3D-Druck-Toleranztest erstellen
Ein Toleranztest beantwortet eine Frage: Wie viel Zugabe braucht dein Druckprozess, damit ein zylindrischer Stift in ein rundes Loch passt? Erstelle einen Stift und eine beschriftete Lochreihe als STL. Die Standardwerte sind ein Stift mit 10,0 mm Durchmesser und sechs Löcher von 10,0 bis 10,5 mm. Das gemessene Ergebnis gilt für diese Paarung und diesen Druckprozess.
Passung mit einem eigenen Test prüfen
Zahlreiche Anleitungen nennen einen festen Zugabewert für alle Drucker. Ein solcher Wert kann bei dir zu eng oder zu weit sein, weil Düsendurchmesser, Schichthöhe, Flussrate, Kühlung, Material und die Ausrichtung des Lochs zusammenwirken. Ein eigener Test ersetzt diese Schätzung durch eine Messung an deiner Maschine und deinem Prozess.
Der Test prüft dabei nicht den ganzen Drucker. Er prüft genau eine Paarung: einen zylindrischen Stift in einem runden Loch, beide im selben Druck und in derselben Ausrichtung. Für Außenmaße, Wandstärken, Gewinde oder bewegliche Gelenke gilt das Ergebnis nicht ohne Weiteres. Wer allgemein verstehen will, welche Aufgaben im Werkzeugkasten stecken, findet sie in der Übersicht der Generatoren.
Zugabe und Spalt verstehen
Der Test verwendet einen Stift mit 10,0 mm Durchmesser und ein Loch mit 10,3 mm. Die Differenz der beiden Durchmesser beträgt 0,3 mm. Diese 0,3 mm heißen diametrale Zugabe, weil sie sich auf den vollen Durchmesser beziehen.
Weil der Spalt um den mittig eingesteckten Stift an zwei gegenüberliegenden Stellen gleichzeitig entsteht, verteilt sich die Zugabe auf beide Seiten. Der radiale Spalt ist deshalb die Hälfte der diametralen Zugabe und beträgt in diesem Beispiel 0,15 mm. Wer 0,3 mm als einseitigen Spalt liest, plant doppelt so viel Luft ein wie vorgesehen.
Radialer Spalt und Bewegungsfreiheit des Stifts sind zwei verschiedene Größen, die hier denselben Zahlenwert haben. Der radiale Spalt ist ein Abstand zwischen zwei Flächen. Die 0,15 mm sind außerdem der seitliche Versatz, den die Stiftachse bis zum Anschlag hat. Stößt er an, liegt er einseitig an: Auf dieser Seite sind es 0,00 mm, auf der gegenüberliegenden die vollen 0,30 mm.
Diese Zahlen sind gerechnete Sollgeometrie des Modells. Sie sind kein Messergebnis an einem gedruckten Teil. Sobald die Reihe gedruckt ist, entscheidet dein gemessenes Ergebnis, welcher Wert zu deinem Prozess passt.
Eine kontrollierte Reihe erstellen
Ein einzelnes Loch beantwortet die Frage nicht, weil du nur passend oder nicht passend siehst. Mit den Standardwerten Start 0,00 mm, Schrittweite 0,10 mm und sechs Löchern endet die Reihe bei 0,50 mm Zugabe. Daraus entstehen Lochdurchmesser von 10,0 bis 10,5 mm in 0,1-mm-Schritten.
Das erste Loch hat keine Zugabe. Es ist kein Fehler in der Reihe, sondern der bewusste Vergleichsfall: Wenn es klemmt, ist das ein gültiges Ergebnis und zeigt, wo dein Prozess ohne Spiel liegt. Erweist sich die Reihe als zu grob, lässt sich dieselbe Reihe mit kleinerer Schrittweite erneut drucken.
