3D-Druck-Bridging erklärt: Vom Problem zur Lösung

Beim 3D-Druck werden häufig Teile erstellt, die Lücken überbrücken. Dieser Vorgang, der als Überbrücken bezeichnet wird, kann ziemlich knifflig sein. Wenn Ihr Drucker versucht, über einen leeren Raum zu drucken, kann der Kunststoff durchhängen oder nicht richtig verbunden werden. In diesem Handbuch erfahren Sie alles, was Sie über das Überbrücken beim 3D-Druck wissen müssen. Wir werden uns ansehen, warum es wichtig ist, wie man es richtig macht und wie man häufige Probleme behebt. Sie erhalten hilfreiche Ratschläge zur Verbesserung Ihrer Drucke, egal ob Sie Anfänger oder erfahrener Benutzer sind.

So funktioniert Bridging beim 3D-Druck

Überbrückung in 3D-Druck bezieht sich auf die Erstellung von Formen, die Lücken überbrücken, ohne Stützen zu verwenden. Dies ist eine recht praktische Technik, wenn Sie versuchen, komplexe Designs und Überhänge zu erstellen.

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 Überqueren der Lücke beizubehalten.

Es beginnt, wenn der Drucker an einer Kante der Lücke Kunststoff ausstößt. Während dieser Kopf einen offenen Raum überquert, extrudiert er kontinuierlich Kunststoff. Der extrudierte Kunststoff kühlt ab und härtet aus, während er abgelegt wird. Wenn er die andere Seite erreicht, verbindet er sich und bildet so die Brücke. Dann legt der Drucker immer mehr Schichten darauf, um die Brücke stabiler zu machen.

Das Einzige, was wichtig ist, ist, dass der Kunststoff für eine gute Überbrückung genau die richtige Temperatur haben muss: warm genug, um sich über die Lücke zu dehnen, kühl genug, um seine Form zu behalten. Dieses Gleichgewicht zu erreichen, macht das Überbrücken beim 3D-Druck so anspruchsvoll und so nützlich. Wenn es gut gemacht ist, können Sie damit komplexe Formen herstellen, ohne die Stützen später entfernen zu müssen.

Drei häufige Überbrückungsprobleme

Generell ist das Brückenbauen beim 3D-Druck eine Herausforderung. Drei der häufigsten Probleme, die beim Brückenbau auftreten können, sind Durchhängen, Fädenziehen und Lücken/Inkonsistenzen. Jedes dieser Probleme hat unterschiedliche Ursachen und visuelle Merkmale.

1. Durchhängen

Wenn das extrudierte Material nicht in einer geraden Linie zwischen den Lücken verläuft, sondern durchhängt oder sich nach unten biegt. Dies ist tendenziell bei längeren Brücken oder beim Drucken mit Materialien, die eher langsam abkühlen, ausgeprägter. 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. Besaitungen

Stringing ist ein Problem, bei dem dünne Plastikfäden zwischen Teilen des Drucks sichtbar sind, die nicht miteinander in Kontakt kommen sollten. Während des Stringing-in-Bridging-Prozesses bildet sich eine netzartige Struktur über der Lücke. Dies ist normalerweise auf eine falsche Temperatur während des Druckens oder ungeeignete Rückzugseinstellungen zurückzuführen.

Zu den Anzeichen für Stringing zählen:

• 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 bei der Überbrückung können sich als Zwischenräume oder unregelmäßige Muster im Druckmaterial manifestieren. Einige der Ursachen, die diese Probleme verursachen können, sind schlechte Extrusion, unterschiedliche Kühlung und nicht übereinstimmende Druckgeschwindigkeiten. Diese Lücken und Unregelmäßigkeiten beeinträchtigen die strukturelle Integrität der Brücke und das allgemeine Erscheinungsbild des Drucks erheblich.

Häufige Anzeichen für Lücken und Inkonsistenzen:

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

Diese alltäglichen Probleme werden normalerweise durch die Anpassung verschiedener Druckeinstellungen und Umgebungsfaktoren überwunden, damit eine Überbrückung möglich ist. Die richtige Identifizierung solcher Probleme ist der erste Schritt zur Verbesserung der Qualität der überbrückten Abschnitte in 3D-gedruckten Objekten.

Faktoren, die die Qualität der Überbrückung 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 ist daher ideal 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 faseriges Ergebnis.

• Optimale Drucktemperatur: 230-250°C.

2. Druckeinstellungen

Extrusionstemperatur: Niedrigere Temperaturen erzeugen im Allgemeinen bessere 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 häufig besser, sodass dem Material mehr Zeit zum Abkühlen und Erstarren bleibt.

Lüftergeschwindigkeit: Höhere Lüftergeschwindigkeiten verbessern die Brückenbildung, indem sie das extrudierte Material schneller verfestigen. Verwenden Sie für PLA 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 inkonsistenter Extrusion führen. Verwenden Sie bei Bedarf einen Filamenttrockner.

Luftstrom: Minimieren Sie Luftzüge im Druckbereich, um eine gleichmäßige Kühlung zu gewährleisten. Bei größeren Brücken kann jedoch ein kleiner, auf den Druck gerichteter Ventilator bei der Kühlung helfen.

