Die Bedeutung der Schmierung in 3D-Druckern

Bei der Schmierung wird versucht, die Reibung und den Verschleiß zwischen einer oder beiden Oberflächen zu verringern, indem eine schmierende Substanz zwischen sie gebracht wird.

Beim FDM/FFF-3D-Druck ist die korrekte Schmierung der beweglichen Teile des 3D-Druckers unerlässlich, da sie die endgültige Qualität der gedruckten Teile direkt beeinflussen kann. Wenn die Stangen oder Lager des 3D-Druckers schlecht geschmiert sind, kann der Druckschlitten dazu neigen, sich mit Stößen zu bewegen und zusätzlich ein störendes Geräusch zu erzeugen. Dies führt zu einem Verlust an Präzision bei der Positionierung des Druckkopfs.

Die wichtigsten Teile eines FDM/FFF-3D-Druckers, die geschmiert werden müssen, sind die Gewindestangen, Wellen und Lager (Rollenlager und Linearlager).

Um einen guten Schmierstoff auszuwählen, müssen zunächst die Art der Bewegung, die Geschwindigkeit, die Temperatur, die Belastung und die Betriebsumgebung ermittelt werden. Öle und Fette werden beim 3D-Druck als Schmiermittel verwendet, wobei die Hauptvorteile von Fetten gegenüber Ölen neben der Tatsache, dass sie nicht tropfen, darin bestehen, dass sie eine größere Fähigkeit haben, einen Schmierfilm zu bilden, der die Reibung und den Verschleiß durch Metall-zu-Metall-Kontakt reduziert, einen größeren Schutz gegen Korrosion, Dichtungseigenschaften, die das Eindringen von Verunreinigungen verhindern, eine größere Beständigkeit gegen strukturelle Veränderungen oder Konsistenz (Zähigkeit), die Fähigkeit, unter extremen Bedingungen zu arbeiten, und schließlich eine größere Beständigkeit gegen Verschlechterung durch hohe Temperaturen haben.

Per Definition ist ein Schmierfett ein halbflüssiges Material, das aus einem Verdickungsmittel (65-95%), einem Grundöl (5-35%) und normalerweise einer Reihe von Additiven (0-10%) wie Antioxidantien und Korrosionsschutzmitteln besteht.

Die Haupteigenschaften eines Schmierfettes sind wie folgt:

• Konsistenz. Festigkeit des Fettes. Sie wird nach der Konsistenzklasse NLGI (National Lubricant Grease Institute) gemessen.
• Fließverhalten. Fähigkeit, gepumpt zu werden.
• Mechanische Stabilität. Maß für die Änderung der Konsistenz durch den Gebrauch.
• Abwurfpunkt. Temperatur, bei der es flüssig wird.
• Extremer Druck. Fähigkeit, schweren Lasten standzuhalten.
• Oxidative Stabilität. Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigung durch hohe Temperaturen.
• Antikorrosionsbeständigkeit. Fähigkeit, einen Schutzfilm gegen Oxidation zu bilden.
• Beständigkeit gegen Wasserauswaschung.
• Ölabscheidung. Fähigkeit, seine Schmiereigenschaften und Konsistenz zu erhalten.

Alle diese Parameter sind mehr oder weniger wichtig für die Schmierung der beweglichen Teile von FDM/FFF-3D-Druckern. Heutzutage gibt es Schmierfette, die für den Einsatz im 3D-Druck empfohlen werden, wie z. B. SuperLube oder Magnalube. SuperLube synthetisches Fett der Klasse NLGI 2 und mit Syncolon (PTFE) ist ein hochwertiger Schmierstoff, der Schutz vor Reibung, Verschleiß, Rost und Korrosion bietet. Der Arbeitsbereich dieses Fetts reicht von -43 ºC bis 232 ºC. Mit diesem Fett halten die beweglichen Teile des 3D-Druckers länger und die Produktivität wird erhöht.

Bei 3D-Druckern mit heißer Basis wird empfohlen, alle 75 - 100 Betriebsstunden SuperLube oder Magnalube Schmiermittel für die beweglichen Teile zu verwenden, die direkte Wärme von der Basis erhalten. Bei 3D-Druckern, die keine heiße Basis haben, oder bei Teilen, die nicht der Wärmestrahlung der Basis ausgesetzt sind, wird empfohlen, das Schmiermittel alle 200 - 250 Betriebsstunden zu verwenden.  Außerdem ist es wichtig, das Superlube-Schmierfett auf eine trockene Oberfläche aufzutragen, die Schmierstellen vor dem Auftragen des Fetts zu reinigen, um Verunreinigungen zu vermeiden, und dieses Fett nicht auf einem anderen Fett zu verwenden.