Angaben über Auflösung, Maßhaltigkeit und Reproduzierbarkeit im 3D-Druck

Eine der, von potentiellen 3D-Drucker-Käufern, meist gestellten Fragen ist die, nach der „Auflösung“ des 3D-Druckers. Hakt man nach, wird klar, dass tatsächlich von der „Maßhaltigkeit“ und „Reproduzierbarkeit“ von additiv gefertigten Modellen die Rede ist.

Auflösung der 3D-Drucker

Im Bereich des 3D-Drucks bezieht sich die Auflösung (gerätetechnisch) auf die geringstmögliche Druckkopfverschiebung, die innerhalb eines dreidimensionalen Volumens erzeugt werden kann (meist definiert in einem kartesischen Koordinatensystem in x, y, z). Diese Verschiebungen werden durch die Kombination der Steuerungssoftware, dem minimalen Verschiebungswinkel der Antriebsmotoren und der Übersetzung auf die beweglichen Elemente definiert. Dieses Zusammenspiel, sich innerhalb des Bauvolumens präzise von einem Ort zum anderen zu bewegen, wird als “Auflösung” des 3D-Druckers bezeichnet. Während diese Eigenschaft zweifellos von großer Bedeutung für die Fertigung von Bauteilen innerhalb dimensionaler “Genauigkeit” und “Reproduzierbarkeit” ist, bleibt diese Angabe nicht die einzig maßgebende Einheit für die dimensionale Präzision des Bauteils.

Maßhaltigkeit und Reproduzierbarkeit

Die Maßhaltigkeit des Bauteils hängt zum einen von der Auflösung des Druckers und zum anderen von der Kombination des Fließverhaltens des Polymers mit dem Durchmesser der Extrusionsdüse ab.

Die Fähigkeit des gesamten 3D Drucksystems das gleiche Bauteil mit selber Geometrie (auch wenn diese vom Sollzustand abweichen sollte) stets zu erzeugen, bezeichnet die Reproduzierbarkeit. Wenn die Abweichung der Maße des CAD Modells mit denen des 3D-gedruckten Teil verglichen wird, kann daraus die Toleranz abgeleitet werden.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, ein 3D-Drucker mit einer hohen räumlichen Auflösung erzeugt nicht zwangsläufig Teile mit einer hohen Maßhaltigkeit oder Reproduzierbarkeit. Die meisten 3D-Drucker haben Motoren deren instrumentelle Auflösung bei 1 – 5 µm liegen. Dennoch liegen die feinsten Strukturen, die derartige Maschinen erzeugen können, zwei Größenordnungen (10²) über der instrumentellen Auflösung. Im Fall der 3D gedruckten Hochleistungsthermoplasten kommt die Überführung des Materials in die Schmelze und anschließendem Erstarren hinzu. Das Verhältnis von Abkühlrate und Fließverhalten des Thermoplasts muss ausreichend kontrolliert werden um zufriedenstellende Maßhaltigkeit zu erzielen. Apium weiß über die Sachverhalte von Auflösung, Maßhaltigkeit und Reproduzierbarkeit Bescheid.

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    Teile aus Hochleistungspolymeren, gedruckt mit Apium P 155

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