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Design specifications for 3D models (Fuse 1 generation)

Design specifications for 3D models (Fuse 1 generation)

Ein erfolgreicher 3D-Druck beginnt mit einem passenden Modelldesign. Befolgen Sie unsere bewährten Praktiken, um Designs zu optimieren und Fehler zu vermeiden.

Tipp:

Weitere Informationen finden Sie in unserem SLS-Designleitfaden für die Fuse-Serie [EN] [DE] [ES] [FR] [IT] [JA] [RU] [ZH].

Anmerkung:

Die nachstehenden Richtlinien wurden unter Verwendung von Nylon 12 Powder von Formlabs auf dem Fuse 1 entwickelt. Bei anderen Formlabs-Materialien oder anderen Einstellungen kann es zu geringfügigen Abweichungen kommen.

Mindestwandstärke ungestützte Wand

Vertikale Wände: 0,6 mm/600 Mikrometer
Horizontale Wände: 0,3 mm/300 Mikrometer

Eine ungestützte Wand ist an weniger als zwei Seiten mit anderen Wänden verbunden. Eine ungestützte vertikale Wand mit einer Stärke von 0,6 mm oder weniger kann sich während des Drucks verziehen oder vom Modell ablösen. Bei einer ungestützten horizontalen Wand gilt das Gleiche ab einer Stärke von 0,3 mm oder weniger. Dünnere Wände haben eine geringere Festigkeit.

Modell, das die für die Generation Fuse 1 geltende Mindestwandstärke für ungestützte vertikale sowie horizontale Wände illustriert

Mindestwandstärke gestützte Wand

Vertikale Wände: 0,6 mm/600 Mikrometer
Horizontale Wände: 0,3 mm/300 Mikrometer

Eine gestützte Wand ist an zwei oder mehr Seiten mit anderen Wänden verbunden. Eine gestützte vertikale Wand mit einer Stärke von 0,6 mm oder weniger kann sich während des Drucks verziehen oder vom Modell ablösen. Bei einer gestützten horizontalen Wand gilt das Gleiche ab einer Stärke von 0,3 mm oder weniger. Dünnere Wände haben eine geringere Festigkeit.

Modell, das die für die Generation Fuse 1 geltende Mindestwandstärke für gestützte vertikale sowie horizontale Wände illustriert

Mindestdurchmesser von Stiften/Drähten

Empfohlen: 0,8 mm/800 Mikrometer Durchmesser

Ein Stift bzw. Draht ist ein Merkmal, dessen Länge mehr als das Doppelte seiner Breite beträgt. Stifte oder Drähte mit einem Durchmesser von weniger als 0,8 mm können sich während des Drucks verformen oder brechen.

Modell, das den für die Generation Fuse 1 geltenden Mindestdurchmesser von Stiften bzw. Drähten illustriert

Hinweis: Reinigung von dünnen Drähten

Seien Sie besonders vorsichtig, wenn Sie Druckteile mit dünnen Drähten vom Pulverkuchen trennen, da diese leicht beschädigt werden. Das Abrunden der Kanten an den Stellen, an denen sie auf den Teilekörper treffen, verringert dieses Risiko.

Minimale Montagetoleranz

Merkmale unter 20 mm2: 0,2 mm/200 Mikrometer
Merkmale über 20 mm2: 0,4 mm/400 Mikrometer

Dies bezeichnet den Abstand zwischen zwei Teilen eines Modells (z. B. der Abstand zwischen zwei Zahnrädern). Lassen Sie einen kleinen Abstand zwischen gedruckten Teilen, die nach dem Druck ineinandergreifen oder sich berühren sollen, wie z. B. Montageverbindungen oder Zahnrädern.

Modell, das die für die Generation Fuse 1 geltende minimale Montagetoleranz illustriert

Integrierter Baugruppenabstand

Merkmale unter 20 mm2: 0,3 mm/300 Mikrometer
Merkmale über 20 mm2: 0,6 mm/600 Mikrometer

Dies bezeichnet den Abstand zwischen zwei Teilen eines Modells (z. B. der Abstand zwischen zwei Zahnrädern). Lassen Sie bei Teilen, die zusammen in einer integrierten Baugruppe gedruckt werden, einen Abstand, um zu verhindern, dass die Teile während des Drucks miteinander verschmelzen.