Kontrolliere vor dem Export Stiftdurchmesser, Startwert, Schrittweite und Anzahl der Löcher. Die eingestellten Werte sind Nennmaße und nicht die später gedruckten Maße. Der Fit-Test-Generator exportiert Stift, beschriftete Platte und ein Protokoll mit den Nennwerten; Messfelder und Passungsergebnis bleiben leer.
Messen und dokumentieren
Miss nach dem Druck Stift und Löcher mit einem geeigneten Messmittel und dokumentiere dessen Genauigkeit. Ein Messschieber zeigt nicht jede kleine Abweichung eines gedruckten Lochs zuverlässig. Erst der Vergleich der gedruckten Durchmesser und der beobachteten Passung erklärt, warum eine Paarung klemmt oder Spiel hat.
Das herunterladbare Protokoll enthält eine Zeile je Loch. Es hält Rezeptversion, Drucker, Material, Düse, Schichthöhe, Ausrichtung, Slicerkorrektur und Nennmaße fest. Trage die beiden gemessenen Durchmesser, das Ergebnis der Paarung und eine Notiz selbst ein. Die Datei enthält absichtlich keine erfundenen Druckergebnisse.
Du kannst außerdem die leere Messvorlage oder das druckbare Arbeitsblatt verwenden. Beide haben dieselben 13 Felder wie das Generatorprotokoll.
Arbeite mit einer Änderung pro Versuch. Wenn du gleichzeitig Material und Schichtdicke wechselst, weißt du anschließend nicht, welcher der beiden Werte das Ergebnis verursacht hat.
Werte gezielt übertragen
Der ermittelte Wert gilt für die geprüfte Paarung, nicht für jedes Maß am Bauteil. Ein Boxdeckel, der über eine Wand greift, ein Loch für eine Schraube und ein Gewinde sind drei unterschiedliche Passungsaufgaben mit unterschiedlichen Wirkflächen und Toleranzen. Übertrage den Wert deshalb nur auf eine Passung mit gleicher Geometrie und gleicher Ausrichtung, gedruckt mit demselben Prozess.
Für ein Gewinde ist dieser Test kein Ersatz. Ein glattes Stift-Loch-Paar sagt nichts über Flankenwinkel, Steigung und Eingriffstiefe eines Gewindes aus. Wie du dort vorgehst, beschreibt der Guide Gewinde 3D-drucken. Und weil Material, Düsendurchmesser, Schichthöhe und Ausrichtung das Ergebnis mitbestimmen, gibt es hier bewusst keinen universellen Zugabewert: Dein gemessener Wert gilt für deinen Prozess.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen diametraler Zugabe und radialem Spalt?
Die diametrale Zugabe ist die Differenz der beiden Durchmesser, im Beispiel 0,3 mm. Der radiale Spalt gilt für eine einzelne Seite und ist halb so groß, also 0,15 mm. Beide Zahlen beschreiben dieselbe Paarung.
Warum kann das Loch ohne Zugabe klemmen?
Bei 0,00 mm Zugabe sind Stift und Loch im Modell gleich groß. Ein gedrucktes Loch kann durch Schrumpfung, Naht und Bahnbreite enger ausfallen als gezeichnet, ein gedruckter Stift dicker. Der Vergleichsfall zeigt dir genau diese Abweichung deines eigenen Prozesses.
Muss ich nur das Loch messen?
Nein. Miss nach dem Druck beide Durchmesser. Der Lochdurchmesser sagt dir, welche Stufe passt, der Stiftdurchmesser zeigt dir, wie weit dein gedrucktes Teil vom Nenndurchmesser abweicht. Erst der Vergleich beider Werte erklärt, warum eine Paarung klemmt oder Spiel hat.
Kann ich den Wert auf ein anderes Material übertragen?
Nur eingeschränkt. Material, Düsendurchmesser, Schichthöhe, Kühlung und die Ausrichtung des Lochs beeinflussen das Druckmaß. Ein Wert aus PLA mit einer Düse ist keine Zusage für PETG mit einer anderen Düse. Prüfe mit dem Werkstoff und den Einstellungen, die dein Bauteil später verwendet.