ddm Ausgabe 6 | 2019

ddm | Ausgabe 6 | 2019 61 Journal Multiple Choice: X, Y oder Z? Die am Häufigsten gestellte Frage ist wohl „Welche Druckschichtdicke erreichen Sie?“. Dabei muss klar sein, dass die Dicke jeder einzelnen Schicht keinen direkten Hinweis auf die Präzision des finalen dreidimensionalen Endprodukts bietet, insbesondere nicht in Bereichen unter 100 μm. In Bezug auf Präzision ist diese Frage für den Fachmann deshalb durchaus irritierend. Tatsächlich ist die Schichtdi- cke aber ein guter Indikator für die Oberflächengüte. Denn niemand sieht gerne stufenweise Linien an seinem Bauteil, die ggf. eine Nachbearbeitung des Objekts unabdingbar machen. Tatsächlich haben unabhängige Studien ergeben, dass es eine gegensätzliche Verbindung zwischen extrem dünnen Lagen in Z und der Präzision gibt. Der Internetblog Ortho Cosmos, welcher sich mit dem Thema Kieferorthopädie beschäftigt, hat einige 3D-Drucker getestet und folgende Erkennt- nisse gewonnen: „Eine ebenfalls interessante Erkenntnis ist, dass die präzisesten Ergebnisse eines Bauteiles bei 100 μm Schichtdicke erreicht wurden. Als die Schichtdicke von 100 μm auf 50 μm her- abgesetzt wurde, konnte die Präzision des Endproduktes nicht verbessert werden.“ 1 Die durchschnittliche dreidimensionale Präzision lag in diesem Beispiel bei einer Auflösung von 50 μm Auflösung in Z bei 73 μm. Wo hingegen bei 100 μm ein Wert von 67 μm erzielt wurde. Warum nimmt die Präzision der Objekte bei einer höheren Auflösung in Z ab? Hierfür gibt es einige Gründe. Aufgrund der feineren Belichtungsschichten verdoppeln sich diese hier. Dadurch erhöht sich ent- sprechend ebenfalls die Menge der Neupositionierungen der Bauplatte in Z. Dies wiederum erhöht die Gefahr für Positionierungsfehler der Bauplattform. In Anbetracht der Maschinenpräzision lauten die entscheidenden Werte X und Y – speziell bei Individualmodellen wie beispielsweise kieferortho- pädischen oder hörakustischen Anwendungen. Druckrichtung Über die Jahre führte EnvisionTEC eine Menge Studien durch, die sich mit der Thematik der Bau- richtung und der daraus resultierenden Druckqualität befassen. Es ist unwiderlegbar, dass einige geometrische Formen präziser im horizontalen, andere wiederum im vertikalen Prozess herzustellen sind. Dies ist absolut unabhängig von der Projektorauflösung. Und je nach Technologie und Material können bessere Druckergebnisse auf Neigungen erzielt werden. Ursächlich dafür sind bestimmte Belichtungswege auf geometrischen Formen und die Farbe des genutzten Materials. Wenn z. B. ein Objekt aus klarem bzw. transparentem Material gedruckt wird, kann es zu einer Über- belichtung bereits belichteter Schichten kommen, da das projizierte Licht auch in tiefliegende Ebe- nen eindringen kann. Dies ist bei anderen lichtabsorbierenden Farben wie Gelb, Blau oder Grün nicht der Fall. Auch Geometrie und Ausrichtung des Druckes können einen ähnlichen Effekt bewir- ken. Deshalb sollten bei bestimmten Materialien und geometrischen Formen gewisse Strategien zur Minimierung von Überbelichtung zur Anwendung kommen. Und bei einigen 3D-Druckern ist nicht nur die Druckausrichtung, sondern auch die Position auf der Bauplattform relevant. Für preisgüns- tige SLA-Drucker gilt: Je weiter entfernt vom Zentrum des Baufeldes gedruckt wird, desto geringer ist die Präzision. Der finale Druck ist nicht das Ende der Geschichte. Die Präzision finaler Bauteile kann sich mit der Zeit ändern. Sie können sich kräuseln, verziehen, schrumpfen, ausdehnen oder z. B. klebrig werden, wenn sie zu viel Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Hier kommt der Prozess des Aushärtens ins Spiel – manche Materialien erzielen höhere Präzision mithilfe höherer Stabilität. Beim Kauf eines 3D-Druckers ist es daher ratsam, nach einemMusterteil zu fragen. Dieses kann direkt mit dem digitalen Modell verglichen werden und dann noch einmal nach Ablauf einer gewissen Zeitspanne. Die Verwendung eines Doppel- statt Einzelschienensystems für die Bewegung der Bauplattform ist ein Qualitätsmerkmal. 1 Frey, Scott: „Dimensional Accuracy of 3D Printers“, unter https://tinyurl.com/orthocosmos (abgerufen am 30.08.2019).