Sie besitzen noch keinen großformatigen 3D-Drucker? Wenn es um die Möglichkeiten von kompakten Desktop-3D-Drucker geht, dann stellt das Fertigungsvolumen nicht unbedingt eine feste Grenze dar. Wie bei Baugruppen von Produkten wie Smartphones bis hin zu Autobahnbrücken, die sich aus vielen Einzelkomponenten zusammensetzen, lassen sich auch Modelle in kleinere Elemente aufteilen, die nach dem Druck zusammengebaut werden können. So erhalten Sie dennoch Teile, die in Gänze nicht auf die Konstruktionsplattform passen würden.

Aber selbst wenn das ganze Modell in den Bauraum passt, lassen sich mit einer solchen Aufteilung eventuell bessere Ergebnisse erzielen. Dies ist dann der Fall, wenn mehrere oder gegenüberliegende Flächen frei von Stützspuren sein müssen, ein Design komplexe Überhänge aufweist oder ein Modell Hohlräume enthält, in denen sich während des Drucks Kunstharz sammeln würde.

Der 3D-Druck mehrerer Teile eröffnet auch neue Möglichkeiten, wie z. B. das Erstellen von Baugruppen aus mehreren Materialien oder das Kombinieren starrer und flexibler 3D-gedruckter Teile, um Umspritzungen zu simulieren.

Beim Zusammenbau mehrerer Teile müssen diese fest miteinander verbunden werden. Bei der Auswahl einer Verbindungsmethode sollte als wichtigster Faktor die Belastungsfähigkeit der Verbindungsstellen berücksichtigt werden, die wiederum vom jeweiligen Verwendungszweck der Teile abhängt:

• Chemische Verbindung: Verwenden Sie einen geeigneten Kleber für Kunstwerke, Maßstabsmodelle und komplexe Formen, die nicht für den funktionalen Gebrauch bestimmt sind und nicht durch Stöße belastet werden.

• Mechanische Verbindung: Nutzen Sie Schraubgewinde oder Muttern bei funktionalen technischen Bauteilen, die eine robuste mechanische Verbindung erfordern oder wiederholt befestigt und gelöst werden müssen.

In diesem Leitfaden legen wir das Augenmerk auf das Erstellen großer mehrteiliger Stereolithografie-3D-Drucke (SLA), die chemisch verbunden werden. Im Folgenden führen wir Sie Schritt für Schritt durch den Prozess, von der Aufteilung Ihres Modells bis zur Nachbearbeitung und Fertigstellung.

Don’t own a large format 3D printer yet? When determining what’s possible with a compact desktop 3D printer, think beyond the build volume. Just as assemblies such as your smartphone or even a road bridge consist of many individual building blocks, splitting a model into smaller parts that can be combined after printing is a great solution for 3D printing large objects that don’t fit on a build platform.

Splitting a part can also be the best way to get a high-quality result, even if the whole part could fit into a single build. This is the case when multiple or opposing surfaces need to be free of support marks, a design has complex overhangs, or a model contains cavities that would trap the resin inside during printing.

3D printing multiple pieces also opens up new opportunities, such as creating multi-material assemblies or combining rigid and flexible 3D printed parts to simulate overmolding.

Assembling multiple parts requires bonding parts together. When selecting a bonding method, your primary consideration should be the strength of the bonded joints, which is dependent on the ultimate use case of the parts:

• Chemical fastening: Use a bonding agent for art, scale models, and complex shapes that are not meant for functional use and to sustain impact.

• Mechanical fastening: Add screw thread or pockets to functional engineering parts that require a robust mechanical connection or if you need to repeatedly attach and detach components.

This guide will focus on creating large multi-piece stereolithography (SLA) 3D printed models using chemical fastening. Read on for a step-by-step walk through the process, from splitting your model to post-processing and finishing.

Für die Aufteilung von Modellen empfehlen wir folgende zwei Methoden:

• Fügen Sie Ausrichtungselemente hinzu – das heißt, Merkmale in Ihrem Design, anhand derer sich die Druckteile von allein richtig ausrichten.
• Teilen Sie die Teile einfach mit geraden Schnitten auf, sodass Sie sie während des Befestigungsvorgangs ausrichten müssen.

Wenn Sie große Mengen von Einzelteilen drucken, empfiehlt es sich unabhängig von der gewählten Methode, jedes Teil mit einer eindeutigen Kennzeichnung (wie Buchstaben oder Zahlen) zu versehen, um den späteren Zusammenbau zu vereinfachen. Mit PreForm's Beschriftungswerkzeug können Sie bei der Einrichtung Ihres Drucks geprägten oder eingravierten Text hinzufügen.

