C wie Cooling (Kühlung im 3D-Druck)
Die Kühlung im 3D-Druck ist einer der wichtigsten Faktoren für die Druckqualität und die Stabilität eines Bauteils. Cooling bezeichnet die gezielte Steuerung von Lüftern, die entweder das Bauteil direkt kühlen oder den Druckkopf stabilisieren. Eine korrekte Kühlung sorgt dafür, dass frisch extrudiertes Filament schnell aushärtet, scharfe Details entstehen und Schicht für Schicht präzise übereinander liegt. Fehler wie Stringing, unsaubere Überhänge, Risse oder Warping lassen sich durch optimal eingestellte Kühlung vermeiden.
Im FDM-3D-Druck unterscheidet man zwischen der Bauteilkühlung, die auf das frisch gedruckte Material gerichtet ist, und der Hotend-Kühlung, die den Heatbreak schützt und verhindert, dass Filament im Extruder zu früh aufweicht. Beide Arten von Kühlung spielen eine zentrale Rolle und müssen auf das verwendete Material abgestimmt werden.
Da jedes Filament unterschiedlich auf Kühlung reagiert, ist es entscheidend, die Lüftereinstellungen im Slicer individuell anzupassen. Die bei Material4Print erhältlichen Filamente zeigen sehr unterschiedliche Eigenschaften:
PLA benötigt eine intensive Kühlung, da das Material schnell und sauber aushärten muss, um präzise Kanten und glatte Oberflächen zu erzeugen. Tough PLA reagiert ähnlich, ist jedoch zäher und profitiert von einer starken, aber gleichmäßigen Kühlung, damit die erhöhte Schlagfestigkeit mit sauberen Druckergebnissen kombiniert wird. PLA ESD muss ebenfalls ausreichend gekühlt werden, jedoch sollte die Lüfterleistung etwas moderater eingestellt sein, um die speziellen ESD-Eigenschaften und die Leitfähigkeit nicht zu beeinträchtigen.
PETG ist deutlich empfindlicher gegenüber zu starker Kühlung. Wird zu viel Luftstrom eingesetzt, entstehen leicht Sprödigkeit, Risse oder unregelmäßige Schichthaftung. Eine mittlere Kühlung sorgt hier für optimale Ergebnisse. Bei PETG ESD gilt dasselbe, allerdings sollte die Kühlung noch vorsichtiger eingesetzt werden, um die besonderen antistatischen Eigenschaften des Materials nicht zu beeinflussen.
ABS benötigt eine möglichst gleichmäßige Temperaturführung. Starke Kühlung führt hier fast immer zu Rissen und Warping, weshalb man mit minimaler oder gar keiner Bauteilkühlung arbeiten sollte. ABS ESD verhält sich ähnlich, mit dem zusätzlichen Fokus auf gleichmäßige Druckbedingungen, um die elektrischen Eigenschaften stabil zu halten.
ASA ist ebenfalls ein Material, das empfindlich auf Kühlung reagiert. Gerade bei größeren Bauteilen sollte die Lüfterleistung möglichst gering gehalten werden, um ein Aufplatzen oder Schrumpfen der Schichten zu vermeiden. ASA ESD verstärkt diesen Anspruch zusätzlich, da auch hier gleichmäßige Drucktemperaturen für die antistatischen Eigenschaften entscheidend sind.
TPU als flexibles Filament reagiert sehr empfindlich auf Luftstrom. Eine zu starke Kühlung kann zu ungleichmäßigem Fluss und schlechter Layerhaftung führen. Am besten funktioniert TPU mit geringer oder moderater Kühlung, angepasst an die Geometrie des Bauteils.
PATH ist ein spezielles Hochleistungspolymer, das nur wenig Kühlung verträgt. Dieses Material benötigt eine kontrollierte Druckumgebung, damit die hohe chemische Beständigkeit und Temperaturfestigkeit voll zur Geltung kommt. Ähnliches gilt für PMMA, das bei falscher Kühlung zum Reißen neigt und daher möglichst gleichmäßig, aber vorsichtig verarbeitet werden sollte.
ABS PC als besonders robustes und temperaturbeständiges Material wird fast ohne Kühlung gedruckt. Nur so lassen sich die hohen mechanischen Eigenschaften und die ausgezeichnete Schlagfestigkeit erreichen, ohne dass es zu Spannungen im Bauteil kommt.
Zusammengefasst gilt: PLA-basierte Filamente profitieren stark von intensiver Kühlung, PETG benötigt einen Mittelweg, TPU verträgt nur vorsichtige Luftströme und Hochleistungsmaterialien wie ASA, ABS, PMMA oder PC sollten fast ohne Kühlung verarbeitet werden. Wer die Lüftereinstellungen pro Filament anpasst, erreicht eine deutlich höhere Druckqualität, vermeidet Druckfehler und spart viel Nacharbeit.
Cooling im 3D-Druck ist damit einer der größten Hebel für saubere und stabile Druckergebnisse. Die richtige Balance hängt immer vom verwendeten Material ab. Der wichtigste Merksatz lautet: Richtige Kühlung bringt Präzision, falsche Kühlung bringt Probleme.
