Warum sind deine 3D-Drucke schwammig? Ursachen und Abhilfe

Der 3D-Druck bietet unendlich viele Möglichkeiten, Kunst und praktische Gegenstände zu erstellen, aber bei all dem, was richtig laufen kann, kann auch viel schiefgehen. Eines dieser Dinge ist ein schwammiger und instabiler Druck. Aber warum passiert das überhaupt?

Deine 3D-Drucke können schwammig sein, weil sie zu wenig oder zu viel extrudiert wurden. Niedrige Füllraten und falsche Einstellungen für die erste Schicht können ebenfalls zu schwammigen Objekten führen, weil das äußere Fundament des Drucks nicht stabil genug ist, um seine Form zu halten.

In diesem Artikel geht es um die vier Hauptursachen für schwammige Drucke und darum, wie du die zugrunde liegenden Probleme beheben kannst. Am Ende wirst du in der Lage sein, deine Einstellungen neu zu konfigurieren und deine 3D-gedruckten Objekte ein für alle Mal zu verfestigen.

1. Unter-Extrusion

Unterextrusion tritt auf, wenn ein Drucker nicht das Filament extrudiert, das für einen bestimmten Druck notwendig ist.

Einige Faktoren, die dazu führen, dass ein 3D-Drucker zu wenig Filament extrudiert, sind:

• Eine Verstopfung, die durch niedrige Temperaturen verursacht wird.
• Eine Verstopfung, die durch Rückstände in der Düse verursacht wird.
• Falsche Kalibrierung und Druckeinstellungen.
• Probleme mit dem Filament. 

Außerdem extrudiert eine verstopfte, verschmutzte Düse viel weniger Filament als für einen stabilen und vollständigen Druck benötigt wird. Wenn du deinen Drucker nach einer Verstopfung nicht reinigst, kannst du deinen 3D-Drucker dauerhaft beschädigen.

Wie zu beheben

Um eine Unterextrusion zu vermeiden, musst du deinen Drucker zunächst auf die richtige Temperatur für dein Filament einstellen. Einige Beispiele für gute Temperaturen für die gängigsten Filamente sind:

• PLA: 356°F (180°C).
• ABS: 464°F (240°C).
• Nylon: 464°F (242°C).

Auch wenn diese nicht unbedingt in Stein gemeißelt sind, ist es wichtig, dass dein Drucker auf eine Temperatur eingestellt ist, die hoch genug ist, um das Filament zu schmelzen und erfolgreich zu extrudieren.

Du solltest auch die Geschwindigkeit der Lüfter deines Druckers verringern, um zu verhindern, dass die Außentemperaturen die Temperatur des Extruders beeinträchtigen.

Um Rückstände zu vermeiden, solltest du die Düse regelmäßig mit einer Drahtbürste, Aceton oder warmer Seifenlauge reinigen. Ein kurzes Schrubben reinigt die Düse gut, ohne sie zu beschädigen.

Schließlich können Probleme mit der Integrität des Filaments den Druck beeinträchtigen. Ein feuchtes Filament kann zum Beispiel indirekt eine Unterextrusion verursachen. Wenn du das Filament in einem luftdichten Behälter aufbewahrst oder es im Ofen trocknest, wenn es feucht geworden ist, kannst du dies verhindern.

2. Über-Extrusion

Über-Extrusion ist das genaue Gegenteil von Unter-Extrusion. Sie tritt auf, wenn die Düse mehr Filament als nötig ausstößt. Das kann auch zu Verstopfungen in der Düse führen, was zu klumpigen, strähnigen Drucken und schlechten Details führt.

Wenn ein übermäßiger Druck nicht zu einem Stau führt, kann er folgende Folgen haben:

• Starke Verformung
• Schnüre und Kleckse
• Breite Schichten, die nicht viel Definition oder Details haben
• Schwammigkeit
• Elefantenfuß

Wie zu beheben

Zur Behebung von Problemen im Zusammenhang mit Überschwemmungen:

• Verringere die Höhe deiner Düse so, dass sie kleiner ist als der Durchmesser der Düse. Die Lagenhöhe bestimmt, wie viel Filament pro Lage benötigt wird. Wenn du diese Höhe reduzierst, wird das Überlaufen des Filaments aus der Düse verhindert.
• Schalte das Kühlsystem deines Druckers ein. Drucker haben eingebaute Ventilatoren, die den Druck kühlen, während die Düse das Filament ausstößt. Wenn du diese Ventilatoren einschaltest, wird das Filament gekühlt und seine Fließgeschwindigkeit verlangsamt, sodass es gleichmäßiger fließt und weniger leicht verstopft.
• Überprüfe deine Drucktemperatur. Das Material kann übermäßig extrudieren, wenn die Temperatur deines Druckers für das Filament zu heiß ist. Überprüfe die empfohlenen Drucktemperaturen deines Filaments, wenn du diese Einstellung anpasst.