There are two methods we recommend for splitting models:

• Add aligners — features to your design that will allow the prints to align themselves. 
• Simply split the parts with straight cuts, requiring you to align them during the fastening process.

Regardless of which method you choose, if you have a large number of parts it’s also a good idea to add a unique identifier — such as letters or numbers — to each part to help you solve the puzzle during assembly. PreForm’s labeling tool enables you to add embossed or debossed text as you’re setting up your print.

Teilen Sie Ihr 3D-Modell mit dem CAD-Tool Ihrer Wahl auf und fügen Sie einfache Ausrichtungselemente wie Schlitze, Stifte, Rillen, Aussparungen und Ränder hinzu oder komplexere wie Schwalbenschwänze und Schnitte, die bestehenden Furchen im Modell folgen.

Use the CAD tool of your preference to split your 3D model and add basic aligners like slots, pins, grooves, recesses, and lips or more complex aligners like dovetails and cuts that follow existing creases in the model.

Unter idealen Umständen vereinfachen diese Elemente das Ausrichten und Zusammenbauen der Teile. Wenn sie aber auch nur ein bisschen von den 3D-Modellen abweichen und nicht perfekt aufeinander abgestimmt sind, kann es zu Problemen kommen. Aus diesem Grund sollten Sie nur mit Ausrichtungselementen arbeiten, wenn Ihr Drucker maßgenaue Teile mit geringem Risiko des Verziehens druckt.

Mit Formlabs' MSLA-3D-Drucker Form 4 (maskierte Stereolithografie) lassen sich beispielsweise hochgradig genaue Teile drucken, denn die XY-Maßtoleranzen von ±0,15 % stellen sicher, dass selbst komplexe Baugruppen stets zusammenpassen.

In a perfect world these aligners make it simple to align and assemble your parts, but can lead to issues when they turn out even slightly different from your 3D models and don’t line up perfectly. Consequently, only use aligners if your printer can print dimensionally accurate parts that are unlikely to warp. 

For example, with Formlabs’ Form 4 masked stereolithography (MSLA) 3D printer you can print highly accurate parts as ±0.15% XY dimensional tolerances ensure that even complex assemblies will fit together.

Die Aufteilung Ihres 3D-Modells entlang gerader Linien ist weniger designintensiv als das Hinzufügen von Ausrichtungselementen. Gerade Schnitte sind auch weniger kritisch, wenn Drucke zum Verziehen neigen oder generell mehr Maßabweichungen aufweisen, weil sie mit einem weniger genauen 3D-Drucker gedruckt wurden.

Splitting your 3D model along straight lines is less design-intensive than adding aligners. Straight cuts are also more forgiving when prints turn out slightly warped or have generally a higher degree of dimensional variation from printing with a less accurate 3D printer.

Ein Nachteil gerader Schnitte besteht darin, dass sich der Zusammenbau zeitaufwändiger gestalten kann, weil jedes Teil manuell ausgerichtet werden muss. Außerdem muss sichergestellt werden, dass die Teile in der richtigen Position verbleiben, bis der Klebstoff sie fest miteinander verbunden hat.

On the downside, straight cuts can be time-intensive when it comes to assembly, as you have to manually align each part and make sure they remain in the correct position until the adhesive fully bonds them.

Das SLA-3D-Druckverfahren (Stereolithografie) ergibt standardmäßig vollkommen massive Teile. Je nach Design ist dies beim 3D-Druck von großen Objekten möglicherweise nicht die beste Option. In solchen Fällen ist der 3D-Druck eines Außengehäuses oder das Aushöhlen Ihres Designs eine gute Möglichkeit, um eine beträchtliche Menge an Material und Zeit zu sparen. Wenn Sie mit einem Kunstharz-3D-Drucker hohle Modelle drucken, sollten Sie Ablauflöcher anbringen, damit das flüssige Harz aus dem Modell abfließen kann.

By default, the stereolithography (SLA) 3D printing process creates fully dense parts. Depending on your design, this might not be a requirement when 3D printing large objects. In such cases, 3D printing the outer shell or hollowing out your design are great ways to save a considerable amount of material and time. When printing hollow models with an SLA resin 3D printer, be sure to add drain holes to allow liquid resin to flow out of the model.

Wenn Sie einen SLA-3D-Drucker von Formlabs verwenden, bietet Ihnen PreForm Werkzeuge zum Aushöhlen von Modellen und zum Hinzufügen von Ablauflöchern. Alternativ können Sie auch CAD-Software wie Meshmixer verwenden – mehr dazu erfahren Sie in unserem Leitfaden zum Aushöhlen Ihrer 3D-Modelle.

