Oberflächenveredelung beim 3D-Druck: 9 Methoden für glatte 3D-gedruckte Teile

Wenn Sie schon einmal ein Teil im 3D-Druck hergestellt haben, ist Ihnen wahrscheinlich sofort etwas aufgefallen – etwa Unebenheiten auf der Oberfläche oder sichtbare Schichtlinien.

Genau hier kommt die Oberflächenveredelung beim 3D-Druck ins Spiel. In diesem Blogbeitrag stellen wir 9 Methoden vor, mit denen sich 3D-gedruckte Teile glätten lassen.

Was ist die Oberflächenbeschaffenheit beim 3D-Druck?

Selbst wenn eine Oberfläche glatt aussieht: Unter dem Mikroskop erkennt man winzige Erhebungen und Vertiefungen. Das nennt man Rauheit.

Einzelne Rauheitstiefe:Der Höhenunterschied zwischen der höchsten Erhebung und der tiefsten Vertiefung.

Gemittelte Rauheitstiefe: Der Durchschnitt aus fünf Einzelmessungen.

Mittenrauwert (Ra):Die durchschnittliche Höhe der Erhebungen und Vertiefungen über die gesamte Fläche.

Beim 3D-Druck wird üblicherweise Ra (in Mikrometern) verwendet, um die Oberflächenglätte zu vergleichen. Ein niedrigerer Ra-Wert bedeutet eine glattere Oberfläche. Die Oberflächenbeschaffenheit beim 3D-Druck beschreibt, wie glatt oder rau sich die Außenseite eines gedruckten Objekts anfühlt. Ist die Oberfläche wirklich glatt, spricht man von einer feinen Oberfläche. Fühlt sie sich rau oder uneben an, ist die Oberfläche von schlechter Qualität.

In der Regel muss das Teil nach dem Druck weiterbearbeitet werden – dies nennt man Nachbearbeitung. Sie verbessert die Haptik und das Aussehen der Oberfläche.

Beim 3D-Druck entstehen Teile durch das schichtweise Auftragen von Material. Dadurch kann die Oberfläche feine Rillen und Linien aufweisen. Um sie zu glätten, müssen diese Linien vorsichtig entfernt oder reduziert werden, ohne das Teil zu beschädigen.

Warum ist die Nachbearbeitung beim 3D-Druck wichtig?

Die Nachbearbeitung Ihrer 3D-gedruckten Teile ist aus mehreren Gründen wichtig. Einige davon sind:

Für die Ästhetik

Eine glatte oder polierte Oberfläche lässt Ihr Teil besser aussehen. Sie können steuern, wie glänzend, glatt oder rau es ist, und sogar Farbe und Textur verbessern.

Für Festigkeit und Schutz

Durch die Nachbearbeitung kann Ihr Teil stärker oder widerstandsfähiger gegen Rost, Hitze oder Verschleiß werden. Metallteile können beispielsweise beschichtet werden, damit sie nicht korrodieren oder um ihre elektrische Leitfähigkeit zu verbessern.

Für die Funktionalität

Manche Teile benötigen eine bestimmte Oberflächentextur, um richtig zu funktionieren. Zwei Teile, die eng ineinanderpassen, brauchen beispielsweise eine glatte Oberfläche. In anderen Fällen ist eine raue Oberfläche von Vorteil, etwa wenn Sie eine bessere Wärmeübertragung wünschen.

Für die Toleranz

Die Nachbearbeitung hilft Ihnen, die exakt benötigte Größe zu erreichen. Möglicherweise müssen Sie etwas überschüssiges Material abtragen oder etwas hinzufügen, damit das Teil genau passt.

Was beeinflusst die Oberflächenbeschaffenheit beim 3D-Druck?

Wenn Sie eine gute Oberflächenbeschaffenheit erzielen möchten, müssen Sie wissen, welche Parameter Sie anpassen können. Darauf sollten Sie achten:

Art des 3D-Drucks

Verschiedene 3D-Druckverfahren ergeben unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheiten. Beim FDM-Verfahren kann der Druck rau wirken oder Linien aufweisen, da er Schicht für Schicht aufgebaut wird. Beim SLS-Verfahren kann sich die Oberfläche körnig anfühlen, da sie aus Pulver besteht.

Das verwendete Material

Nicht alle Materialien verhalten sich gleich. Manche ergeben eine glattere Oberfläche, andere können aufgrund ihrer Textur oder ihrer Reaktion auf den Druckprozess rau wirken.

