Xometry: Optimierungsmöglichkeiten für erhöhte Festigkeit und Stabilität

Der 3D-Druck hat sich als vielseitige Technologie etabliert, die sowohl in der Industrie als auch im Hobbybereich Anwendung findet. Insbesondere für Anwendungen, bei denen hohe mechanische Belastungen auftreten, ist die Festigkeit der gedruckten Teile von entscheidender Bedeutung. Diese kann durch gezielte Anpassungen der Bauteilgeometrie, Druckeinstellungen und Nachbearbeitungsmethoden signifikant verbessert werden.

Eine zentrale Rolle spielt die Geometrie des Bauteils. Durch die Implementierung von Verrundungen und Fasen an Kanten können Spannungskonzentrationen reduziert und die mechanische Belastbarkeit erhöht werden. Ebenso tragen Zwickel und Rippen zur strukturellen Integrität bei, indem sie als Stützelemente fungieren und somit die Stabilität des Bauteils verbessern.

Die Druckeinstellungen bieten eine weitere Möglichkeit, die Festigkeit der gedruckten Teile zu beeinflussen. Hierbei ist insbesondere das Infill, also die Füllung des Innenraums des Bauteils, von Bedeutung. Verschiedene Füllmuster, wie das hexagonale oder tri-hexagonale Muster, bieten unterschiedliche Festigkeits- und Gewichtsverhältnisse. Zudem beeinflusst die Dichte des Infill-Materials maßgeblich die Stabilität. Obwohl eine 100-prozentige Füllung maximale Festigkeit bietet, stellt dies in den meisten Fällen einen unnötigen Material- und Kostenaufwand dar.

Neben der Ausrichtung des Bauteils auf der Bauplatte, die ebenfalls einen Einfluss auf die mechanische Belastbarkeit hat, spielt die Dicke der äußeren Schale eine wesentliche Rolle. Eine erhöhte Schalendicke kann die Zug- und Schlagfestigkeit erheblich verbessern, insbesondere bei Teilen, die stark beansprucht werden.

Schließlich lässt sich die Festigkeit durch gezielte Nachbearbeitungsschritte weiter steigern. Das Glühen von Polymerteilen reduziert innere Spannungen, während eine galvanische Beschichtung die mechanischen Eigenschaften nahezu auf das Niveau von Metallteilen anhebt. Auch die Beschichtung mit Harzen oder die Verstärkung mit Kohlenstofffasern bieten effektive Möglichkeiten zur Erhöhung der Belastbarkeit.

Durch die Kombination dieser Techniken lassen sich 3D-gedruckte Teile herstellen, die den hohen Anforderungen industrieller Anwendungen gerecht werden. Die kontinuierliche Optimierung der Druckparameter und Nachbearbeitungsmethoden wird dabei auch zukünftig eine entscheidende Rolle spielen.