If you’re using a Formlabs SLA 3D printer, PreForm includes tools for hollowing models and adding drain holes. Alternatively, you can use CAD software like Meshmixer — find out more in our guide to hollowing out your 3D models.

Sobald die Teile gedruckt und gemäß den Materialempfehlungen nachbearbeitet sind, können sie miteinander verklebt werden. Wir empfehlen drei Methoden für das Verkleben von Teilen, je nach deren Größe und Verwendungszweck:

Once parts are printed and post-processed according to the material recommendations, it’s time to bond them together. We recommend three methods for bonding parts, depending on their size and ultimate use case.

Für die größten Teile und die stärkste Haftkraft sollten Sie für 5 bis 30 Minuten Epoxidkleber anwenden. Er hat die längste Einwirkungszeit, was für die Anpassung der Position größerer 3D-Druckteile hilfreich ist, aber das Zusammenfügen insgesamt verlangsamt. Die meisten Fünf-Minuten-Epoxidharze verändern ihre Form nach etwa fünf Minuten nicht mehr und erreichen in weniger als einer Stunde Aushärtung etwa 75 Prozent ihrer Festigkeit.

For the largest parts and the strongest adhesion, use 5-30 minute epoxy. It has the longest work time, which helps when adjusting the position of larger 3D printed parts, but also leads to an overall slower assembly process. Most five-minute epoxies won't change shape after about five minutes and reach approximately 75 percent cure strength in less than an hour.

Eine andere Option ist Cyanoacrylat (CA, oder „Sekundenkleber“). Dieser Klebstoff erzielt in kurzer Zeit eine relativ starke Verbindung und eignet sich daher ideal für kleine und mittelgroße Teile. Reinigen Sie das Teil gründlich, bevor Sie den Kleber auf die Oberfläche auftragen, da CA kontaminierte Oberflächen nicht gut verklebt. CA hat eine mäßige Schlagfestigkeit und wird für Anwendungen mit hoher Schlagbelastung nicht empfohlen.

Bei kleineren Druckteilen können Sie auch einfach das flüssige Kunstharz aus Ihrem SLA-3D-Drucker verwenden. Gießen Sie eine kleine Menge Harz aus der Flasche oder Kartusche in einen Behälter, nehmen Sie es mit einer Pipette oder Spritze auf und tragen Sie es auf die zu verklebende Fläche auf. Fügen Sie die Teile zusammen und wischen Sie überschüssiges Harz ab, das an den Rändern austritt. Um das Harz zu verfestigen und die Teile zu verkleben, verwenden Sie einen UV-Laser-Stift mit 5 mW (405 nm Wellenlänge) und richten Sie ihn auf den geklebten Bereich.

Diese Methode stellt genau wie beim Druck des Teils auf dem SLA-3D-Drucker eine chemische Bindung her. Sie eignet sich jedoch nur für kleine Flächen, weil die geringe optische Leistung des UV-Stifts nicht tief genug in das Modell eindringt, um eine starke Verbindung herzustellen.

Hinweis: Tragen Sie beim Umgang mit Kunstharzen immer Schutzausrüstung, wie angemessenen Augenschutz und Handschuhe.

The next option is cyanoacrylate (CA, or Super Glue), which creates a quick, reasonably strong bond, making it ideal for small- and medium-sized parts. Clean the part thoroughly before applying it to the surface, as CA does not bond dirty surfaces well. CA has moderate impact strength and is not recommended for high-impact applications.

For smaller prints, you can also simply use the liquid resin from your SLA 3D printer. Pour a small amount of resin into a tray from the bottle or cartridge, use a dropper or syringe to pick it up, and place it onto the surface to bond. Join the parts and wipe off any excess resin that might spill out around the edges. To solidify the resin and bond the parts, use a 5 mW UV laser light pen (405 nm wavelength) and direct it to the bonding area around the parts.

This method will create a chemical bond, just as if the part was printed on your SLA 3D printer, but is only applicable to small bonding surfaces as the low-power light pen cannot penetrate the model deep enough to create a strong bond.

Note: When working with resins, make sure to wear protective equipment including appropriate eye protection and gloves.

Nachdem das Modell zusammengebaut ist, wird es Zeit für die Fertigstellung. Dieser Schritt umfasst die geometrische Korrektur des Teils, um für eine gleichmäßige Oberfläche zu sorgen, die dem ursprünglichen 3D-Modell entspricht, sowie eine ästhetische Nachbearbeitung, um eine lückenlose Lackierung zu erhalten.

