Manchmal sind Brücken und Überhänge in einem 3D-Modell unvermeidlich, und die Enttäuschung über das Druckergebnis ist oft groß. Jeder, der sich mit 3D-Druck beschäftigt, ist schon einmal auf dieses Problem gestoßen, und nicht immer findet sich eine zufriedenstellende Lösung oder Erklärung. Oft vergehen Stunden mit Recherche, und schließlich wird das Problem mit unsauberen Oberflächen (oder eher „Unterflächen“) anderweitig umgangen.
Die maximale Länge einer freitragenden Brücke ohne Stützmaterial hängt maßgeblich vom Fließverhalten und der Extrusionsgeschwindigkeit des verwendeten Filaments ab. Je nach Material und Druckeinstellungen variiert die Fähigkeit des Filaments, sich während des Druckprozesses selbst zu tragen, erheblich. So kann es bei der Verwendung von flexiblem TPU-Filament, das eine geringere Steifigkeit aufweist, zu stärkeren Durchbiegungen kommen als bei steiferen Materialien wie PLA oder ABS. Bei einer Bohrung mit einem Durchmesser von beispielsweise 20 mm und einem „Dach“ benötigen die meisten aktuellen Slicer Stützmaterial und spezifische „Brücken-Einstellungen“. Diese Einstellungen, wie die Anpassung der Druckgeschwindigkeit, der Lüftergeschwindigkeit und der Zufuhrmenge des Filaments, sind entscheidend, um die Qualität der Brücke zu gewährleisten. Ohne diese Anpassungen können zu große Spannweiten dazu führen, dass das Material durchhängt oder sogar abreißt. Moderne Slicer-Software bietet eine Vielzahl von Optionen, um den 3D-Druckprozess zu optimieren. Beispielsweise kann die Anpassung der Brücken-Geschwindigkeit die Qualität verbessern, indem eine langsamere Extrusion eine bessere Verfestigung des Filaments ermöglicht. Ebenso können spezielle Muster für die Brückenstrukturen, wie Dreiecksmuster oder wabenartige Strukturen, die Belastbarkeit und Stabilität der gedruckten Brücke erhöhen. Darüber hinaus spielen auch die Umgebungsbedingungen eine wichtige Rolle. Die Raumtemperatur und die Luftfeuchtigkeit können das Verhalten des Filaments während des Druckprozesses beeinflussen. Ein kontrolliertes Druckumfeld kann daher dazu beitragen, bessere Druckergebnisse zu erzielen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die erfolgreiche Herstellung einer freitragenden Brücke ohne Stützmaterial eine sorgfältige Abstimmung von Materialwahl, Druckeinstellungen und Umgebungsbedingungen erfordert. Durch die richtige Kombination dieser Faktoren können beeindruckende und funktionale 3D-Drucke entstehen, die ohne zusätzliche Stützstrukturen auskommen.