Modell, das den für die Generation Fuse 1 geltenden Mindestabstand integrierter Baugrupen illustriert

Spiel separater Teile

PreForm, das durch Hervorhebung von SLS-Teilen darauf hinweist, dass diese zu nahe beieinander liegen

Minimum: 1,0 mm/1000 Mikrometer

Empfohlen: 5,0 mm/5000 Mikrometer

Spiel ist der Abstand zwischen zwei Modellteilen. Lassen Sie zwischen Teilen, die voneinander getrennt sein und nicht miteinander interagieren sollen, einen Abstand von mindestens 5 mm, um thermische Effekte zu minimieren, durch die sich benachbarte Teile verziehen könnten.

Mindestlochdurchmesser

Empfohlen: 1,0 mm/1000 Mikrometer

Löcher mit einem Durchmesser von weniger als 1,0 mm in der X-, Y- und Z-Achse werden beim Drucken möglicherweise verschmolzen. Die Genauigkeit eines Lochs hängt nicht nur von dessen Durchmesser ab, sondern auch von der Dicke der Druckwand, durch die es verläuft. Je dicker der Wandabschnitt ist, desto ungenauer wird das Loch. Durchgangslöcher müssen einsehbar sein, damit auch das gesamte Material während der Nachbearbeitung entfernt wird.

Modell, das den für die Generation Fuse 1 geltenden Mindestdurchmesser von Löchern illustriert

Tipp:

Um exakt konzentrische Löcher zu erhalten, entwerfen Sie ein unterdimensioniertes Loch als Pilotmerkmal und erweitern dieses mithilfe einer Reibahle auf den vorgesehenen Durchmesser.

Mindestlochdurchmesser Ablaufloch

Empfohlen: 3,5 mm/3500 Mikrometer

Eingeschlossene Hohlräume bleiben mit ungesintertem Pulver gefüllt, wenn keine entsprechenden Ablauflöcher vorhanden sind. Für optimale Ergebnisse sollten Sie beim Design von Hohlräumen mindestens 2 Ablauflöcher vorsehen, die jeweils einen Durchmesser von größer oder gleich 3,5 mm aufweisen.

Modell, das den empfohlenen Mindestdurchmesser von Ablauflöchern für auf der Generation Fuse 1 gedruckte Teilen illustriert

Tipp:

Mehr und größere Ablauflöcher erleichtern das Entfernen von ungesintertem Pulver aus inneren Hohlräumen. Um eine saubere Innenfläche zu gewährleisten, konstruieren Sie das Teil so, dass die betreffende Fläche mit Reinigungswerkzeugen leicht zugänglich ist.

Mindestwert geprägter Details

A. Horizontale Flächen:
A.1 Tiefe: 0,15 mm/150 Mikrometer
A.2 Breite: 0,35 mm/350 Mikrometer
A.3 Textschriftgröße: 4,5 mm/4500 Mikrometer
A.4 Textschrifttiefe: 0,3 mm/300 Mikrometer

B. Vertikale Flächen:
B.1 Tiefe: 0,35 mm/350 Mikrometer
B.2 Breite: 0,4 mm/400 Mikrometer
B.3 Textschriftgröße: 4,5 mm/4500 Mikrometer
B.4 Textschrifttiefe: 0,3 mm/300 Mikrometer

 

Geprägte Details sind flache, erhabene Merkmale auf der Oberfläche eines Modells, wie etwa Text. Kleine geprägte Merkmale sind auf dem fertigen Teil möglicherweise nicht sichtbar. Verwenden Sie nach Möglichkeit eine fette Schrift, um bei geprägtem Text ein optimales Ergebnis zu erzielen.

