Warum es zum Ghosting im 3D-Druck kommt und wie es sich vermeiden lässt

Dass der 3D-Druck nicht immer problemlos funktioniert, sollte wohl jedem Anwender klar sein. Neben dem Stringing, bei dem sich ungewollte dünne Fäden aus Filamente zwischen nicht-gedruckte Bereiche spannen, ist ein eine weitere Herausforderungen das sogenannte Ghosting. Möglicherweise haben Sie bereits von diesem 3D-Druckphänomen unter einem anderen Namen wie beispielsweise Ringing, Echoing oder auch Rippling gehört – sie alle beziehen sich aber auf das selbe Problem im 3D-Druck. Auch wenn Sie im ersten Moment vielleicht an Geister denken mögen, können wir Ihnen versichern, dass Sie damit gar nicht so falsch liegen! Die Bezeichnung Ghosting in diesem Fall ist nämlich sehr zutreffend hierfür, da sich die 3D-gedruckten Strukturen oder auch Linien in einer abgeschwächten Art und Weise auf dem Teil wiederholen. Das bedeutet anschaulicher erklärt, dass wenn Sie beispielsweise ein rundes Logo drucken, weitere ungewollte Abdrücke des Logos sich nach dem eigentlich Druck auf Ihrem 3D-gedruckten Teil wiederfinden. Visuell dargestellt können Sie aber auch an folgendes Szenario denken: Sie werfen einen Stein in das Wasser, welches anschließend Wellen schlägt, die immer schwacher und weiter abseits des Aufschlags von Stein und Wasser auftauchen – so ist es auch mit dem Ghosting im 3D-Druck, welches demnach sehr subtil auftritt.

Diese sich auf der gedruckten Oberfläche befindenden Duplikate von vorherigen Funktionen werden allerdings dann erst wirklich ersichtlich, wenn sie in einem gewissen Winkel von Licht getroffen werden. Befürchten müssen Sie dieses Aufkommen unter Verwendung von Filamenten. Zwar wirkt sich dieses Druckproblem nicht immer zwingend auf das gesamte Teil aus, allerdings kann ein solches wellenförmiges beziehungsweise durch Druckvibrationen gestörtes Muster ein ganzes 3D-gedruckte Teil zu Nichte machen. Wie zuvor angesprochen entstehen Ghosting-Effekte auf Grund der Druckvibration, die allerdings verschiedene Auslöser haben kann. Wir werden im nun Folgenden über diese Faktoren gehen und erklären, welche Einstellungen Sie treffen müssen, um diese bei zukünftigen Drucken zu vermeiden.

Durch den Ghosting-Effekt können ganze 3D-gedruckte Bauteile vernichtet werden (Bild: Tech2C)

Wann tritt Ghosting auf und was lässt sich dagegen unternehmen?

Wenn es um Ghosting beim 3D-Druck geht, wird den meisten als eine der Hauptursachen mit Sicherheit eine zu hohe Druckgeschwindigkeit einfallen – und das zurecht! Zwar profitieren Anwender von einer höheren Druckgeschwindigkeit, da es die Gesamtdruckzeit verkürzt, allerdings steigen somit auch die Chancen eines erhöhten Trägheitsmoments, der für die Größe des Widerstands und somit für das Ghosting verantwortlich ist. Schreitet der Druckkopf mit einer zu hohen Geschwindigkeit voran, so benötigt dieser mehr Kraft um zum Stillstand zu kommen, sodass er in weiterer Folge die Richtung ändern kann, um mit dem Druck fortzufahren. Wenn Sie mit geläufigen Filamenten wie zum Beispiel PLA oder ABS arbeiten, dann liegt die Druckgeschwindigkeit im Durchschnitt bei 50 bis 60 mm/s, wird dies allerdings drastisch überschritten, so erhöht sich die Gefahr des Ghoostings. Allerdings sollten Sie neben der Druckgeschwindigkeit ebenfalls auf die Laufgeschwindigkeit, also jene Momente, in denen kein Material die Düse verlässt, achten, da auch diese die Geister-ähnlichen 3D-Druckerscheinungen beeinflussen können.

