Delamination im 3D-Druck: Wenn Schichten auseinanderreißen
Delamination ist ein FDM-Druckfehler, bei dem sich einzelne Schichten eines Bauteils voneinander lösen und Risse zwischen zwei Lagen entstehen. Ursache ist eine zu schwache Verbindung der Schichten, oft zusammen mit Spannungen durch Schrumpfung. Typisch sind zu niedrige Drucktemperatur, zu starke Kühlung und Zugluft. Besonders häufig betroffen sind hohe Teile aus ASA und ABS.
Was ist Delamination?
Delamination bedeutet, dass sich die Schichten eines FDM-Teils voneinander trennen. Meist zeigt sie sich als waagrechter Riss, der an einer Kante beginnt und entlang einer Schichtlinie weiterläuft. Im Extremfall bricht das Teil zwischen zwei Lagen ganz auseinander.
Delamination ist eng mit Warping verwandt. Beide entstehen durch Spannungen, die beim Abkühlen des Kunststoffs auftreten. Beim Warping ziehen sie die Ecken vom Druckbett, bei der Delamination ziehen sie die Schichten auseinander – dort, wo die Verbindung am schwächsten ist.
Warum delaminieren 3D-Druck-Teile?
Damit zwei Schichten fest verbunden sind, muss die neue Bahn die darunterliegende kurz anschmelzen. Die Kunststoffketten verschlingen sich dann über die Grenze hinweg. Alles, was diesen Vorgang stört, schwächt die Verbindung:
- Zu niedrige Drucktemperatur: Die neue Schicht bringt zu wenig Wärme mit, um die untere anzuschmelzen.
- Zu starke Kühlung: Ein kräftiger Lüfter kühlt die Bahn ab, bevor sie sich verbinden kann. Bei ASA und ABS ist das eine Hauptursache.
- Kalte Umgebung und Zugluft: Sie vergrößern den Temperaturunterschied zwischen frischer und älterer Schicht und damit die Spannungen.
- Zu große Schichthöhe: Ist die Schichthöhe im Verhältnis zur Düse zu groß, wird die Bahn kaum angedrückt. Als Faustregel gilt eine Schichthöhe von etwa 25–75 % des Düsendurchmessers, bei einer 0,4-mm-Düse also höchstens rund 0,3 mm.
- Zu wenig Material: Bei Unterextrusion berühren sich die Schichten nur auf einer kleinen Fläche.
- Feuchtes Filament: Dampfbläschen machen die Bahnen porös. Filament trocknen hilft.
Delamination verhindern
Das Ziel: Jede Schicht soll warm genug auf die vorherige treffen und danach möglichst gleichmäßig abkühlen.
Wärmer drucken
Die Drucktemperatur in kleinen Schritten anheben. Ein Temperaturturm zeigt den Bereich mit der besten Schichthaftung.
Lüfter reduzieren
Für ASA und ABS die Bauteilkühlung stark drosseln oder nur für Überhänge zuschalten.
Einhausung nutzen
Eine Einhausung hält die Luft rund um das Teil warm und schützt vor Zugluft.
Langsamer drucken
Bei hohem Tempo wird das Filament im Hotend nicht mehr vollständig durchgewärmt. Etwas geringere Geschwindigkeit hilft, wenn das Hotend an seiner Grenze arbeitet.
Schnelltest: Drucken Sie einen schmalen, hohen Probestreifen und brechen Sie ihn von Hand quer zu den Schichten. Bricht er mit wenig Kraft glatt entlang einer Schichtlinie, ist die Schichthaftung schwach. Eine raue, faserige Bruchfläche und spürbarer Widerstand sprechen für eine gute Verbindung.
Delamination und die Schwachstelle zwischen den Schichten
Auch ohne sichtbare Risse ist die Verbindung zwischen den Schichten die schwächste Stelle eines FDM-Teils. Diese Anisotropie bedeutet: Belastet man ein Teil in Aufbaurichtung (Z-Richtung), bricht es eher als in der Ebene. Delamination ist gewissermaßen die extreme Form dieses Effekts.
Deshalb ist die Druckausrichtung so wichtig. Ein Haken, der stehend gedruckt wird, bricht unter Last leicht entlang einer Schicht ab; liegend gedruckt hält er deutlich mehr. Bei Aufträgen im FDM-Druck richten wir belastete Teile deshalb so aus, dass die Hauptlast möglichst nicht quer zu den Schichten wirkt, und wählen Temperatur und Kühlung passend zum Material. Mehr zur Ursache Schrumpfung finden Sie im Hauptartikel Warping.
Häufige Fragen zur Delamination
Warum reißt mein ABS-Druck zwischen den Schichten?
ABS schrumpft beim Abkühlen stark. Kühlt der Druck durch Lüfter, kalte Raumluft oder Zugluft zu schnell ab, entstehen Spannungen, die die Schichten auseinanderziehen. Eine höhere Drucktemperatur, ein reduzierter Lüfter und eine Einhausung verhindern diese Delamination meist zuverlässig.
Was ist der Unterschied zwischen Delamination und Warping?
Beide Fehler haben dieselbe Ursache: Spannungen durch Schrumpfung. Beim Warping lösen sich die Ecken vom Druckbett, bei der Delamination trennen sich Schichten im Teil selbst. Warping betrifft vor allem die Unterseite, Delamination eher hohe Teile.
Kann man delaminierte Teile kleben?
Kleine Risse in Sichtteilen lassen sich mit einem passenden Kleber schließen, bei ABS auch mit in Aceton gelöstem ABS. Die Festigkeit eines fehlerfrei gedruckten Teils erreicht ein geklebter Riss aber in der Regel nicht. Für belastete Teile ist ein Neudruck mit angepassten Einstellungen sicherer.
Tritt Delamination auch bei PLA auf?
Seltener, weil PLA weniger schrumpft. Bei zu niedriger Drucktemperatur, sehr großer Schichthöhe oder Unterextrusion kann aber auch PLA zwischen den Schichten brechen – meist erst unter Last statt schon im Druck.
Mehr zum Thema Warping
Ein Hauptartikel, zwei Vertiefungen: So finden Sie schnell die passende Erklärung.
Warping
Warping ist ein Verzug im FDM-Druck, bei dem sich die Ecken und Kanten eines Bauteils während des Drucks vom Druckbett lösen und nach oben biegen.
WeiterlesenDelamination
Delamination ist ein FDM-Druckfehler, bei dem sich einzelne Schichten eines Bauteils voneinander lösen und Risse zwischen zwei Lagen entstehen.
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Einhausung
Einhausung bezeichnet ein geschlossenes Gehäuse um einen 3D-Drucker oder dessen Bauraum.
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