Warum hängt die Festigkeit von FDM-Teilen vom Werkzeugweg ab? Novineers neue Tests

Die Festigkeit von FDM-Teilen hängt nicht nur von Filamenttyp und Modellgeometrie ab; auch der vom Slicer erzeugte Werkzeugweg kann das Ergebnis beeinflussen. Die technische Analyse von Ali Tamijani, CEO von Novineer, die am 12. Oktober 2026 in der TCT Magazine veröffentlicht wurde, zeigt anhand von Versuchsbeispielen, wie bereits kleine Unterschiede im Druckpfad das mechanische Verhalten verändern können – selbst bei gleichem Material und gleicher Geometrie.

Gleicher Balken, unterschiedlicher Werkzeugweg

In der im Artikel gezeigten Demonstration werden zwei Balken aus demselben Material und mit demselben Drucker gefertigt. Beide haben die gleiche Geometrie und werden derselben Belastung ausgesetzt. Der Unterschied liegt im Verlauf der Linien der Innenfüllung. Tamijani berichtet, dass sich einer der Balken im Beispiel bis zu sechsmal stärker biegt als der andere. Das ist kein universeller Faktor, der für jeden Druck gilt, sondern eine Beobachtung aus dem Vergleich einer bestimmten Geometrie und eines bestimmten Werkzeugwegs. Sie zeigt jedoch deutlich, dass ein Design mehr umfasst als nur das CAD-Modell.

Deshalb sollten die Slicer-Einstellungen gemeinsam mit den funktionalen Anforderungen an das Bauteil betrachtet werden. Belastungsrichtung, Anordnung der Wände, Füllmuster und Druckausrichtung können beeinflussen, in welche Richtung sich ein Teil stärker verformt oder Lasten trägt. Ein Teil einfach durch einen höheren Füllgrad zu verstärken, ist nicht immer die effizienteste Lösung. Zunächst sollte geklärt werden, woher die Belastung kommt und an welcher Stelle das Teil am schwächsten ist.

Der Werkzeugweg kann auch die Testergebnisse beeinflussen

In einem weiteren von Novineer vorgestellten Versuch werden Nylon-12CF-Prüfkörper mit unterschiedlichen Rasterrichtungen unter Scherbelastung verglichen. Dem Artikel zufolge waren Prüfkörper mit einem diagonalen Werkzeugweg von etwa 45 Grad in der untersuchten Versuchsanordnung 3,5-mal steifer als Prüfkörper mit geradem Raster. Dieser Befund stammt aus einem Test mit einem bestimmten Material und einer bestimmten Prüfkörpergeometrie und sollte nicht direkt auf andere Materialien oder reale Bauteile übertragen werden.

Ein weiterer Versuch zeigt, dass eine einzelne zusätzliche Außenkonturlinie entlang der Kante die Festigkeit der untersuchten Prüfkörper um 60 Prozent erhöhte. Den Forschenden zufolge kann die Kontur Unregelmäßigkeiten reduzieren, die durch die Filamentenden an der Außenkante entstehen, und eine durchgehende Linie bilden. Das legt nahe, dass ein kleiner Unterschied bei den Slicer-Einstellungen unter bestimmten Bedingungen einen spürbaren Effekt haben kann. Der Wert von 60 Prozent ist keine allgemeingültige Konstruktionsgarantie und muss im Zusammenhang mit der Ausrichtung und den Bedingungen des Tests betrachtet werden.

Praktische Bedeutung für die Bauteilkonstruktion

• Bestimmen Sie die Belastungsrichtung: Klären Sie, aus welcher Richtung Kräfte während der Nutzung auf das Bauteil wirken. Berücksichtigen Sie dabei die Druckausrichtung und die Lage der Schichten.
• Vernachlässigen Sie die Außenwände nicht: Die Anzahl der Perimeter und der Konturweg können sich besonders an Kanten und Verbindungsstellen auswirken.
• Prüfen Sie das Ergebnis am Prototyp: Verlassen Sie sich bei einem kritischen Bauteil nicht auf eine einzelne Einstellung. Drucken und vergleichen Sie Prüfkörper, die passend zur tatsächlichen Belastungsrichtung ausgerichtet sind.
• Dokumentieren Sie die Testbedingungen: Notieren Sie Filament, Ausrichtung und Slicer-Einstellungen. So lassen sich spätere Drucke fair vergleichen.

Dieser Ansatz ist besonders wichtig bei belasteten FDM-Teilen wie Clips, Befestigungslaschen, Halterungen und Gehäusen. Wie sich die Schichtausrichtung bereits bei der Konstruktion auswirkt, erfahren Sie auch in unserem Leitfaden zu Druckausrichtung und Bauteilfestigkeit. Die passenden FDM-Druckmaterialien sollten Sie zusammen mit den Anforderungen an das Bauteil auswählen.

Nicht nur das Material, sondern auch der Fertigungsweg ist eine Konstruktionsgrundlage

Die von Novineer vorgestellten Tests unterstreichen, dass Slicer-Einstellungen keine nebensächliche Entscheidung sind, die unabhängig vom Material erst im Nachhinein getroffen wird. Die Forschungsergebnisse sollten jedoch nicht als unmittelbare Festigkeitsgarantie verstanden werden: Ändern sich Bauteilgeometrie, Drucker, Material, Ausrichtung oder Prüfverfahren, können sich auch die Ergebnisse ändern. Am sichersten ist es, ein funktionales Bauteil vor der Produktion mit einem Prototyp und geeigneten Tests zu überprüfen.

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