Ein kundenspezifisches TPU-Projekt: Knickschutz für Drahtseile
Vor kurzem kam die Hamburger Drahtseilerei mit einer älteren Projektidee erneut auf mich zu.
Der Endkunde benötigte einen maßgeschneiderten Knickschutz aus TPU 95A (Gelb) – exakt passend für gängige Presshülsen und gleichzeitig zuverlässig im FDM/FFF-3D-Druck herstellbar.
Flexible Materialien wie TPU bieten im Maschinenbau viele Vorteile, stellen aber besondere Anforderungen an Konstruktion, Druckstrategie und Geometrieaufbau. Genau hier lag die Herausforderung.
Die ursprüngliche Konstruktion war nicht 3D-Druck-optimiert
Die erste Version war klassisch konstruiert – also aus Sicht der Spritzguss Fertigung problemlos machbar.
Im 3D-Druck gelten jedoch andere Regeln, besonders bei flexiblen Materialien:
- innenliegende Geometrien
- steile oder „hängende“ Überhänge
- enge Radien
- 90-Grad-Innenwinkel
- unruhige Materialflüsse
Diese Punkte haben enorme Auswirkungen auf:
- Druckqualität
- Sauberkeit der Innenkonturen
- Oberflächengüte
- Prozesssicherheit
- Wiederholbarkeit in der Serie
Gerade 90°-Innenwinkel sind beim TPU-Druck eine typische Problemzone:
An den Stellen muss eine Stützstruktur eingefügt werden. In dem Fall des Knickschutzes musste die 90°-winkelige Fläche im Inneren abgestützt werden. Leider bekam man die Stützstruktur nicht wieder aus dem Knickschutz heraus.
Die Lösung: Kleine konstruktive Änderung – große Wirkung
Ich habe dem Kunden empfohlen, die kritischen Innenwinkel zu überarbeiten.
Die wichtigste Änderung:
Der 90°-Innenwinkel wurden auf 45° angepasst
- stützfreier Druck möglich
- gleichmäßiger, sauberer Materialfluss
- deutlich stabilerer Druckprozess
- kein Stringing und Verzug
- reproduzierbare Qualität in der Serie
- er ideal ohne Stützen gedruckt werden kann
- TPU gleichmäßiger extrudiert
- der Knickschutz perfekt auf standardisierte Presshülsen passt
- die Serienproduktion wirtschaftlich bleibt
- alle Geometrien DfAM-tauglich (Design for Additive Manufacturing) sind
Warum TPU 95A besondere Konstruktionsregeln braucht
- Überhänge
- plötzliche Richtungswechsel
- zu kleine Radien
- abrupte Innenkanten
- ungleichmäßige Wandstärken
Deshalb gelten beim TPU-3D-Druck klare DfAM-Grundregeln:
- Innenwinkel ≥ 45°
- runde Übergänge statt harter Kanten
- konstante Wandstärken
- fließende Belastungszonen
- Support vermeiden, wo immer möglich
- Ein kontinuierlicher Druckprozess ohne absetzen
TPU 3D-Druck funktioniert am besten, wenn man konstruktiv mitdenkt
Dieses Projekt zeigt sehr deutlich, wie stark konstruktive Feinheiten den 3D-Druck beeinflussen – insbesondere bei flexiblen Materialien wie TPU 95A.
Schon eine kleine Anpassung wie der Wechsel von 90° zu 45° kann entscheiden zwischen:
„druckt, aber nicht schön“
und
„prozesssicher skalierbar, sauber und wirtschaftlich“
Wer TPU-Bauteile entwickeln möchte, sollte immer sowohl funktional als auch fertigungsgerecht denken.
FAQ – Häufige Fragen zum TPU-3D-Druck
Warum sind 90°-Innenkanten beim TPU-3D-Druck problematisch?
Weil TPU flexibel ist. Scharfe Innenwinkel verursachen instabile Schichten und unsaubere Kanten. 45°-Geometrien verbessern die Druckqualität deutlich.
Kann man TPU ohne Support drucken?
Ja – idealerweise konstruiert man Bauteile so, dass Support komplett entfällt. Dadurch wird der Druck sauberer, schneller und reproduzierbarer.
Welche Shore-Härte eignet sich für Knickschutz oder flexible Bauteile?
TPU 95A ist ein guter Kompromiss zwischen Flexibilität und Robustheit – perfekt für Maschinenteile, Schutzkomponenten und Funktionsbauteile.
Wie konstruiert man TPU-taugliche Bauteile?
Mit fließenden Radien, gleichmäßigen Wandstärken und möglichst stützfreien Geometrien. Design for Additive Manufacturing (DfAM) ist hier entscheidend.
Sie benötigen TPU-Bauteile oder flexible Komponenten im 3D-Druck?
Ich berate Sie gerne zur optimalen Konstruktion, Materialwahl und wirtschaftlichen Fertigung – vom Prototyp bis zur Serie.
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