Du kannst auch deine Ventilatoren mit Druckluft reinigen, um sicherzustellen, dass dein Kühlsystem richtig funktioniert.

3. Dein Füllungsgrad ist zu niedrig

Der Prozentsatz der Füllung bestimmt, wie dicht der Druck sein wird. Ein niedriger Füllungsgrad ist die Eintrittskarte für ein zerbrechliches 3D-gedrucktes Objekt.

Das Verhältnis zwischen den äußeren Schichten und der Füllung ist ebenfalls wichtig, um einen soliden Druck aufrechtzuerhalten, und wenn sie sich nicht ausreichend überlappen, fallen sie auseinander.

Das Innere deines Objekts ist besonders anfällig, wenn der Druck innen hohl ist, da es nichts gibt, was die äußeren Schichten des Drucks verstärkt. Daher besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass sich ohne ausreichende Füllung Lücken zwischen den Schichten bilden.

Wie zu beheben

Die Lösung ist einfach: Erhöhe den Anteil der Füllung. Eine Erhöhung um 10 bis 15 % wird die Festigkeit des Drucks erhöhen. Wie bei jedem 3D-Druck ist es wichtig, zu experimentieren. Finde heraus, was für dich am besten funktioniert und bleibe dabei.

Du solltest auch den Prozentsatz der Überlappung der Füllung erhöhen, wenn du die Füllung anpasst. Das Verbinden der Füllung mit dem Druck verstärkt die Außenwände und sorgt dafür, dass das Objekt Kraft aushalten kann, ohne zu zerbröckeln.

Bei den Ausfachungen sind auch die Ausfachungsmuster zu beachten. Bestimmte Muster sind von Natur aus dichter als andere. Die dreieckige Ausfachung ist zum Beispiel das robusteste Ausfachungsmuster. Andere Ausfachungsmuster sind:

• Geradlinig
• Honigwabe
• Konzentrisch
• Raster
• Kubisch
• Gyroid

Hier erfährst du mehr über die verschiedenen Ausfachungsmuster und ihre einzigartigen Eigenschaften.

4. Falsche Einstellungen der Ebenenhöhe

Deine Ebeneneinstellungen bestimmen, wie dick und dicht die äußeren „Wände“ deines Drucks sein werden. Wenn die Einstellungen für die obere oder untere Ebene nicht dem entsprechen, was der Druck braucht, um seine Form zu behalten, wird er in der Mitte durchhängen und eher weich und schwammig als fest sein.

Bedenke, dass die Lagenhöhe nicht nur den strukturellen Wert eines Drucks bestimmt, sondern auch den ästhetischen Wert.

• Eine geringere Schichthöhe eignet sich besser für kompliziertere, detaillierte Drucke. Sie schafft einen sanfteren Übergang zwischen den Schichten und vermeidet die auffälligen Stufen, die eine höhere Schichthöhe haben kann.
• Eine höhere Schichthöhe ist eine schnellere und materialeffizientere Art zu drucken, aber du riskierst, dass der Druck auffällige Stufen bekommt, was ihn ästhetisch weniger ansprechend macht.

Wie zu beheben

Unabhängig davon, welche 3D-Drucksoftware du verwendest, kannst du mit deinem Drucker oder deinem Slicer die Dicke der oberen und unteren Schicht verändern.

Je dicker die Schicht ist, desto stabiler ist der Druck. Wenn die Schichthöhe jedoch zu hoch ist, kann es zu Problemen wie übermäßigem Überdrucken, Verziehen oder Blobbing kommen.

Im Allgemeinen entspricht die beste Schichthöhe dem Durchmesser deiner Düse geteilt durch zwei. Du kannst von diesem Maß ein oder zwei Millimeter nach oben oder unten abweichen, aber es ist am besten, wenn du nahe am Durchmesser der Düse bleibst.

Wenn du zum Beispiel eine 0,4 mm Standarddüse verwendest, liegt die beste Schichthöhe zwischen 0,2 mm und 0,3 mm.

Du kannst nicht nur die Dicke der Schichten anpassen, sondern auch bestimmen, wie viele Schichten es geben soll. Eine Einstellung von zwei bis vier Schichten auf der Unterseite und sechs auf der Oberseite ist in der Regel ausreichend, um einen schwammigen 3D-Druck zu verhindern.

Denke daran, dass eine dickere Schicht zwar kräftiger ist, aber nicht unbedingt besser. Dickere Schichten heben sich stärker ab und durchbrechen die nahtlose Illusion, die 3D-Drucke normalerweise haben. Zu dicke Schichten lösen sich auch schneller ab als dünne Schichten.

Fazit

3D-Druck-Enthusiasten, ob neu oder erfahren, fürchten sich vor einem schwammigen Druck. Die Ursachen für einen schwammigen 3D-Druck sind in der Regel Extrusionsprobleme oder strukturelle Probleme. Wenn deine 3D-Drucke also weich und schwammig sind, überprüfe deine Drucktemperatur, die Schichthöhe und den Anteil der Füllung.