Schichtdicke

Die Schichtdicke spielt bei der additiven Fertigung eine wichtige Rolle, denn sie ist unter anderem für die Standsicherheit, die Oberflächenstruktur, die Qualität des zu fertigenden Objektes und Drucktempo mit ausschlaggebend.

Unter dem Begriff Schichtdicke versteht man die Maßangabe der Höhe jeder einzelnen Schicht, die beim 3D-Druck übereinander gefügt werden und miteinander eine Verbindung eingehen.

Zugleich ist die mögliche Schichtdicke ein wesentliches technisches Merkmal jeden 3D-Druckers. Im Prinzip handelt es sich bei der Schichtdicke um die Auflösung der vertikalen Achse (in der Regel ist dies die Z-Achse).

Aufgrund technologischer Unterschiede sind unterschiedliche Schichtdicken möglich. Sie variieren beim konventionellen 3D-Druck zwischen 0,016 mm und 0,4 mm. Es gibt aber auch 3D-Drucker, die beispielsweise für den Hausbau verwendet werden und mit einer mehrere Zentimeter messenden Schichtdicke aufwarten. Auf der Gegenseite steht der Nano-3D-Druck bei dem die einzelnen Schichtdicken im Nanometerbereich angesiedelt sind. Die Schichtdicken werden auf jedem 3D-Drucker vor Beginn des Drucks eingestellt. Die für die Fertigung notwendige Druckzeit hängt ebenfalls von der Schichtdicke ab.

Beispiele

Bei einem professionellen FDM-3D-Drucker wie beispielsweise das globale, börsennotierte Unternehmen Stratasys sie anbietet kann die Schichtdicke zwischen 0,17 und 0,33 mm liegen. Bei anderen FDM-3D-Druckern wie beispielsweise die im mittleren Preissegment angesiedelten Geräte von MakerBot beginnt die niedrigste Schichtdicke bei 0,1 mm. Das Selektive Lasersintern (SLS) wiederum ermöglicht Schichtdicken von 0,06 bis 0,15 mm, Resin-3D-Drucker machen Schichtdicken von 0,015 bis 0,028 mm möglich und bieten damit einen deutlich höheren Detailgrad bei den 3D-gedruckten Objekten als FDM-3D-Drucker.

Schichtdicke nicht mit Druckauflösung oder Detailgenauigkeit verwechseln

Nicht verwechseln sollte man die Schichtdicke mit der Druckauflösung oder der Größe kleinstmöglicher Details. Unter der Druckauflösung versteht man die Größe eines gedruckten Voxels.

Die Schichtdicke hat aber durch die gewählte Druckausrichtung Auswirkungen auf das Druckergebnis, da bei einem beispielsweise schwach zur Z-Achse ansteigenden Winkel immer ein Treppeneffekt entsteht. Und dies unabhängig davon, welche Technologie eingesetzt wird. Werden mehrere Objekte gleichzeitig gedruckt, ermöglichen Chargensteuerungs-Tools, die Ausrichtung festzulegen.

Die Anzahl und die Stärke der Schichten hat zudem Auswirkungen auf die Fertigungszeit des Objektes. Dünnere Schichten sorgen für eine längere Druckzeit, um ein Objekt in der vorgegebenen Höhe herzustellen. Soll ein Objekt 1 cm groß werden, benötigt man dafür 100 Schichten mit 0,1 mm Schichtdicke oder 200 Schichten mit 0,05 mm Dicke. Dadurch entstehen auch beim Einsatz der gleichen Technik höhere Kosten.

Die Schichtdicke hat nicht nur Auswirkungen auf das Aussehen eines Objekts, sondern auch auf dessen Leistung. Eine geringere Schichtdicke sorgt für eine glattere Oberflächenbeschaffenheit, allerdings ist die Festigkeit des Objektes dann geringer als bei einer größeren Schichtdicke.

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