Auch wenn es um die Parameter zur Beschleunigung und zum Ruck während des Drucks kommt, kann es Auswirkungen auf das Ghosting haben. Wir wissen, dass sich der Druckkopf nie ununterbrochen bewegt, sondern Pausen einlegt und wieder Fahrt aufnimmt, so etwa, wenn er Ecken oder Rundungen druckt. Es ist wichtig, dass Sie die Einstellungen so adaptieren, dass der Druckkopf keine unangenehmen Starts und Stopps einlegen muss, weder beim Abbremsen, noch bei der anschließenden Beschleunigung, denn dies kann zu ungewollten Vibrationen der gesamten Hardware und schließlich zum Ghosting während des 3D-Drucks führen. Manche 3D-Drucker geben Ihnen zusätzlich noch die Möglichkeit, die Ruckkontrolle zu aktivieren, also die Geschwindigkeitsänderung, die der Druckkopf beim Beschleunigungen aufnimmt. Achten Sie daher darauf, dass diese beiden Werte zwischen bei Bedarf minimiert werden.

Dieser Hinweis zur Vermeidung von Ghosting während dem 3D-Druck mag für Sie wohl wenig überraschend sein, allerdings ist es wichtig, dies noch einmal zu betonen: die Sicherstellung, dass Ihr 3D-Drucker wirklich stabil steht. Zwar haben wir bereits darauf hingewiesen, dass die Ghosting-verursachenden Vibrationen aus dem Druckkopf entspringen, allerdings können diese noch einmal zusätzlich von einem unstabilen 3D-Drucker verstärkt werden. Stellen Sie also sicher, dass sich Ihr 3D-Drucker auf einer flachen und robusten Oberfläche befindet und nicht auf einem wackligen Tisch zum Beispiel. Sie können ebenfalls den Einsatz eines Antivibrationspads in Betracht ziehen, denn diese Pads fangen Vibrationen gezielt ab und reduzieren somit das Ghosting.

Die Wichtigkeit eines stabilen 3D-Druckers

Wenn wir schon von mangelnder Stabilität im Bezug auf Ghosting beim 3D-Druck sprechen, dann ist es wichtig ebenfalls anzumerken, dass dies auch auf Grund loser Riemen geschehen kann. Zwar können sowohl zu straff gezogene wie auch zu lose Riemen Probleme beim Druck verursachen, wenn es um das Ghosting geht, wird es in diesem Fall aber in der Regel an der Lockerheit liegt, sodass es zu Vibrationen führt. Als Zusatz können Sie das Hinzufügen von Klammern in Betracht ziehen, welche Sie am Rahmen Ihres 3D-Druckers anbringen, um somit die Steifigkeit zu maximieren.

Um zusätzlich nicht auf die Gefahr von Ghosting zu laufen, empfiehlt es sich zum das Gewicht des Druckkopfs zu untersuchen, denn dies hat einen direkten Einfluss auf die Vibration, zumal bei einem höheren Gewicht auch höhere Kräfte bei Richtungswechseln erzeugt werden. Konkret heißt das, dass je schwerer der Extruder ist, umso mehr Gewicht an Hardware befindet sich auf dem fahrbaren Gestell und erhöht nachgleitende Vibrationen, wenn der Extruder abstoppt. Allerdings ist es möglich, dass das Gewicht in einigen Fällen minimiert werden kann und zwar durch die Montage anderer Hardware. Bedenken Sie aber, dass diese Lösung nur in wirklich drastischen Fällen in Frage kommen sollte!

Anhand der Anzahl an möglichen Faktoren, die beim 3D-Druck zum Ghosting führen können, sehen wir gleichzeitig aber auch eine ganze Bandbreite an Möglichkeiten, diese umgehend zu beheben. Es ist kein Geheimnis, dass der Ghosting-Effekt ein weit verbreitetes Problem ist, wenn es um den Druck mit der FDM-Technologie geht und sollte trotz seiner Verbreitung mit Vorsicht behoben werden.

Haben Sie bei Ihrem 3D-Druck schon einmal einen Fall von Ghosting erlebt? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook, Twitter,  LinkedIN oder Xing mit. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der Additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter.

*Titelbildnachweis: Prusa3D Forum