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. Reduzieren Sie die Überbrückungsgeschwindigkeit

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

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

2. Senken Sie die Düsentemperatur

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

Beginnen Sie mit der unteren Temperaturempfehlung für Ihren Kunststoff. Beginnen Sie bei PLA mit 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 Kühllüfters

Durch die Kühlung wird der Kunststoff schneller fest und kann 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; diese Geschwindigkeit kann bei Bedarf mit der Zeit erhöht werden, allerdings ist Vorsicht geboten, da die Schichten sonst möglicherweise nicht richtig haften.

4. Passen Sie die Höhe und Breite Ihrer Ebene an

Die Höhe und Breite jeder Schicht bestimmen, wie die Brücken aussehen. Dünnere Schichten führen tendenziell zu stärkeren 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 Ihrer Überbrückungsextrusion 10–20 % größer als die Düsengröße zu machen. Dies kann verwendet werden, um Lücken zu füllen und stärkere Verbindungen herzustellen.

Fortgeschrittene Strategien zur Überbrückung des 3D-Drucks

Nachdem wir nun die Grundlagen behandelt haben, schauen wir uns einige fortgeschrittenere Möglichkeiten zum Umgang mit kniffligen 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 hat, können Sie versuchen lösliche Träger. Das Entfernen ist bequemer und die Endbearbeitung ist glatter. Stützen erfordern jedoch zusätzliches Material und Druckzeit, verwenden Sie sie also nur, wenn es wirklich nötig ist. Man sollte immer versuchen, 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 Überbrückungseinstellungen. Suchen Sie zuerst die "Brückendurchflussverhältnis" und stellen Sie es auf 80–90 % Ihrer normalen Durchflussrate ein. Dadurch wird verhindert, dass zu viel Kunststoff verwendet wird. Stellen Sie schließlich 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. Wenn es lange Brücken gibt, versuchen Sie, Ihrem 3D-Modell kleine Stützpfeiler hinzuzufügen. So wird aus einer langen Brücke mehrere kürzere. Versuchen Sie auch, Ihr Modell zu drehen. Eine einfache Drehung kann schwierige Überhänge in handhabbare Brücken verwandeln. Wenn Sie funktionale Teile drucken, fügen Sie den Brückenkanten abgeschrägte Kanten oder abgerundete Ecken hinzu. Dies kann die Festigkeit erhöhen und das Erscheinungsbild verbessern.

Lösungen für knifflige Überbrückungsprobleme

Selbst unter idealen Bedingungen können seltsame 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 und 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, ob die Kühlung gleichmäßig ist. Möglicherweise müssen Sie Ihren Lüfter neu positionieren. Manchmal wird die Oberfläche besser, wenn Sie Brücken in einem Winkel von 45° zur X- oder Y-Achse drucken.

Verhindern, dass sich Brückenkanten aufrollen

Um einrollende Kanten zu vermeiden, erhöhen Sie die Betttemperatur für die ersten paar Schichten leicht. Auch das Hinzufügen eines Rands zu Ihrem Druck kann die Haftung verbessern. Wenn Sie mit ABS drucken, verhindert das Drucken in einem Gehäuse, dass Luftzüge ein Aufrollen verursachen.

Stärkere Brücken bauen

Um fragile Brücken stärker zu machen, versuchen Sie, den Füllprozentsatz in den Bereichen zu erhöhen, die die Brücke stützen. Sehr oft funktioniert ein Wechsel der Marke oder des Typs, da einige einfach stärker sind als andere. PLA-Drucke können nach dem Drucken geglüht werden, um die Festigkeit zu erhöhen, dies erfordert jedoch mehrere zusätzliche Schritte.

Beheben von ungleichmäßiger Brückendicke

Wenn die Dicke Ihrer Brücke uneinheitlich ist, reinigen Sie Ihre Düse oder ersetzen Sie sie, wenn sie abgenutzt ist. Auch teilweise Verstopfungen in Ihrem Hot-End sind denkbar. Es ist auch eine gute Idee, eine Extruder-Schrittkalibrierung durchzuführen und an mehreren Stellen Filamentdurchmessermessungen vorzunehmen, um den gleichmäßigen Durchmesser zu bestätigen.

Werden Sie besser beim 3D-Drucken von Brücken!

Eine der wichtigsten Techniken des 3D-Drucks – das Überbrücken – ermöglicht Ihnen das Drucken komplexerer Designs. Dieses Tutorial hat Ihnen einen Überblick darüber gegeben, wie das Überbrücken funktioniert, welche häufigen Probleme auftreten und wie Sie diese beheben können. Sie können bessere Brücken erstellen, indem Sie die Druckeinstellungen ändern, das richtige Material auswählen und häufig Ihr Design anpassen. Wenn schwerwiegendere Probleme auftreten, wenden Sie die Tipps zur Fehlerbehebung an, um diese zu beheben. Mit etwas Übung können Sie starke und glatte Brücken drucken, wodurch Sie noch erstaunlichere Brücken erstellen können. 3D-Drucke. Integrieren Sie diese Tipps in Ihren nächsten Druck, um den Unterschied zu spüren.