Modell, das die auf der Generation Fuse 1 geltende Mindestgröße von geprägten Merkmalen illustriert

Embossed details are shallow raised features on the surface of a model like text. Small embossed features may not be visible on the finished part. Use a bold font where possible for best results with embossed text.

Mindestwert eingravierter Details

A. Horizontale Flächen:
A.1 Tiefe: 0,1 mm/100 Mikrometer
A.2 Breite: 0,3 mm/300 Mikrometer
A.3 Textschriftgröße: 3,0 mm/3000 Mikrometer
A.4 Textschrifttiefe: 0,3 mm/300 Mikrometer

B. Vertikale Flächen:
B.1 Tiefe: 0,15 mm/150 Mikrometer
B.2 Breite: 0,35 mm/350 Mikrometer
B.3 Textschriftgröße: 3,0 mm/3000 Mikrometer
B.4 Textschrifttiefe: 0,3 mm/300 Mikrometer

 

Eingravierte Details sind vertiefte Merkmale auf der Oberfläche eines Modells. Kleine eingravierte Merkmale sind auf dem fertigen Teil möglicherweise nicht sichtbar. Verwenden Sie nach Möglichkeit eine fette Schrift, um ein optimales Ergebnis bei graviertem Text zu erzielen.

Modell, das die auf der Generation Fuse 1 geltende Mindestgröße von eingravierten Merkmalen illustriert

Engraved details are imprinted or recessed features on the surface of a model. Small engraved features may not be visible on the finished part. Use a bold font where possible for best results with engraved text.

Materialspezifische Eigenschaften

Für optimale Ergebnisse beim Druck mit Druckern der Fuse-Serie ist es wichtig, die spezifischen Eigenschaften des jeweils verwendeten Materials zu berücksichtigen. Die folgenden Richtlinien unterstützen Sie bei der Optimierung Ihrer Designs für die additive Fertigung mit verschiedenen SLS-Pulvern für die Drucker der Fuse-Serie.

Fertigungsvolumen

Da die Materialien über unterschiedliche Wärmeausdehnungswerte verfügen, fällt die maximal druckbare Teilgröße in den Druckern der Fuse-Serie unterschiedlich aus. Die maximal erreichbaren Druckteilgrößen sind in der untenstehenden Tabelle angegeben:

MaterialGrößtes Teil
Nylon 12 Powder159,8 × 159,8 × 295,5 mm
Nylon 12 GF Powder160,1 × 160,1 × 297,3 mm
Nylon 12 Tough Powder158,8 × 158,8 × 293,5 mm
Nylon 12 White Powder159,8 × 159,8 × 293,8 mm
Nylon 11 Powder158,6 × 158,6 × 294,4 mm
Nylon 11 CF Powder162,0 × 162,0 × 287,6 mm
TPU 90A Powder152,1 × 152,1 × 294,9 mm
Polypropylene Powder159,4 × 159,4 × 296,0 mm

Designüberlegungen für Nylon 12 Powder

Nylon 12 Powder eignet sich aufgrund seiner ausgeglichenen Materialeigenschaften, einfachen Druckbarkeit und Nachbearbeitung sowie seiner Biokompatibilität hervorragend als Allzweckmaterial. Die in den vorherigen Abschnitten angegebenen Richtlinien wurden für Nylon 12 Powder zusammengestellt, sodass keine zusätzlichen Designüberlegungen notwendig sind.

Designüberlegungen für Nylon 12 GF Powder

Nylon 12 GF Powder ist das perfekte Material für den Druck starrer, temperaturbeständiger Teile, die Belastungen formstabil standhalten. Einen zusätzlichen Vorteil bilden seine Biokompatibilität und seine Eignung für Anwendungen mit Hautkontakt.

