Schichten im 3D-Druck lösen sich: Delamination diagnostizieren und beheben

Was tatsächlich passiert, wenn sich Schichten lösen

Ein FDM-Drucker baut ein Teil Schicht für Schicht auf. Jede frische Kunststoffbahn wird auf die noch warme Schicht darunter gelegt, und diese Verschmelzung macht das fertige Teil fest. Der Fehlerbehebungs-Leitfaden von Simplify3D bringt es auf den Punkt: Wenn sich eine Schicht nicht gut genug mit der darunterliegenden verbindet, kann das fertige Teil reißen oder sich trennen. Manchmal sieht man das schon auf dem Druckbett. In anderen Fällen wirkt das Teil einwandfrei, bis Sie eine Schraube hineindrehen oder es auf den Boden fallen lassen.

Prusas Knowledge Base nennt das Delamination und erklärt, wie sie entsteht. Schichten kühlen unterschiedlich schnell ab, wodurch sich im Teil Spannungen aufbauen. Sobald diese Schrumpfkräfte die Festigkeit der Verbindung zwischen den Schichten übersteigen, reißt der Druck. Laut Prusa gehen die meisten Fälle auf ein Profil mit falschen Temperaturen oder zu viel Kühlung zurück. Diese Kühlung kann vom Bauteillüfter oder von kalter Raumluft kommen. Betrachten Sie Delamination als nahen Verwandten des Warpings. Die thermische Schrumpfung ist dieselbe, aber das Teil bricht zwischen den Schichten, statt sich von der Druckplatte zu lösen.

Delamination oder fehlende Schichten: zuerst die Bruchstelle lesen

Bevor Sie Ihren Slicer öffnen, sehen Sie sich die Bruchstelle genau an. Laut Prusa zeigen gerissene Schichten saubere Trennflächen, oft mit leicht nach oben gebogenen oder verzogenen Kanten. Die Schichten auf beiden Seiten sind vollständig und sauber ausgebildet. Sie sind nur nie miteinander verschmolzen. Ein waagerechter Riss quer über eine hohe Wand, besonders auf halber Höhe des Drucks, deutet direkt auf Delamination hin.

Lückenhafte, dünne oder ausgefranste Schichten deuten auf ein anderes Problem hin. Wenn Sie Licht durch die Wände sehen, das Infill fadenförmig aussieht oder ganze Schichten fehlen, fördert der Drucker wahrscheinlich nicht genug Kunststoff. Arbeiten Sie die Checkliste zur Unterextrusion ab, bevor Sie an den Temperaturen drehen. Ein klickender Extruder, abgeschliffenes Filament oder eine Extrusion, die mitten im Druck aussetzt, sind ebenfalls eigene Probleme.

Notieren Sie schließlich das Material und wo Sie gedruckt haben. Ein großes ABS-Teil, das in einer offenen Garage reißt, versagt wahrscheinlich aus einem anderen Grund als eine kleine PLA-Halterung, die bei der ersten Belastung bricht. Dieses eine Detail verrät meist, welche Einstellung Sie zuerst ausprobieren sollten.

Die Düsentemperatur in kleinen Schritten erhöhen

Heißer Kunststoff verbindet sich weit besser als kalter. Das ist das erste Prinzip im Leitfaden von Simplify3D, und sein Beispiel verdeutlicht es gut. Bei 190 °C gedrucktes ABS ergibt Schichten, die leicht auseinanderbrechen, denn ABS braucht typischerweise etwa 220 bis 235 °C für eine feste Verbindung. Prüfen Sie also zuerst, ob Ihre Temperatur zum Etikett der Spule passt, die Sie tatsächlich gekauft haben. Ein generisches Profil, das von einer anderen Marke übernommen wurde, passt womöglich nicht.

Für PLA nennt Prusa je nach Marke einen Bereich von 195 bis 220 °C. Es empfiehlt, die Temperatur in Schritten von 5 °C zu erhöhen, bis sich die Schichthaftung verbessert. Simplify3D schlägt stattdessen eine Erhöhung um 10 Grad vor. In beiden Fällen ist die Methode dieselbe: eine Sache ändern, dasselbe Testteil erneut drucken und dann versuchen, es von Hand zu brechen. Wenn Sie bereits am oberen Ende des Herstellerbereichs sind, erhöhen Sie die Temperatur nicht weiter und suchen Sie nach einer anderen Ursache. Unser Leitfaden zu Drucktemperaturen erklärt, wie Sie diese Bereiche lesen und wann Sie ihnen vertrauen können.

