Welche Aussagen für technische Bauteile und Anforderungen können aus Benchy und anderen Benchmarks gewonnen werden und welche nicht? Für Ansichtsmodelle oder für technische Funktionsteile?
Beispiele von Benchmarks aus dem Desktop-Bereich
Auf Download-Portalen finden sich einige sogenannte Benchmark-Teile, hier einige Beispiele.
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Benchy ist wohl das bekannteste Testteil der 3D-Druck-Szene. Er ist 30x60x48mm klein und hat entsprechend filigrane Details. Zur Maßhaltigkeit bietet der Benchy eher weniger Benchmarkdaten. Es sollen also feine Strukturen, Überhänge, Retracts und turmartige Spitzen getestet werden. Unsere Benchys wurden aus Metallfilament gedruckt und sind gesintert. |
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Source: trevormbell via Thingiverse |
Mit Benchmarkteilen wie diesem soll sowohl die gute Kalibrierung als auch die Grenzen des Druckers ausgelotet werden. Hier sind einzelne Elemente wie Überhänge, Brücken, dünne Pfeiler, Schriftzüge und Maße zu prüfen. |
Wovon hängt das Ergebnis ab und welche Aussagekraft ergibt sich daraus
Diese Benchmarktests sind vor allem im Desktop und vielleicht noch mehr im Druckereigenbau ein beliebtes Messmittel der Fähigkeiten eines Druckers und die Überprüfung einer guten Kalibrierung. Sie stellen jedoch auch an die CAM-Kenntnisse und den Kunststoff einige Anforderung. Nicht zuletzt sollte man die passende Düse verwenden und das Filament gut trocknen.
Da die verschiedenen Bereiche des zweiten Benchmarks ganz unterschiedliche Anforderungen an die CAM-Parameter stellen, bietet es sich an, diese Bereiche auch in eigenen CAM-Prozessen zu parametrieren. So werden Brücken mit ganz anderen Parametern gedruckt als dünne Türme, Überhänge profitieren von CAM-Parametern, die in filigranen Details eher schaden.
Daher schon eine erste Aussage die aus diesen Testdrucken zu ziehen ist:
die Güte des Benchmarks zeigt auf jeden Fall viel über die CAM-Erfahrung und Kenntnis des Anwenders viel aus (vorausgesetzt die Druckerhardware passt einigermaßen und das Filament ist geeignet und besitzt eine gute Qualität).
Die Einflüsse der Druckerhardware sind da schon limitierter:
- Ausrichtung der Achsen,
- Maßhaltigkeit (aber auch hier vorausgesetzt, der Anwender kann seinen Multiplikationsfaktor korrekt justieren),
- Gleichmäßigkeit der Extrusion,
- Funktion der Druckkühlung
Einflußfaktoren des Filaments (wenn die Drucktemperatur ebenfalls gut justiert wurde):
- Brückenfähigkeit gut
- Oozing gering
- Gleichmäßigkeit
- wenig Feuchtigkeit
Dann gibt es einige Punkte am Benchmark, die tatsächlich nur für einen Single-Drucker notwendig sind und im technischen Umfeld wenig Sinn machen:
- Überhänge werden bei Mehrmaterial-Druckern durch Stützmaterial sehr viel einfacher und qualitativ besser
- Brücken sind meist in den unteren "freitragenden" Schichten sehr instabil und die Festigkeit ist eher schlecht. Auch hier hilft gutes Stützmaterial deutlich mehr
- sehr starke Kühlung hilft zwar für dünne Pfeiler und für Überhänge, sie reduziert jedoch auch die Lagenverschweißung und damit die Festigkeit deutlich
Aussehen oder Inhalt - warum wenig technische Aussage daraus gewonnen werden kann
Mehrere Punkte an den Benchmarkteilen sind kontraproduktiv für die Aspekte der Festigkeit und der sinnvollen Produktion mit der additiven Fertigung.
So reduziert Kühlung immer auch die Festigkeit, je filigraner und dünnwandiger die Teile sind umso mehr gewinnt die Lagenverschweißung an Wichtigkeit.
Überhänge schweben frei, die nächsten Lagen erhalten keinen Anpressdruck, die Lagenverschweißung verliert.
Zu feine Details sprengen das empfohlene Düsen-/Extrusionsbreiten Verhältnis von 1,2 bis 1,8 und führen zu so dünnen "Fäden" dass ebenfalls keine Festigkeit mehr erreichbar ist.
Fazit
Wer gern Ansichtsmodelle mit filigranen Details und ohne Stützmaterial herstellen möchte, ist mit diesen Benchmarks gut beraten. Es empfiehlt sich dann tatsächlich, jeden Teilbereich einzeln fein zu parametrieren und ein gut getrocknetes, fein kalibriertes Filament einzusetzen. Empfohlen sei dann noch die kleinstmögliche Düsengröße für die feinen Details und Türme.
Wenn es um technische Anwendung geht, dann ist die Aussagekraft eher begrenzt. Dort gewinnen dann gute Stützstrukturen, gute Festigkeit und Lagenverschweißung, Maßhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit.