Designüberlegungen, die speziell für dieses Material gelten, sind:

  • Oberflächenrauheit: Dieses Material ergibt eine rauere Oberflächenbeschaffenheit als Teile aus Nylon 12 Powder. Bei Designs, die eine glatte Oberfläche erfordern, sollten zusätzliche Nachbearbeitungsschritte eingeplant werden, um diese zu erreichen – zum Beispiel Zerspanung, Schleifen oder andere Fertigstellungsschritte.
  • Sprödigkeit: Die Glasperlenfüllung von Nylon 12 GF Powder sorgt für gesteigerte Steifigkeit, führt allerdings auch zu mehr Sprödigkeit. Filigrane Positivmerkmale müssen eventuell dicker gestaltet werden, damit sie bei der Nachbearbeitung und der Endverwendung nicht abbrechen. Die Sprödigkeit tritt vor allem zwischen Schichtübergängen auf, also sollten Merkmale, die mehr Festigkeit erfordern, nach Möglichkeit entlang der XY-Achse ausgerichtet werden.
  • Austrittslöcher: Druckteile aus Nylon 12 GF Powder weisen eine härtere Surface-Armor-Hülle auf als Teile aus Nylon 12 Powder. Die Austrittslöcher sollten größer angelegt werden und idealerweise sollten alle (internen und externen) Oberflächen unmittelbar einsehbar sein, damit sie im abschließenden Reinigungsschritt mit einem Strahlgerät vollständig gereinigt werden können.

Designüberlegungen für Nylon 12 Tough Powder

Nylon 12 Tough Powder bietet hohe Duktilität und Maßgenauigkeit über die gesamte Konstruktionskammer hinweg, sodass Sie Teile mit geringerem Verzug und höherer Haltbarkeit drucken können, ohne an Festigkeit einzubüßen.

Designüberlegungen, die speziell für dieses Material gelten, sind:

  • Modellposition: Richten Sie die Teile auf die Mitte der Konstruktionskammer und weg von den Wänden – insbesondere von der Rückwand – und dem Boden der Konstruktionskammer aus, um Oberflächenfehler zu reduzieren.
  • Abstand der Teile: Halten Sie einen Abstand von mindestens 5 mm zwischen den Teilen ein, um die beste Oberflächenqualität und die einfachste Entpulverung zu erzielen.

Designüberlegungen für Nylon 12 White Powder

Nylon 12 White Powder kombiniert die erstklassigen Eigenschaften von Nylon 12 Powder mit der Individualisierbarkeit weißer Druckteile. Erstellen von funktionalen Prototypen und Endverbraucherteilen für Kunden, die zur Anpassung an das Branding eingefärbt werden können, sowie von medizinischen Geräten und Modellen mit hohem Kontrast und Details.

Designüberlegungen, die speziell für dieses Material gelten, sind:

  • Modellposition: Richten Sie die Teile auf die Mitte der Konstruktionskammer und weg von den Wänden – insbesondere von der Rückwand – und dem Boden der Konstruktionskammer aus, um Oberflächenfehler zu reduzieren.
  • Modellausrichtung: Große ebene Flächen drucken senkrecht zur Druckebene mit der besten Druckqualität. Vermeiden Sie es, flache Flächen zur Vorderseite der Konstruktionskammer auszurichten.
  • Schichtlinien: Leicht gekrümmte Flächen, die entlang der Z-Achse ausgerichtet sind, führen zu Schichtlinien auf den Teilen.
  • Abstand der Teile: Halten Sie einen Abstand von mindestens 3 mm zwischen den Teilen ein, um die beste Oberflächenqualität und die einfachste Entpulverung zu erzielen.

Designüberlegungen für Nylon 11 Powder

Mit Nylon 11 Pulver gedruckte Teile verfügen über eine höhere Duktilität als Teile aus Nylon 12 Powder. Sie bieten eine höhere Beständigkeit gegenüber Stößen und Vibration und sind für biokompatible Anwendungen zertifiziert.

