Grundlegende Parameter der Laminierung.

Bei der Vorbereitung einer Datei für den Druck ist es sehr wichtig, die grundlegenden Parameter zu kennen und zu wissen, wie sie funktionieren. Die Anzahl der Parameter, die in der heutigen Laminiersoftware zur Verfügung stehen, nimmt zu. Solange Sie jedoch nicht über tiefgreifende Kenntnisse der Software und der Technologie verfügen, ist es ratsam, zunächst nur die grundlegenden Parameter zu ändern.

Es lassen sich drei Gruppen von Parametern unterscheiden: solche, die vom Material abhängen, solche, die das Druckprofil definieren und solche, die die Hardware definieren. Je nach Software können sie in verschiedenen Kategorien oder gemischt erscheinen.

Parameter zur Definition der Hardware

Sie hängen in der Regel mit der Düse des Druckers zusammen und müssen beim Wechsel zu einer Düse mit einem anderen Durchmesser angepasst werden.

• Düsendurchmesser: Dies ist der tatsächliche Durchmesser der verwendeten Düse. Wird eine 0.4-Düse verwendet, sollte 0.4 mm gewählt werden.

• Extrusionsbreite: Dies ist die tatsächliche Breite der extrudierten Linie, sie hängt von der verwendeten Schichthöhe ab und ist in der Regel größer als der Düsendurchmesser. Um den tatsächlichen Wert zu ermitteln, muss man einen Würfel im Bechermodus drucken und die tatsächliche Wandstärke messen. Bei einer Schichthöhe, die 50 % des Düsendurchmessers entspricht, ist die Extrusionsbreite in der Regel 20 % größer. Das heißt, wenn eine 0.4 mm Düse und eine Schichthöhe von 0.2 mm verwendet werden, beträgt die Extrusionsbreite 0.48 mm.

Materielle Parameter

Bei den Materialparametern handelt es sich um die Parameter, die direkt vom jeweiligen Material abhängig sind und daher bei einem Materialwechsel geändert werden müssen. Die wichtigsten davon sind:

• Drucktemperatur: Legt die Temperatur der Düse während des Drucks fest. Diese Daten werden von den Herstellern bereitgestellt, aber es wird empfohlen, sie für jeden Drucker zu kalibrieren.
• Grundtemperatur: Wie bei der Drucktemperatur sind die Angaben des Herstellers für jedes Material zu beachten. Bestimmt die Temperatur der Unterlage während des Drucks.
• Kammertemperatur: Nur bei Druckern mit beheizter Kammer verfügbar. Bestimmt die Temperatur der Kammer während des Drucks. In der Regel wird eine Temperatur verwendet, die etwas unter dem Tg-Wert des Materials liegt.
• Flussmittel: Dies ist ein Kompensationsfaktor für die relative Extrusionsgeschwindigkeit zur Druckgeschwindigkeit. Ein Wert unter 1 (oder 100 %) führt zu einer geringeren Extrusion, während Werte über 1 (oder 100 %) zu einer übermäßigen Extrusion führen. Obwohl der richtige Wert im Allgemeinen 1 ist, können einige Materialien wie PLA oder PETg niedrigere Werte erfordern (0.9-0.95), während andere wie TPE und TPU höhere Werte benötigen (1.05-1.15).
• Schrumpfungsrate: Zusammen mit dem Schrumpfungsabstand definieren sie die Schrumpfungswerte des Materials. Auch dieser Parameter hängt stark vom verwendeten Druckertyp ab. Sie muss für jede Medien-Drucker-Kombination korrekt eingestellt werden. Sie liegt im Allgemeinen im Bereich von 20 - 40 mm/s.
• Rückzugsentfernung: Dies ist der Abstand, um den der Faden vor jeder Verschiebung zurückgezogen wird. Wie die Rückzugsgeschwindigkeit muss sie für jede Material-Drucker-Kombination richtig eingestellt werden.
• Kühlgebläsedrehzahl: bestimmt die Drehzahl des Schichtlüfters und damit die Kühlung des Teils während des Drucks. Informieren Sie sich in den Informationen des Herstellers, ob das Material diese Funktion erfordert oder nicht. Bei ABS ist es in der Regel immer ausgeschaltet, während es bei PLA immer mit maximaler Geschwindigkeit betrieben wird. Bei anderen Materialien wie PETg oder ASA kann es erforderlich sein, das Beschichtungsgebläse mit niedriger Drehzahl (20-50%) zu betreiben. In der Regel erlaubt es die Laminiersoftware, unterschiedliche Geschwindigkeiten bei verschiedenen Höhen zu wählen, da das Gebläse in den ersten Lagen auf jeden Fall ausgeschaltet werden muss, um eine gute Haftung auf der Plattform zu gewährleisten.

Parameter zur Definition des Druckprofils

Diese Parameter bestimmen die Qualität, das Finish und die Widerstandsfähigkeit des Endprodukts. Sie hängen nicht direkt vom Material ab, so dass es nicht notwendig ist, sie für jedes Material anzupassen. Sie lassen sich in verschiedene Kategorien einteilen, je nachdem, welches Element sie betreffen.