Druckereinstellungen

Wie Sie Ihren Drucker einrichten, hat großen Einfluss auf die Oberflächenbeschaffenheit. Dünnere Schichten ergeben eine glatte Oberfläche. Auch Druckgeschwindigkeit, Aushärtung und Infill-Einstellungen verändern das Aussehen und die Haptik des Drucks.

Qualität des Druckers

Qualität und Zustand Ihres Druckers sind entscheidend. Günstigere Drucker liefern in der Regel keine glatten Oberflächen. Ist Ihr Drucker alt oder nicht gewartet, kann er an Genauigkeit verlieren.

Wie misst man die Oberflächenbeschaffenheit beim 3D-Druck?

Um die Oberflächenbeschaffenheit eines 3D-gedruckten Teils zu messen, verwenden Sie ein sogenanntes Profilometer. Es ist ein sehr empfindliches Gerät mit einer winzigen, spitzen Tastspitze, die über die Oberfläche Ihres Drucks gleitet.

Während sie sich bewegt, folgt die Tastspitze jeder kleinen Erhebung und Vertiefung der Oberfläche. Sie zeichnet diese Form auf, und das Gerät berechnet aus diesen Daten, wie rau die Oberfläche ist – so erhalten Sie den Wert für die Oberflächenbeschaffenheit.

Am häufigsten wird diese Rauheit mit einem Wert namens Ra beschrieben. Wie bereits erwähnt, ist dieser Wert einfach die durchschnittliche Höhe aller winzigen Erhebungen und Vertiefungen, die der Taster aufgezeichnet hat.

Gängige Methoden zur Verbesserung der Oberfläche von 3D-gedruckten Teilen

Im Folgenden stellen wir Ihnen einige der besten Möglichkeiten vor, die Oberfläche Ihrer 3D-gedruckten Teile zu verbessern. Die Details finden Sie unten.

Schleifen

Schleifen ist die beliebteste und einfachste Methode. Sie reiben einfach mit Schleifpapier über Ihr Teil, um die Oberfläche glatter zu machen. Dabei werden raue Stellen, scharfe Kanten und kleine Unebenheiten abgetragen.

Es ist einfach, günstig und funktioniert gut mit den meisten 3D-gedruckten Materialien. Schleifpapier gibt es in verschiedenen Körnungen bzw. Rauheitsstufen. Beginnen Sie mit grobem Schleifpapier, um die rauen Stellen zu entfernen, und verwenden Sie dann feineres Schleifpapier, um die Oberfläche glatter zu machen.

Achten Sie jedoch darauf, nicht zu viel zu schleifen, da Sie das Teil sonst beschädigen könnten. Schleifen dauert außerdem Zeit und ist daher nicht ideal, wenn Sie viele Teile schnell fertigstellen möchten.

Die endgültige Oberfläche wirkt matt. Wenn Sie es noch glatter wünschen, können Sie es polieren oder anschließend Lack oder eine Beschichtung auftragen.

Bearbeitung/Schleifen

Auch wenn 3D-Druck und CNC-Bearbeitung wie völlig unterschiedliche Technologien erscheinen, lassen sie sich tatsächlich gut kombinieren. Sie können die Bearbeitung oder das Schleifen nutzen, um Ihr Teil nach dem Druck zu verbessern.

Das ist ideal, wenn Sie sehr glatte Oberflächen oder präzise Abmessungen benötigen. Die Bearbeitung eignet sich besonders für kleine oder schwer zugängliche Stellen wie Bohrungen oder gewölbte Bereiche.

Sie funktioniert außerdem mit den meisten 3D-gedruckten Materialien, egal ob Sie in Kunststoff oder Metall drucken.

Galvanisieren

Beim Galvanisieren, auch Elektroplattieren genannt, bringen Sie mit Hilfe von Elektrizität eine dünne Metallschicht auf Ihr 3D-gedrucktes Teil auf.

Es ist eine hervorragende Veredelungsmethode für Kunststoff- und Metallteile. Wenn Ihr Teil aus Kunststoff besteht, macht das Galvanisieren es stärker, haltbarer und hitzebeständiger.

Für die Oberflächenveredelung von Metall-3D-Drucken kann das Galvanisieren das Teil vor Rost schützen, die elektrische Leitfähigkeit verbessern und sogar das Löten erleichtern.

Galvanisieren dient nicht nur der Festigkeit, sondern lässt Ihre Teile auch besser aussehen. Sie können glänzende Metalle wie Gold, Silber oder Chrom verwenden, um Ihrem Teil ein hochwertiges, poliertes Aussehen zu verleihen.

