Clever konstruieren, um Stützmaterial zu vermeiden

Im 3D-Druck ist Stützmaterial (Supports) der größte Feind von sauberen Ergebnissen. Es kostet Zeit, Material und hinterlässt hässliche Spuren.

Für alle Designs, die du mit anderen teilst oder in Serie produzierst, gibt es ein noch größeres Problem: Du hast keine Kontrolle über die Slicer-Einstellungen des Nutzers.

Die Lösung ist Design-Exzellenz. Nur ein von Grund auf support-optimiertes CAD-Modell garantiert einen perfekten Druck für jeden, auf jeder Maschine. Dieser Briefdoc zeigt dir Techniken, basierend auf den Erkenntnissen von Rahix und Slant 3D, um dies zu erreichen.

Priorität 1: Supports durch clevere Ausrichtung (45°-Regel) oder das Aufteilen des Modells komplett vermeiden.
Priorität 2: Wenn Supports unvermeidbar sind, entwirfst du minimalinvasive Stützen direkt im CAD-Modell.
Wichtiger Wert: Halte einen vertikalen Abstand von 0.2 mm bis 0.3 mm zwischen Support und Bauteil für eine leichte Entfernung.

1. Die einfachste Lösung: Supports komplett eliminieren

Der beste Support ist der, den man nicht drucken muss.

Der 45-Grad-Trick: Diagonale Ausrichtung

Problem: Ein Bauteil hat Überhänge, die flacher als 45-60 Grad sind (je nach Drucker). Diese benötigen Supports.
Lösung: Rotiere das gesamte Bauteil auf dem Druckbett so, dass problematische Überhänge in einem 45-Grad-Winkel nach oben zeigen. Dies wandelt den Überhang in selbsttragende Winkel um, die der Drucker ohne Stützen bewältigt.

Überhänge sanft abfangen

Problem: Ein Überhang, der an einem vertikalen Element ansetzt (z.B. ein kleines Regal oder eine Querverbindung), benötigt Supports.
Lösung: Verwandle den 90-Grad-Winkel an der Unterseite in eine Fase (Chamfer) oder eine kleine Abrundung (Fillet). Dies verteilt den Überhang auf mehrere Schichten und macht ihn oft selbsttragend. Im besten Fall 45 Grad, aber selbst eine 60-Grad-Fase ist besser als ein 90-Grad-Bruch.

Bauteil aufteilen

Problem: Das Bauteil ist zu komplex, um es in einer einzigen, supportfreien Orientierung zu drucken.
Lösung: Zerlege das Modell in mehrere Stücke. Jedes Teil kann nun in seiner optimalen, Ausrichtung gedruckt und später geklebt oder verschraubt werden (siehe Briefdoc: Gewinde in 3D-Druckteile). Dies führt oftmals auch zu stabileren Teilen.

2. Unvermeidbare Supports optimieren

Wenn du Supports benötigst, nimm die Kontrolle und mache sie minimalinvasiv, leicht entfernbar und zuverlässig.

Varianten für Custom Supports

Beim Design eigener Supports im CAD gibt es zwei Varianten für die Verbindung zwischen Support und Bauteil:

Feste Verbindung: Geeignet für kleine Kontaktflächen bzw. wenn wenig Stützkraft benötigt wird (z.B. für filigrane Pins). Der Support ist direkt mit dem Bauteil verbunden, aber nur an einem winzigen, leicht abbrechbaren Punkt.
Trennspalt: Geeignet für Flächen, zum Beispiel bei größeren Überbrückungen. Der Support wird mit einem kleinen vertikalen Abstand zum Bauteil gezeichnet. Empfohlener Wert: Halte einen Abstand von 0.2 mm bis 0.3 mm zwischen Support-Oberfläche und Bauteil, um eine leichte Entfernung zu gewährleisten.

Designs für leichte Entfernung

Um Frustration und Beschädigungen zu vermeiden, solltest du bei größeren Stützen für Hohlräume die Entfernbarkeit aktiv in das Design integrieren.

Zerdrückbare (Crushable) Supports: Entwirf einen Support mit Hohlräumen oder dünnen inneren Wänden. Durch seitlichen Druck mit einer Zange kollabiert der Support und lässt sich leicht herausziehen.
Herausdrehbare (Twist-Out) Supports: Bei massiveren Supports helfen abgeschrägte oder gerundete Kanten enorm. Sie ermöglichen es, den Block zu drehen und zu kippen, wodurch die Kanten den notwendigen Freiraum finden, um sich vom Bauteil zu lösen.

Der Opfer-Layer-Trick (Sacrificial Layer)

Problem: Ein interner Überhang wird ohne Supports unzuverlässig gedruckt.
Lösung: Konstruiere eine 0.2 mm dicke, einzelne Schicht im CAD, die die Öffnung direkt überbrückt. Diese Brückenschicht wird nach dem Druck einfach durchstochen oder aufgebohrt.

Dein Profi-Fazit

Slicer-Unabhängigkeit: Für alle geteilten oder professionell gefertigten Designs ist die vollständige Vermeidung von Slicer-Supports der beste Weg zu konsistenten Ergebnissen, da du die Kontrolle über die Einstellungen des Nutzers oder Dienstleisters eliminierst.
Nimm die Kontrolle: Wenn Supports unvermeidbar sind, nutze die CAD-Support-Techniken (Opfer-Layer, Crushable Supports, Support-Pins) mit einem 0.2mm - 0.3mm Spalt, um die Zuverlässigkeit und die Oberflächenqualität zu maximieren.
Der Notnagel: Auto-Generierte Supports sind der schnellste, aber unzuverlässigste Weg. Sie sind akzeptabel für private, schnelle Prototypen, wo der Aufwand der CAD-Optimierung die gewonnene Zeit übersteigt.