Ein Deckel soll auf eine Dose, ein Zapfen in ein Loch. Sobald zwei Teile zusammenpassen müssen, reicht es nicht, im Programm die gleichen Maße einzutragen. Ein 3D-Druck hat Toleranzen, und wer sie kennt, bekommt Teile, die beim ersten Versuch passen.
Wie genau wird ein FDM-Druck?
Bei unseren Drucken gilt: Ein Maß kann bis ±0,3 mm oder ±0,5 % der Länge abweichen, je nachdem, welcher Wert größer ist. Bei einem 40 mm langen Teil sind das bis 0,3 mm, bei einem 150 mm langen Teil bis 0,75 mm.
Dazu kommen zwei Besonderheiten, die man kennen sollte:
- Bohrungen und Passungen fallen oft 0,1 bis 0,3 mm enger aus. Ein Loch, das im Programm 5 mm hat, kann gedruckt eher 4,8 mm messen.
- Die Unterseite kann bis etwa 0,2 mm breiter sein. Die erste Schicht wird fest auf die Platte gedrückt, damit sie hält. Dadurch quillt sie etwas nach außen, das nennt man oft Elefantenfuß.
Diese Eigenschaften gehören zum Verfahren. Wir haben sie auch auf der Seite zur Gewährleistung aufgeschrieben, damit du vor der Bestellung weißt, womit du rechnen kannst.
Warum Löcher kleiner werden
Dafür gibt es mehrere Gründe, die zusammenwirken:
- Das Netz aus Dreiecken. Eine runde Bohrung wird in der Datei durch ein Vieleck angenähert. Die Ecken liegen auf dem Kreis, die geraden Kanten dazwischen liegen innen. Das Loch ist also schon in der Datei etwas kleiner.
- Die Bahn der Düse. Die Düse legt eine Raupe mit gerundeten Kanten ab. Auf der Innenseite einer engen Rundung staucht sich das Material leicht und ragt etwas ins Loch hinein.
- Das Abkühlen. Kunststoff zieht sich beim Abkühlen zusammen. Bei Außenmaßen fällt das kaum auf, bei engen Innenmaßen schon.
Waagerecht liegende Bohrungen, also Löcher, deren Achse parallel zur Platte liegt, sind oben zusätzlich nicht ganz rund. Die obersten Schichten überbrücken dort eine Lücke und hängen leicht durch.
Wie viel Spiel du einplanen solltest
Spiel ist der Abstand, den du zwischen zwei Teilen bewusst vorsiehst. Er hängt davon ab, was die Verbindung leisten soll. Die folgenden Werte sind Richtwerte aus der Praxis und gelten für den Durchmesser, also für beide Seiten zusammen. Das Loch ist um diesen Betrag größer als der Zapfen.
| Art der Verbindung | Spiel im Durchmesser | Beispiel |
|---|---|---|
| Fest gepresst | 0 bis 0,1 mm | Stift, der sitzen bleiben soll |
| Stecken, fester Sitz | 0,2 bis 0,3 mm | Deckel, der nicht von allein abfällt |
| Stecken, leicht lösbar | 0,3 bis 0,4 mm | Steckverbindung zum Zusammenbauen |
| Gleiten, drehen | 0,4 bis 0,6 mm | Achse in einer Buchse, Schiebedeckel |
Bei kleinen Löchern rechnest du zusätzlich die 0,1 bis 0,3 mm dazu, um die sie meist enger ausfallen. Für einen Stift mit 5 mm, der sich in einem Loch leicht drehen soll, ist ein Loch mit 5,6 bis 5,8 mm ein guter Startwert.
Ein Probestück spart Ärger
Wenn eine Passung wirklich wichtig ist, druck vorher ein kleines Probestück. Ein flacher Streifen mit mehreren Löchern in verschiedenen Größen kostet wenig und zeigt dir sofort, welches Maß sitzt. Nimm dafür dieselbe Qualität und dasselbe Material wie später beim echten Teil, denn beides hat Einfluss auf das Ergebnis. Worin sich die Qualitätsstufen unterscheiden, steht im Artikel Was die Schichthöhe mit deinem Teil macht.
Tipps fürs Konstruieren
- Fase statt scharfer Kante an der Unterseite. Eine kleine Fase von etwa 0,5 mm an der unteren Außenkante gleicht den Elefantenfuß aus. Das hilft besonders bei Teilen, die irgendwo hineingesteckt werden.
- Kritische Bohrungen senkrecht drucken. Löcher, deren Achse senkrecht zur Platte steht, werden runder als liegende.
- Genaue Bohrungen nachbohren. Wenn ein Loch sehr genau werden soll, konstruiere es etwas kleiner und bohre es nach dem Druck mit einem Bohrer auf das Endmaß auf.
- Gewinde lieber nicht drucken, wenn es klein ist. Feine Gewinde unter etwa M6 werden selten sauber. Besser ist ein Loch für eine Gewindeschneidschraube oder eine Mutter, die in eine passende Tasche eingelegt wird.
- Lange Teile im Blick behalten. Bei langen Teilen wächst die Abweichung mit der Länge. Wenn zwei Bohrungen in großem Abstand genau passen müssen, plane etwas mehr Spiel ein.
Für Wände, Stege und kleine Details gibt es eigene Untergrenzen. Die stehen in der Hilfe zu Wandstärke und Details.
Das Material macht einen Unterschied
PLA ist steif und gibt kaum nach. Eine Pressverbindung, die zu eng ist, lässt sich bei PLA schwer zusammenstecken und kann reißen. PETG ist etwas nachgiebiger und verzeiht ein enges Maß eher, dafür kann eine leichte Steckverbindung mit der Zeit etwas lockerer werden. Bei Schnapphaken und Clips ist PETG deshalb meist die bessere Wahl. Mehr dazu im Vergleich PLA oder PETG.
Wenn ein Teil später in der Wärme sitzt, etwa in der Nähe einer Heizung, kann PLA sich verformen. Was es im Alltag aushält, steht im Artikel PLA im Alltag.
Wenn es doch klemmt
Ein Loch, das etwas zu eng ist, lässt sich meist gut mit einem Bohrer oder einer Rundfeile nacharbeiten. Ein Zapfen, der zu dick ist, wird mit Schleifpapier schlanker. Wie du dabei vorgehst, beschreibt der Artikel 3D-Druck nachbearbeiten.
Weiterlesen
Wenn dein Modell fertig ist, lade es hoch und prüf im Editor die Maße. Was wir zu Maßen und Oberfläche zusagen, steht unter Gewährleistung. Wie stabil dein Teil wird, erklärt der Artikel über Füllung und Stabilität, und weitere Fragen beantwortet die Hilfe.
Titelbild: Foto von Frank Markesteijn, verkleinert, Lizenz CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons (Originaldatei)