Kugelstrahlen

Kugelstrahlen ist eine weitere gängige Methode, um Ihre 3D-gedruckten Teile zu glätten. Dabei werden winzige Kunststoff- oder Glaskugeln auf die Oberfläche Ihres Teils geschossen. Die Kugeln treffen auf die Oberfläche und helfen, raue Stellen zu ebnen.

Es ist schneller als Schleifen und erreicht kleine oder schwierige Bereiche, die Schleifpapier nicht erreicht, wie Innenecken oder Bohrungen.

Üblicherweise beginnen Sie mit niedrigem Druck, um zu sehen, wie viel Material abgetragen wird. Wenn alles gut aussieht, können Sie den Druck langsam erhöhen, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

Seien Sie jedoch vorsichtig, denn zu viel Druck kann das Teil beschädigen oder zu viel Material abtragen.

Es gibt auch andere ähnliche Techniken wie Sandstrahlen, Kugelstrahlverfestigen und Wasserstrahlen, die auf ähnliche Weise mit leichten Unterschieden funktionieren.

Chemisches Dampfpolieren / Dampfglätten

Das Dampfglätten unterscheidet sich von anderen Methoden, da es kein Material physisch abreibt oder entfernt. Stattdessen wird ein chemischer Dampf, wie FA 326, in einer geschlossenen Kammer verwendet.

Sie legen Ihre Teile in die Kammer, und der Dampf schmilzt die Oberfläche gerade so weit an, dass die winzigen Unebenheiten und Vertiefungen geglättet werden. So entsteht eine besonders glatte und glänzende Oberfläche.

Dieser Prozess beschädigt Ihr Teil nicht und eignet sich hervorragend, wenn Sie ein hochwertiges, poliertes Aussehen wünschen. Beachten Sie jedoch, dass er mehr kostet als andere Veredelungsmethoden.

Gleitschleifen

Das Gleitschleifen, auch Trommeln oder Rollen genannt, ist eine Methode, die vor allem für kleine 3D-gedruckte Teile verwendet wird. Wenn Ihre Teile etwa 200x200x200 mm oder kleiner sind, kann diese Methode gut funktionieren.

Sie legen Ihre 3D-gedruckten Teile in eine Trommelmaschine, die mit winzigen Keramikchips gefüllt ist. Wenn die Maschine vibriert, reiben die Keramikchips gegen die Teile. Dadurch werden raue Stellen entfernt und die Oberfläche wird glatter.

Diese Methode ist stärker als das Kugelstrahlen und eignet sich gut für Materialien wie MJF- oder SLS-Drucke. Sie ist eine gute Option, wenn Sie eine Vielzahl kleiner Teile auf einmal glätten möchten.

Lackieren

Lackieren ist eine der einfachsten und bekanntesten Methoden, um das Aussehen Ihres 3D-gedruckten Teils zu verbessern. Wie beim Lackieren anderer Gegenstände hilft es Ihnen, die gewünschte Farbe und Oberfläche zu erzielen – matt, glänzend oder sogar metallisch.

Vor dem Lackieren sollten Sie zunächst eine Grundierung und Spachtelmasse auftragen. Diese glätten die Oberfläche, indem sie kleine Lücken und raue Stellen auffüllen, sodass der Lack besser haftet und das Ergebnis sauberer aussieht.

Das Lackieren hilft auch auf eine weitere kleine Weise, da es die Oberfläche ein wenig versiegeln kann. Zwar handelt es sich nicht um eine vollständige wasserdichte Versiegelung, doch es kann helfen, die Porosität (winzige Löcher oder Lücken) zu verringern, die bei 3D-gedruckten Teilen ein häufiges Problem darstellt.

Färben

Wenn Sie ein 3D-gedrucktes Teil färben, dringt die Farbe tief in den Kunststoff ein. Beim Sprühlackieren hingegen bleibt die Farbe nur auf der Oberfläche.

Das Färben verleiht Ihnen kräftigere, langlebigere Farben und hilft, Probleme wie Abblättern oder Kratzer zu vermeiden, die beim Sprühlackieren auftreten können.

Da das Färben keine zusätzliche Dicke hinzufügt, verlieren Sie keine feinen Details. Das ist besonders wichtig, wenn Ihr Design komplex und detailliert ist – und genau das ist oft der Grund, warum Sie sich überhaupt für den 3D-Druck entschieden haben.

Viele Menschen färben ihre Teile gerne schwarz, weil das ein sauberes, gleichmäßiges Aussehen über die gesamte Fläche ergibt.

Welche Materialien eignen sich für den 3D-Druck mit hoher Oberflächenqualität?

