Sie sich an der unteren Temperaturempfehlung Ihres Kunststoffs und beginnen Sie damit. Bei PLA beginnen Sie bei etwa 190 °C. Bei PETG verwenden Sie etwa 230 °C. Wenn Sie Lücken bemerken oder die Schichten nicht gut haften, erhöhen Sie die Temperatur schrittweise um etwa 5 °C.

3. Erhöhen Sie die Geschwindigkeit Ihres Lüfters

Durch das Kühlen wird der Kunststoff schneller fest und kann so ein Durchhängen verhindern.

Bei PLA und PETG sollte der Lüfter während des Brückendrucks mit maximaler Geschwindigkeit eingeschaltet sein, bei ABS muss er beim Start ausgeschaltet sein; die Geschwindigkeit kann bei Bedarf mit der Zeit erhöht werden, jedoch mit Vorsicht, da dies dazu führen kann, dass die Schichten nicht richtig haften.

4. Passen Sie die Höhe und Breite Ihrer Ebene an

Die Höhe und Breite jeder Schicht bestimmen das Ergebnis der Brücken. Dünnere Schichten erzeugen tendenziell stabilere Brücken, benötigen aber mehr Zeit zum Drucken.

Versuchen Sie für Brücken Schichthöhen zwischen 0,1 mm und 0,2 mm. Dünnere Schichten hängen oft weniger durch, da sie leichter sind.

Versuchen Sie, die Breite der Brückenextrusion 10–20 % größer als die Düsengröße zu wählen. So können Sie Lücken füllen und stärkere Verbindungen herstellen.

Fortgeschrittene Strategien zur Beherrschung der 3D-Druck-Überbrückung

Nachdem wir nun die Grundlagen behandelt haben, schauen wir uns einige fortgeschrittenere Möglichkeiten zum Umgang mit schwierigen Brücken an. Diese Methoden können Ihnen beim Drucken komplexerer Modelle helfen.

1. Strategischer Einsatz von Stützen

Erwägen Sie die Verwendung von Stützen, wenn diese länger als 50 mm oder steiler als 45 Grad sind. Wenn Ihr Drucker zwei Düsen hatte, können Sie versuchen lösliche TrägerDas Entfernen ist bequemer und die Endbearbeitung verläuft reibungsloser. Stützen erfordern jedoch zusätzliches Material und Druckzeit. Verwenden Sie sie daher nur, wenn es wirklich nötig ist. Versuchen Sie immer, ohne Stützen zu drucken. Der Schritt zur Optimierung der Slicer-Einstellungen wird nun behandelt.

2. Slicer-Einstellungen für Bridges optimieren

Die meisten Slicer verfügen über Brückeneinstellungen. Suchen Sie zuerst die "Brückendurchflussverhältnis" und stellen Sie ihn auf 80–90 % Ihrer normalen Durchflussrate ein. Dadurch wird verhindert, dass zu viel Kunststoff verwendet wird. Stellen Sie abschließend für die meisten Materialien außer ABS die „Brückenhaut-Lüftergeschwindigkeit“ auf hoch ein. Bei einigen Slicern können Sie die Richtung der Brückenlinien ändern. Experimentieren Sie mit verschiedenen Winkeln, um herauszufinden, was für Ihr Modell am besten funktioniert.

3. Neugestaltung für bessere Brücken

Manchmal ist das Überbrücken einfacher, wenn Sie Ihr Modell einfach neu gestalten. Bei langen Brücken können Sie kleine Stützpfeiler in Ihr 3D-Modell einfügen. So entsteht aus einer langen Brücke mehrere kürzere. Versuchen Sie auch, Ihr Modell zu drehen. Durch einfaches Drehen können schwierige Überhänge in handliche Brücken verwandelt werden. Wenn Sie Funktionsteile drucken, fügen Sie den Brückenkanten abgeschrägte oder abgerundete Kanten hinzu. Dies erhöht die Festigkeit und verbessert das Erscheinungsbild.

Lösungen für knifflige Überbrückungsprobleme

Selbst unter idealen Bedingungen können ungewöhnliche Überbrückungsprobleme auftreten. Im Folgenden erfahren Sie, wie Sie schwer zu behebende Probleme identifizieren und beheben.

Ungewöhnliche Brückenprobleme, auf die Sie achten sollten

Achten Sie neben dem einfachen Durchhängen oder Ausfransen auf diese weniger häufigen Probleme:

• Akkordeoneffekt: Die Brücke hat eine wellige, unebene Oberfläche.
• Eisstockschießen: Die Ränder der Brücke heben sich oder wölben sich nach oben.
• Spröde Brücken: Die Brücke ist anfällig für Brüche oder Einstürze.
• Inkonsistente Extrusion: Die Brücke weist abwechselnd dicke und dünne Abschnitte auf.

Ausbessern einer welligen Brückenoberfläche

Wenn Ihre Brücke wellig aussieht, prüfen Sie zunächst, ob Ihre Riemen locker sind oder Ihr Druckerrahmen wackelt. Überprüfen Sie die gleichmäßige Kühlung – möglicherweise müssen Sie den Lüfter neu positionieren. Manchmal verbessert das Drucken von Brücken im 45°-Winkel zur X- oder Y-Achse die Oberfläche.

Verhindern, dass sich Brückenkanten aufrollen

Um ein Aufrollen der Kanten zu verhindern, erhöhen Sie die Druckbetttemperatur für die ersten Schichten leicht. Ein Rand kann die Haftung Ihres Drucks verbessern. Wenn Sie mit ABS drucken, verhindert das Drucken in einem Gehäuse, dass Zugluft das Aufrollen verursacht.

Stärkere Brücken bauen

Um fragile Brücken zu verstärken, erhöhen Sie den Füllanteil in den Stützbereichen. Oftmals hilft ein Wechsel der Marke oder des Typs, da manche einfach stabiler sind als andere. PLA-Drucke können nach dem Druck getempert werden, um die Festigkeit zu erhöhen. Dies erfordert jedoch mehrere zusätzliche Schritte.

Beheben von ungleichmäßiger Brückendicke

Wenn die Brückendicke uneinheitlich ist, reinigen Sie die Düse oder ersetzen Sie sie bei Verschleiß. Auch partielle Verstopfungen im Hotend können in Betracht gezogen werden. Es empfiehlt sich außerdem, eine Extruder-Schrittkalibrierung durchzuführen und den Filamentdurchmesser an mehreren Stellen zu messen, um einen gleichmäßigen Durchmesser sicherzustellen.

Werden Sie besser im 3D-Drucken von Brücken!

Eine der wichtigsten Techniken des 3D-Drucks – das Überbrücken – ermöglicht Ihnen den Druck komplexerer Designs. Dieses Tutorial gibt Ihnen einen Überblick über die Funktionsweise des Überbrückens, die häufig auftretenden Probleme und deren Behebung. Sie können bessere Brücken erstellen, indem Sie die Druckeinstellungen ändern, das richtige Material auswählen und Ihr Design regelmäßig anpassen. Bei größeren Problemen wenden Sie die Tipps zur Fehlerbehebung an, um diese zu beheben. Mit etwas Übung können Sie stabile und glatte Brücken drucken und so noch beeindruckendere 3D-Drucke. Beginnen Sie damit, diese Tipps in Ihren nächsten Druck zu integrieren, um den Unterschied zu spüren.