Die Schichtdicke im 3D-Druck: ein wesentliches Element der additiven Fertigung

Die Schichtdicke ist die Maßangabe der Höhe von jeder aufeinanderfolgenden Zugabe an Material in der additiven Fertigung oder in 3D-Druck-Prozessen, in denen Schichten übereinandergefügt werden.

Es ist eines der wesentlichen technischen Merkmale eines jeden 3D-Druckers. Die Schichtdicke ist im Prinzip die Auflösung der z-Achse, welche die vertikale Achse darstellt.

Beispiele für Schichtdicken

In der Regel sind nicht alle 3D-Drucker technisch gleich, denn technologische Unterschiede erzeugen unterschiedliche Schichtdicken . Im Allgemeinen variieren die Schichtdicken von 3D-Druckern zwischen 16 µm und 150 µm. Diese Einstellung kann auf jedem 3D-Drucker vor Beginn des eigentlichen 3D-Druckverfahrens eingestellt werden.Die erforderliche Druckzeit wird auch durch die Schichtdicke bestimmt. Hier finden Sie eine zusammenfassende Tabelle der verschiedenen Schichtdicken für die verschiedenen 3D-Drucker und Technologien:

Drucker / Technologie

Schichtdicke

Profi-Drucker Fused Deposition Modelling für die Fertigung (Stratasys, etc.)

0,17 mm bis 0,33 mm (0,007 “bis 0,013”)

Büro oder FabLab Fused Deposition Modelling (MakerBot, Ultimaker, etc.)

0,10 mm bis 0,33 mm (0,004 “bis 0,013”)

Selektives Lasersintern (SLS) – (EOS, 3D-System)

0.060 mm bis 0,150 mm

Harz/Resin Drucker (Stratasys Polyjet)

0,016 mm bis 0,028 mm

Materialbindung (3D Systems ZPrinter)

0,1 mm

Stereolithographie, DLP, Härtung von Harz durch Licht oder Laser

0,05 bis 0,15 mm

Wachsablagerung durch piezoelektrischen Kopf (Solids)

0,005 mm bis 0,10 mm

Unterschiede zwischen Schichtdicke, Druckauflösung und der Größe des kleinstmöglichsten Details

Die Schichtdicke sollte nicht mit der Druckauflösung oder mit der Größe des kleinstmöglichsten Details verwechselt werden.

Die Druckauflösung ist die Größe des gedruckten Voxels. Bei der Laser-Sinter-Technologie steht sie in Beziehung zu der Größe des Laserstrahls, der typischerweise etwa 120 µm bis 150 µm groß ist.

Was die Größe des kleinstmöglichsten Details betrifft, hängt dies von der Stärke des Materials ab. Von daher gilt: selbst wenn es in der Theorie möglich ist, mit einer Druckauflösung ein Detail von 125µm auf einer Oberfläche zu erstellen, ist es in der Realität nicht möglich, dass dieses Detail den Schritten des Säuberns und der Oberflächenbehandlung standhält, wenn es einen Durchmesser von 0.5 mm bis 0.8 mm hat, ganz auf seine Größe ankommend.

Der Zusammenhang zwischen der Schichtdicke und der 3D-Druckausrichtung

Die Auswirkung der Schichtdicke des Druckers auf das Druckergebnis hängt auch von der gewählten Druckausrichtung ab.

Insbesondere wird eine ebene Fläche mit einem schwach zur z-Achse steigenden Winkel relativ stark betroffen sein, da immer ein Treppeneffekt entstehen wird, ganz unabhängig davon, welche Technologie angewendet worden ist.

Die Chargensteuerungs-Tools, die für eine Bestellung von mehr als 20 Kopien zur Verfügung stehen, ermöglichen Ihnen, die Ausrichtung festzulegen. Sie können so Ihre Wahl zwischen Qualität und Preis treffen.

Die Schichtdicke, die 3D-Druckgeschwindigkeit und die Kosten von Objekten

Die Anzahl der Schichten, die für die Herstellung eines Objektes erforderlich ist, bestimmt auch die Herstellungszeit eines Objektes. Je dünner die Schichten, desto länger dauert es, um ein Objekt aus einer gegebenen Höhe herzustellen.

Das heißt, ein Objekt mit 1 cm Höhe braucht 100 Schichten mit 100 µm (wie zum Beispiel bei unserem weißen Kunststoffmaterial ) oder 167 Schichten mit 60 µm. Dies erklärt die höhere Kosten für den 3D-Druck mit dünneren Schichten unter Verwendung der gleichen Technik .

Vergleich der Druckergebnisse mit verschiedenen Schichtdicken

Für weitere Beispiel können Sie hier Beispiele von Vergleichen mit verschiedenen Schichtdicken finden.