Bauteillüfter herunterregeln und Zugluft abschirmen

Ein zu stark laufender Bauteillüfter kühlt jede Schicht ab, bevor die nächste mit ihr verschmelzen kann. Bei ABS ist Prusa deutlich: Kalte Luft, die auf den Druck trifft, bevor er vollständig abgekühlt ist, macht ABS sehr anfällig für Schichttrennung. Für ABS empfiehlt die Knowledge Base, den Lüfter ganz abzuschalten. Bei PLA sieht es anders aus, denn es braucht weiterhin Luftstrom für Brücken und Überhänge. Wenn sich Ihre PLA-Schichten trennen, reduzieren Sie den Lüfter schrittweise, statt ihn abzuschalten.

Ihr Raum ist so wichtig wie der Lüfter. Ein offenes Fenster, ein Klimaanlagenauslass oder ein kalter Keller im Winter kühlen das Teil ungleichmäßig ab und setzen es unter Spannung. Für technische Materialien hält ein Gehäuse die Luft um den Druck stabil und gleicht diese Temperaturschwankungen aus. Prusa weist zudem darauf hin, dass ASA stärker als PETG von einer stabilen Umgebung abhängt. Wenn Sie auf einem Drucker mit offenem Rahmen drucken, stellen Sie ihn zumindest von Lüftungsöffnungen und Türen weg. Achten Sie außerdem darauf, dass kein Lüftungsgitter direkt über das Druckbett bläst.

Schichthöhe, Fluss und Geschwindigkeit: jede Schicht in die vorherige drücken

Für eine feste Verbindung muss die neue Schicht in die darunterliegende gedrückt werden. Simplify3D weist darauf hin, dass die meisten Düsen einen Durchmesser zwischen 0.3 und 0,5 mm haben. Als Faustregel empfiehlt es, die Schichthöhe etwa 20 % kleiner als den Düsendurchmesser zu halten. Mit einer 0,4-mm-Düse sollten Sie nicht viel über 0,32 mm gehen. Darüber liegt der Kunststoff nur auf der letzten Schicht auf, statt in sie hineingedrückt zu werden. Unser Leitfaden zur Schichthöhe erläutert die Kompromisse.

Beim Fluss funktioniert es genauso. Prusa empfiehlt, den Extrusionsmultiplikator, den viele Slicer Flussrate nennen, in Schritten von 5 % zu erhöhen. Mehr Kunststoff sorgt für eine stärkere Verbindung zwischen den Schichten. Kalibrieren Sie zuerst, damit Sie sicher sind, dass Sie einen echten Mangel beheben.

Dann ist da noch die Geschwindigkeit. Keine der Quellen nennt eine Zahl, aber die Logik ergibt sich aus der Temperatur. Je schneller sich der Druckkopf bewegt, desto mehr Filament muss das Hotend pro Sekunde schmelzen. Kommt es nicht hinterher, verlässt der Kunststoff die Düse kühler und verbindet sich schlecht. Verlangsamen Sie die Außenwände oder begrenzen Sie die maximale volumetrische Geschwindigkeit im Slicer. Drucken Sie dann dasselbe Testteil erneut und vergleichen Sie.

Wann Sie das Filament wechseln sollten, statt Einstellungen hinterherzujagen

Manche Kombinationen aus Teil und Material bleiben schwierig, egal wie viel Sie optimieren. Prusa warnt, dass Sie ABS-Objekte, die die gesamte Druckfläche einnehmen, wahrscheinlich nicht drucken können. In diesem Fall empfiehlt es den Wechsel zu PETG. Laut seiner Knowledge Base bietet PETG ähnliche Vorteile wie ABS und kommt mit großen Objekten viel besser zurecht. Es neigt außerdem weniger zu Rissen oder Delamination. ASA ist eine weitere gute Option, hängt aber stärker als PETG von einer stabilen Umgebung ab.

Bevor Sie die Spule wechseln, klären Sie, was das Teil wirklich leisten muss. Eine große Aufbewahrungsbox oder eine Werkstatthalterung lässt sich meist problemlos auf PETG umstellen. Für ein Teil, das in einem heißen Auto oder in direkter Sonne liegen wird, sollten Sie zuerst die Datenblätter der Hersteller vergleichen. Wenn Sie regelmäßig große Teile aus ABS oder ASA drucken, hilft ein geschlossener Drucker mehr als endloses Feintuning am Profil. Was auch immer Sie drucken: Verlassen Sie sich bei kritischen Anwendungen nicht auf ein 3D-gedrucktes Teil. Die Verbindung zwischen den Schichten bleibt die Schwachstelle jedes FDM-Drucks.

Quellen und Grenzen

• Simplify3D — Schichttrennung und Risse
• Prusa Knowledge Base — Schichttrennung und Risse (FDM)

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