Designüberlegungen speziell für Nylon 11 Powder:

  • Verziehen: Nylon 11 Powder hat eine erhöhte Tendenz zum Verziehen, wenn große Querschnitte in der XY-Ebene gedruckt werden. Befolgen Sie die Richtlinien für Teile mit großem Seitenverhältnis, um die Effekte des Verzugs zu minimieren.
  • Spiel: Integrierte Baugruppen erfordern größere Abstände. Lassen Sie mindestens 1 mm Abstand zwischen den einzelnen Komponenten integrierter Baugruppen und führen sie Iterationen durch, um die optimalen Abstände zu ermitteln, die die Anforderungen der Baugruppe am besten erfüllen.
  • Filigrane Details: Die Mindestwerte von Merkmalen an Teilen aus Nylon 11 Powder sind etwas größer als bei Nylon 12 Powder und können je nach der Ausrichtung des Merkmals auf dem Druckteil variieren. Das kann sich auf filigrane Details wie kleine Vertiefungen, kleine Erhebungen, dünne Wände, geprägten Text oder eingravierten Text auswirken. Um eine korrekte Auflösung filigraner Merkmale zu gewährleisten, führen Sie zunächst einen kleinen Testdruck mit den gewünschten Details durch, bevor Sie das gesamte Teil oder eine Serie von Teilen drucken.

Designüberlegungen für Nylon 11 CF Powder

Nylon 11 CF Powder ist ein Hochleistungsmaterial mit erstklassiger Steifigkeit, Temperaturbeständigkeit, Schlagfestigkeit und Zugfestigkeit. Es neigt außerdem weniger zum Verziehen als Nylon 11 Powder und eignet sich daher besser für Druckteile mit großen Querschnitten.

  • Oberflächenrauheit: Ähnlich wie Nylon 12 GF Powder ergibt dieses Material eine rauere Oberflächenbeschaffenheit als Teile aus Nylon 12 Powder. Bei Designs, die eine glatte Oberfläche erfordern, sollten zusätzliche Nachbearbeitungsschritte eingeplant werden, um diese zu erreichen – zum Beispiel Zerspanung, Schleifen oder andere Fertigstellungsschritte.
  • Anisotrope Eigenschaften in X, Y und Z: Da Kohlenstofffasern sich tendenziell entlang der X-Achse, bzw. parallel zur Vorderseite des Druckers ausrichten, fallen die mechanischen Eigenschaften der Druckteile in der X-Achse anders aus als in der Y-Achse. Ähnlich wie bei anderen 3D-gedruckten Teilen weisen die Druckteile auch in der Z-Achse abweichende mechanische Eigenschaften auf, die üblicherweise unter denen der XY-Achsen liegen. Für maximale Steifigkeit und Festigkeit sollten Merkmale entlang der X-Achse ausgerichtet werden.

Designüberlegungen für TPU 90A Powder

TPU 90A Powder ist ein Elastomer, das eine erhöhte Reißfestigkeit und Bruchdehnung liefert. Mit einer Shore-Härte von 90A bietet das Material feste, gummiähnliche Eigenschaften. Es lassen sich damit weichere Teile erstellen, indem Volumenkörper durch Gitterstrukturen ersetzt werden, um die gewünschte Steifigkeit zu erreichen. TPU 90A Powder ist biokompatibel und für Anwendungen mit Hautkontakt geeignet.