Once the model is assembled, it’s time to finish it. This step consists of geometric correction of the part to ensure it has an even surface true to your original 3D model and aesthetic finish to get a consistent painted surface.

Je nach der Genauigkeit Ihres Druckers und der Größe der gedruckten Teile sind leichte Hohlräume oder Unregelmäßigkeiten an den Stellen, an denen die Einzelteile aufeinander treffen, fast unvermeidlich. Autokitt (z. B. Bondo 907) haftet gut am Kunstharz und sollte in dünnen Schichten auf die Oberfläche aufgetragen werden, um diese Unebenheiten auszubessern. Alternativ können Sie zum Befüllen der Fugen auch Kunstharz verwenden und es mit einem UV-Stift aushärten. Schleifen Sie die Teile nach dem Trocknen jeder Schicht leicht ab, um sie an ihre endgültige Geometrie anzunähern.

Depending on the accuracy of your printer and the size of the printed parts, it’s almost inevitable to have slight voids or imperfections where the parts meet. Automotive putty (such as Bondo 907) sticks to the resin well and should be applied to the surface in thin layers to patch these imperfections. Alternatively, use resin to fill the seams and cure it using a UV pen. Sand lightly after each layer dries to help bring the part towards its final form.

Durch Schleifen können Sie Stützspuren und jegliche verbleibenden Unregelmäßigkeiten von Ihrem Modell beseitigen. Beginnen Sie mit vorsichtigem Trockenschleifen der Oberfläche mit Sandpapier (ca. 150-er Körnung), um große Stützspuren abzutragen und die Kanten, an denen die Teile aufeinandertreffen, zu glätten. Sobald die Oberfläche des Teils eben ist, gehen Sie zum Nassschleifen mit Sandpapier (ca. 320-er Körnung) über, um alle verbleibenden Schichtlinien zu glätten. Führen Sie zufällige Schleifbewegungen aus, um das Entstehen einer Maserung zu vermeiden. In den meisten Fällen ergeben diese beiden Schritte bereits eine ausreichend glatte Oberfläche. Sie können allerdings auch mit dem Nassschleifen fortfahren und dabei die Körnung des Sandpapiers jeweils etwa verdoppeln, bis die Oberfläche die gewünschte Glätte erreicht hat.

Sanding will help you remove support marks and any remaining inconsistencies from your model. Start by carefully dry sanding the surface using ~150 grit sandpaper to remove large support marks and level the edges where parts meet. Once the surface of the part is even, wet sand it with ~320 grit sandpaper to remove all remaining layer lines. Move the sandpaper in a random motion to avoid creating a grain. In most cases, these two steps will create a smooth enough finish, but you might continue increasing the sandpaper grit count by a factor of about two and wet sand the entire part until the surface reaches the desired smoothness.

Bei größeren Teilen kann eine Kombination aus maschinellem und manuellem Schleifen viel Zeit sparen. Maschinelles Schleifen funktioniert auf großen, ebenen Flächen am besten, kann jedoch kleine Merkmale, scharfe Ecken und die für den SLA-Druck charakteristischen feinen Konturen zerstören. Zudem verursacht maschinelles Schleifen viel Staub, weshalb der umliegende Bereich zunächst vorbereitet werden muss.

Hinweis: Elektrowerkzeuge erfordern Ihre volle Aufmerksamkeit und das Tragen von Schutzausrüstung. Wenn Sie das Schleifgerät an einer Stelle stehen lassen, kann dieser Bereich sehr schnell unbemerkt abgetragen werden.

Sobald Sie mit dem Schleifen Ihres Modells fertig sind, spülen Sie es in Seifenwaser, um Staub oder Rückstände zu entfernen, und trocknen Sie es gründlich, bevor Sie zum letzten Schritt übergehen.

For larger parts, a combination of power and manual sanding can save you considerable time. Power sanding works best on large flat surfaces, but can easily destroy small features, sharp corners, and the subtle contours characteristic of SLA printing. Power sanding also creates a lot of dust, so make sure to prepare the surrounding area.

Note: Power tools require your full attention and wearing protective equipment. It is very easy to leave the sander stationary and quickly wear down that area without realizing it.

Once you’re finished sanding your model, rinse it in soapy water to remove any dust or debris and dry it thoroughly before moving on to the last step.

Eine Grundierung gewährleistet die Haftfestigkeit der Farbe auf der Oberfläche und kann aufzeigen, wo Sie eventuell mehr schleifen oder Stützspuren nachbearbeiten müssen, die Sie übersehen haben. Eine Kunststoffgrundierung in mattem Grau lässt Details besonders gut zur Geltung kommen – tragen Sie sie in mehreren dünnen Schichten auf die Oberfläche auf, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Schleifen Sie kritische Bereiche erneut, tragen Sie eine weitere leichte Grundierung auf und wiederholen Sie diesen Vorgang, bis das gesamte Teil eine gleichmäßige Oberfläche aufweist. Erfahren Sie mehr über das Schleifen und Grundieren in unserem ausführlichen Leitfaden.