Layer-Parameter

• Schichthöhe: Legt die Dicke der einzelnen Schichten fest. Der Sweet Spot liegt in der Regel bei der Hälfte des Düsendurchmessers. Bei einer 0.4-mm-Düse beträgt er beispielsweise 0.2 mm, bei einer 0.6-mm-Düse 0.3 mm. Schichthöhen von mehr als 75% des Düsendurchmessers sollten nicht verwendet werden.

• Höhe der ersten Schicht: Legt die Höhe der ersten Schicht fest, die mit dem Untergrund in Kontakt ist. Sie kann auf einen Wert eingestellt werden, der etwas niedriger als die Schichthöhe ist, um die Haftung auf dem Untergrund zu verbessern.
• Anzahl der unteren festen Schichten: Definiert die Anzahl der dichten Schichten, die auf der Unterseite des Teils gedruckt werden sollen. Die Anzahl der unteren massiven Lagen multipliziert mit der Lagenhöhe ergibt die Wanddicke des Teils an der Unterseite des Teils. Es wird empfohlen, eine ausreichende Anzahl von Schichten zu verwenden, um Dicken von mehr als 1 mm zu erreichen.
• Anzahl der oberen Volltonschichten: Definiert die Anzahl der dichten Schichten, die auf dem oberen Teil des Teils gedruckt werden sollen. Die Anzahl der oberen massiven Lagen multipliziert mit der Lagenhöhe ergibt die Wanddicke des Teils an der Oberseite. Es wird empfohlen, eine ausreichende Anzahl von Schichten zu verwenden, um Dicken von mehr als 1 mm zu erreichen.

Perimeter-Parameter:

• Anzahl der Umfänge: Legt die Anzahl der Umfänge fest, die das Teil haben soll. Die Wandstärke des Teils ergibt sich aus der Anzahl der Umfänge multipliziert mit der Extrusionsbreite. Es wird empfohlen, eine Mindestanzahl zu verwenden, mit der eine Wandstärke von mindestens 1 mm erreicht wird.

• Cup-Modus: Dies ist eine Funktion, die in den meisten Programmen vorhanden ist. Wenn diese Funktion aktiviert ist, wird nur ein Umfang kontinuierlich über das gesamte Teil gedruckt.

Bild 1: Im Bechermodus gedrucktes Teil. Quelle: Prusaprinters

Parameter für die Befüllung:

• Fülldichte: Dies ist der Anteil der Füllung im Inneren des Teils. Sie ist definiert als das vom Material belegte Volumen im Verhältnis zum Leervolumen. Bei einer Fülldichte von 50 % ist also die Hälfte des Innenvolumens des Teils leer. Üblich sind Werte zwischen 10 und 30 %.
• Füllmuster: Legt die Geometrie des Füllmusters fest. Nicht jede Software hat die gleichen Eigenschaften, aber sie lassen sich in drei Kategorien einteilen:

• Zweidimensional oder planar: Dies sind die gebräuchlichsten, wie geradlinig, gitterförmig oder dreieckig. Sie sind in der Regel am schnellsten, erzeugen aber im Allgemeinen eine hohe Anisotropie des Teils.

• Dreidimensional: z. B. kreisförmig oder kubisch. Sie sorgen für eine geringere Anisotropie des Teils, erfordern aber in der Regel längere Druckzeiten.

• Konzentrisch: Diese sind für maximale Flexibilität bei flexiblen Teilen geeignet. Bei starren Teilen bieten sie in der Regel bessere Oberflächen, da es keine Überlappung mit den Rändern gibt, aber die mechanischen Eigenschaften des Teils werden minimal sein. Sie können für visuelle Modelle und Mock-ups geeignet sein.

Bild 2: Verschiedene Ausfüllmuster. Quelle: Prusaprinters.org

• Überlappung der Füllung: Dies ist der Abstand, in dem sich die Fülllinien an den Perimetern überlappen. Ein hoher Wert verbessert die Festigkeit des Teils, aber das Füllmuster kann auf der Oberfläche des Teils sichtbar werden.
• Füllung kombinieren: Dies ist eine sehr nützliche Funktion, um die Druckzeiten zu reduzieren, wenn sehr geringe Schichthöhen verwendet werden. Beim Drucken mit einer Schichthöhe von 0.1 und einer Düse von 0.4 ist es beispielsweise möglich, die Füllung in jeder dritten Schicht zu kombinieren, so dass die Wände mit einer Schichthöhe von 0.1 mm und die Füllung mit einer Schichthöhe von 0.3 mm gedruckt werden, was die Druckzeit drastisch verkürzt, ohne die Oberflächengüte des Teils zu beeinträchtigen.

Diese grundlegenden Parameter ermöglichen zusammen mit den richtigen Geschwindigkeitseinstellungen, den Zusätzen zur Unterlage und den richtigen Medieneinstellungen vollständige und effiziente Druckprofile.