  • Dicke Querschnitte: Filigrane Details (wie kleine Stifte, Löcher und eingravierter oder geprägter Text auf der Teiloberfläche mit einer Dicke über 3–4 cm) werden womöglich nicht aufgelöst. Dies ist bedingt durch die Wärmeentwicklung im Teil und kann durch eine andere Ausrichtung der Teile oder durch Aushöhlung der Geometrien verbessert werden.
  • Filigrane Details: Die Mindestwerte von Merkmalen an Teilen aus TPU 90A Powder sind etwas größer als bei Nylon 12 Powder und können je nach der Ausrichtung des Merkmals auf dem Druckteil variieren. Das kann sich auf filigrane Details wie kleine Vertiefungen, kleine Erhebungen, dünne Wände, geprägten Text oder eingravierten Text auswirken. Um eine korrekte Auflösung filigraner Merkmale zu gewährleisten, führen Sie zunächst einen kleinen Testdruck mit den gewünschten Details durch, bevor Sie das gesamte Teil oder eine Serie von Teilen drucken.
  • Verzug: TPU 90A Powder hat eine Tendenz zum Verziehen. Typischerweise tritt Verzug verstärkt auf der Unterseite der Teile auf. Befolgen Sie die Richtlinien für Teile mit großem Seitenverhältnis, um die Effekte des Verzugs zu minimieren.
  • Maßgenauigkeit: Das Layout eines Druckauftrags kann sich auf die Maßgenauigkeit der Teile auswirken. Packen Sie die Teile eng aneinander am unteren Ende der Konstruktionskammer, um die höchste Maßgenauigkeit zu erzielen.
    • Wenn Sie mit den Druckeinstellungen V1.1 drucken, verschieben Sie die Teile etwa auf halber Höhe der Konstruktionskammer, um eine bessere Z-Maßgenauigkeit zu erzielen.
  • Spiel: Integrierte Baugruppen erfordern größere Abstände. Sorgen Sie für einen Abstand von mindestens 1 mm, damit integrierte Baugruppen wie vorgesehen funktionieren. Zwischenräume in direkter Nähe zu dickeren Querschnitten erfordern womöglich einen größeren Abstand, während bei Zwischenräumen in direkter Nähe zu dünnen Querschnitten auch ein kleiner Abstand ausreicht.
  • Dehnung runder Merkmale: Runde Geometrien mit einer Achse auf der XY-Ebene tendieren dazu, sich auszudehnen und eine leicht elliptische statt einer zirkulären Form anzunehmen. Wählen Sie die Ausrichtung so, dass runde Geometrien entlang der Z-Achse ausgerichtet sind, um diesen Effekt zu mindern.

Designüberlegungen für Polypropylene Powder

Polypropylene Powder ist ein 3D-Druckmaterial aus echtem Polypropylen, mit dem Sie Teile mit hoher Haltbarkeit und Zähigkeit herstellen. Die Druckteile sind steif, bieten jedoch hervorragende Duktilität.

  • Filigrane Details: Die Mindestwerte von Merkmalen an Teilen aus Polypropylene Powder sind etwas größer als bei Nylon 12 Powder und können je nach der Ausrichtung des Merkmals auf dem Druckteil variieren. Das kann sich auf filigrane Details wie kleine Vertiefungen, kleine Erhebungen, dünne Wände, geprägten Text oder eingravierten Text auswirken. Um eine korrekte Auflösung filigraner Merkmale zu gewährleisten, führen Sie zunächst einen kleinen Testdruck mit den gewünschten Details durch, bevor Sie das gesamte Teil oder eine Serie von Teilen drucken.
  • Mindestabstände: Beim Layout des Druckauftrags in PreForm sollte ein Mindestabstand von 2 mm zwischen Teilen eingehalten werden. Geringere Abstände (mind. 1 mm) sind zwar möglich, beeinträchtigen jedoch die Oberflächenqualität der Teile.
  • Verzug: Polypropylene Powder hat eine Tendenz zum Verziehen. Typischerweise tritt Verzug verstärkt auf der Unterseite von Teilen mit großen Querschnitten auf. Außerdem können sich auch Teile mit großen Querschnitten in der vertikalen Achse verziehen. Befolgen Sie die Richtlinien für Teile mit großem Seitenverhältnis, um die Effekte des Verzugs zu minimieren.
  • Oberflächenrauheit: Die Oberfläche von Teilen aus Polypropylene Powder ist wahrscheinlich etwas rauer als die von Teilen aus Nylon 12 Powder.
  • Wasserdichtigkeit: Mit Polypropylene Powder lassen sich wasserdichte Teile herstellen. Für optimale Ergebnisse sollte die Wandstärke 1 mm oder mehr betragen. Im Falle geringerer Wandstärken sollte die Wasserdichtigkeit durch Tests verifiziert werden. Hinweis: Die Leistung kann abhängig von der spezifischen Teilgeometrie variieren.

Weitere Ressourcen