Verbesserte Qualität bei FDM 3D-Druck Teilen

Verbesserte Qualität bei FDM-Druckteilen

Forscher tüfteln an verbesserter Qualität bei FDM-3D-Druckobjekten

Durch die Eliminierung von mikroskopischen Strukturdefekten will ein Forscher Team in einer neuen Studie die Qualität von 3D-Druckteilen verbessern.

Das FDM-Verfahren (Fused Deposition Modelling) entwickelt sich ständig weiter und ist bei vielen Anwendern sehr beliebt. Doch hat auch dieses Verfahren seine Schwachstellen, wie zum Beispiel schlechte Haftung, Porosität und damit verbunden mangelnde Dichtungseigenschaften, welche in der Industrie und Medizin eine wichtige Rolle spielen.

Die Studie

Verschiedene Grundformen, wie Pyramide, Zylinder, Kegel, Kugel etc. wurden mit vielfältigen Materialien im Rahmen der Forschungsarbeiten gedruckt. Dabei kam ein Picaso 250 Designer Pro zum Einsatz.
Die Forscher entwickelten ein gesondertes System, um die Qualität der Objekte nach dem Druck zu sichern. Ein flexibles Rohr verbindet dabei die Objekte mit einem Luftkompressor. Anschließend wurde das System in einen transparenten Glasbehälter (mit Wasser gefüllt) gegeben.

Das Team variierte mehrere Parameter bei den Formen und fand heraus, dass die Porosität am stärksten vom Extrusions-Multiplikator abhängt. Der Extrusionsmultiplikator steuert die Extrusionsflussrate (Volumen des geschmolzenen Kunststoff-Materials, das pro Zeiteinheit durch die Düse extrudiert wird).


Für das Experiment wurden die Materialien PLA, ABS, Nylon, kohlefaserverstärktes Nylon, PETG und PP verwendet. Ergebnis: Unabhängig vom Filament beeinflusst ein Extrusions-Multiplikator die Porosität am ehesten. Demzufolge gilt, je niedriger der Multiplikator ist, desto höher die Porosität.

Ecken und Kanten weisen die höchsten Defekte auf

Die Porosität war nicht vom Material abhängig, doch hatte die Form der 3D-Druck Teile einen Einfluss auf die Porosität. Am geringsten war die Porosität bei dem Zylinder, während bei den konischen Objekten die größten Poren zu sehen waren. Kanten und Ecken sind sehr anfällig für Defekte, was am Beispiel der Pyramide und dem Würfel zu erkennen ist.

        

Die Forscher gaben ebenso bekannt, dass auch die Stärke der Wand und ein veränderter G-Code sich auf die Qualität der FDM-3D-Objekte auswirken können.


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Quelle: 3druck.com