Hinweis: Tragen Sie beim Grundieren und Lackieren Schutzausrüstung, u. a. eine für Lackierdämpfe vorgesehene Atemschutzmaske.

Priming ensures paint adhesion to the surface and can alert you to where you may need to sand more or trim support marks you may have missed. A generic plastic primer in matte grey shows details exceptionally well — apply it to the surface in several thin coats for the best results. Continue sanding on critical areas, apply a light coat of primer again, and repeat this process until the full part has an even surface. Find out more about sanding and priming from our extended guide.

Note: When priming and painting, wear protective equipment including a respirator designed for paint fumes.

Um eine mehrfarbige Oberfläche zu erhalten, müssen Sie Ihr Modell maskieren. Planen Sie zunächst die Reihenfolge, in der Sie Ihr Modell lackieren werden, abhängig von der Farbe, der Deckkraft und der Größe des Bereichs, der die jeweilige Farbe erhalten soll. Beginnen Sie mit den kleineren Bereichen, damit Sie beim Lackieren des Großteils der Fläche mit der Hauptfarbe weniger abdecken müssen. Verwenden Sie Malerband zum Abdecken der Ecken und Kanten. Mit Papierbögen lassen sich größere Abschnitte schneller abdecken. Lasergeschnittene Schablonen können auch dabei helfen, saubere Linien, Kreise und komplexe Formen zu erzielen.

For a finish with multiple colors, you’ll need to mask your model. First, plan the order in which you will paint your model depending on the color, opacity, and size of the area that will have the specific color. Start with the smaller parts so you’ll need to cover less when painting the bulk of the area with the main color. Use painter’s tape for covering the edges and corners, and sheets of paper to cover larger sections faster. Laser-cut tape guides can also be helpful in creating clean lines, circles, and complex shapes.

Genau wie beim Grundieren sollten Sie mehrere dünne Schichten auftragen, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Für die meisten Sprühlacke sind warme, leicht feuchte und nicht windige Umgebungsbedingungen am besten, doch Sie sollten immer die Herstellerempfehlungen auf der Sprühlackdose selbst bzw. in der technischen Begleitdokumentation lesen.

Beachten Sie die Trocknungszeit des Lacks: Warten Sie etwas, bevor Sie eine weitere Schicht derselben Farbe auftragen, und lassen Sie den Lack vollständig trocknen, bevor Sie eine neue Farbe auftragen.

Just as with priming, apply several thin coats of paint rather than one heavy coat for the best results. Most spray paints work best in warm, slightly humid, and not windy conditions, but always check the specific paint can or technical documentation for the manufacturer’s recommendations.

Consider the time the paint takes to dry; let layers sit before applying the same color and allow the paint to dry fully before applying a new color. 

Erfahren Sie in unserem ausführlichen Leitfaden alles über das Lackieren von 3D-Druckteilen.

Learn the ins and outs of painting 3D printed parts in our extensive guide.

Adrian Tanner, Ingenieur für optische Systeme bei Formlabs, hat dieses R2-D2-Modell – bestehend aus 105 3D-Druckteilen – auf einem Formlabs-SLA-Drucker 3D-gedruckt. Das Modell enthält sogar funktionierende Elektronik, die von Form 2 übernommen wurde: Die Galvo-Treiber machen die Geräusche, die Dosierflasche für die Harzabgabe erzeugt die Lichter und der Z-Achsen-Treiber dient als Kuppelmotor.

Formlabs Optical Systems Engineer Adrian Tanner 3D printed this R2-D2 replica — consisting of 105 3D printed pieces — on a Formlabs SLA printer. It even has working electronics inside, borrowed from Form 2: The galvo drivers make the sounds, the cartridge dispenser for lights, and the Z-axis driver for the dome motor.

Umgehen Sie mit dem Form 4L die Lieferzeiten von Outsourcing und die manuelle Arbeit des Zusammenbauens großformatiger Teile. Bei einem Bauvolumen von 24,2 Litern – also dem 4,6-fachen Volumen des Form 4 – ist der Form 4L ein ebenso schneller, zuverlässiger wie präziser Drucker. Lösen Sie große Probleme mit großen Teilen, und das in weniger als sechs Stunden, oder erstellen Sie großformatige Prototypen in weniger als einem Arbeitstag.

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