Hier sind einige der Materialien, die sich am besten für hohe Oberflächenqualität im 3D-Druck eignen:

PLA (Polymilchsäure)

Wenn Sie einfache und glatte 3D-Drucke wünschen, verwenden Sie PLA. Es ist eines der am einfachsten zu druckenden Materialien und liefert Ihnen direkt aus dem Drucker eine saubere, glatte Oberfläche.

PLA verzieht sich kaum, sodass Sie sich mehr auf das Design und weniger auf Druckprobleme konzentrieren können. Es ist ideal, wenn Sie Modelle, Dekorationen oder Prototypen drucken, die gut aussehen sollen.

ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)

ABS liefert Ihnen bereits direkt nach dem Druck eine ordentliche Oberfläche, doch erst mit Aceton geglättet zeigt es sein volles Potenzial. Das verleiht ihm ein hochglänzendes, professionelles Aussehen.

Es ist robust und ideal für Teile, die widerstandsfähig sein müssen. Wenn Sie mit etwas Nachbearbeitung einverstanden sind, erzielt ABS sehr saubere Ergebnisse.

PETG (Polyethylenterephthalat-Glykol)

PETG ist eine gute Mischung aus Festigkeit und glatter Oberflächenbeschaffenheit. Es liefert Ihnen glänzende, saubere Drucke mit besserer Detailtreue als ABS. Zudem lässt es sich leicht drucken und verzieht sich kaum.

ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylat)

ASA ähnelt ABS stark, ist aber deutlich besser gegen Sonnenlicht und Witterung beständig. Sie erhalten eine ähnliche Oberflächenqualität, und mit etwas Nachbearbeitung kann es sehr gut aussehen. Wenn Sie etwas für den Außenbereich benötigen, wählen Sie ASA.

Harz (SLA/DLP-Druck)

Wenn Sie die bestmögliche Oberflächenbeschaffenheit wünschen, sollten Sie den Harzdruck ausprobieren. Dabei wird flüssiges Harz verwendet und mit Licht ausgehärtet, sodass die Schichten extrem dünn und nahezu unsichtbar sind.

Ihre Drucke wirken glatt und detailliert, selbst bei sehr kleinen Teilen. Das ist ideal für Miniaturen, Schmuck und alles, was viel Detailtreue erfordert.

Nylon

Nylon kann sich beim Druck mit SLS etwas rau anfühlen, doch beim Druck mit MJF oder nach dem Glätten kann es sehr gut aussehen.

Nylon ist robust, und mit der richtigen Nachbearbeitung erhalten Sie saubere, professionell wirkende Teile. Es ist ideal für Funktionsteile, die trotzdem gut aussehen sollen.

PC (Polycarbonat)

Polycarbonat verleiht Ihnen eine glänzende, klare Oberfläche, zeigt aber manchmal stärker die Schichtlinien, da es hohe Temperaturen benötigt.

Wenn Sie Ihren Drucker richtig einstellen, erzielen Sie dennoch ein glattes Aussehen. Es ist sehr robust und eignet sich, wenn Sie sowohl Widerstandsfähigkeit als auch eine schöne Oberfläche wünschen.

DEK 3D-Druck-Services: Hochwertiges Rapid Prototyping & individuelle Teile

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Fazit

Dieser Artikel soll Ihnen helfen, die Oberflächenveredelungen beim 3D-Druck zu verstehen, und wir hoffen, dass er Ihnen nützliche Informationen bietet. Doch dieses Thema ist umfangreich und verändert sich ständig, da der 3D-Druck sich weiterentwickelt.

Wenn Sie weitere Fragen haben, können Sie jederzeit unsere Experten kontaktieren.

Häufig gestellte Fragen

Welches 3D-Druckverfahren liefert die beste Oberflächenbeschaffenheit?

Das hängt wirklich davon ab, wofür Sie es benötigen. Jede Methode hat ihre eigenen Vor- und Nachteile und eignet sich am besten für bestimmte Produkttypen. Wenn es einfach nur gut aussehen soll, sind Lackieren oder Beschichten eine gute Wahl.

Wenn Ihr Bauteil jedoch eine bestimmte Funktion erfüllen muss, etwa Strom leiten, sollten Sie ein Material wählen, das sich galvanisch beschichten lässt.

Erzielt der 3D-Druck eine bessere Oberfläche als die CNC-Bearbeitung?

In der Regel erzielt die CNC-Bearbeitung eine glattere Oberfläche als der 3D-Druck. Mit dem richtigen Drucker und der passenden Nachbearbeitungsmethode kommen Sie jedoch recht nah an die Glätte von CNC-Bauteilen heran.