Schicht-Werk · Werkstattwerkzeug

SCHNITTWAAGE

Sechs Rechenblätter zum Fehlerhaushalt der Schichtauslegung. Jedes nennt am Ende den Term, der die Formtreue an dieser Stelle tatsächlich begrenzt — und das ist meist nicht der, an dem gedreht wird.

Das Problem

Wer eine Rundung facettiert sieht, verfeinert die Sehnentoleranz im CAD. Wer eine Bohrung zu klein findet, erhöht den Durchmesser im Modell. Beides ist naheliegend — und in den meisten Fällen wirkungslos, weil der begrenzende Fehler woanders sitzt.

Die Formtreue eines gedruckten Teils entsteht aus sechs Fehlerquellen, die sich vorzeichenbehaftet addieren: Sehnentoleranz, Stufenhöhe, Bahnbreite, Quantisierung, Flussmodell, Schwindung. An jeder einzelnen Stelle dominiert genau eine davon. An welcher, lässt sich ausrechnen — es wird nur selten getan.

Ein Beispiel aus dem zugrunde liegenden Werk: bei einer Schichthöhe von 0,20 mm und einer Flächenneigung von 45° liegt die Stufenhöhe bei 0,141 mm. Die übliche Sehnentoleranz von 0,010 mm ist damit um den Faktor 14 feiner als der Term, der tatsächlich begrenzt. Jede weitere Verfeinerung dort kostet Rechenzeit und Dateigröße und ändert am Ergebnis nichts.

Was das Werkzeug tut

Es rechnet den Haushalt und benennt den begrenzenden Term — in einem Satz, zu jeder Eingabe. Keine Maßvorhersage, keine Maschinenkalibrierung, keine Simulation. Eine Auskunft darüber, an welchem Parameter zu drehen etwas bringt und an welchem nicht.

Blattbeantwortet
01Welcher der Fehlerterme dominiert bei dieser Flächenneigung?
02Warum ist die Bohrung zu klein, obwohl das Außenmaß passt?
03Wie viel Feinheit lässt sich sparen, ohne Genauigkeit zu verlieren?
04Ab welcher Geschwindigkeit verliert dieses Merkmal seine Form?
05Bleibt die Raupe über den adaptiven Bereich tragfähig?
06Wie stark verzerrt eine Band-, Kegel- oder Dornmaschine die Geometrie?

Ein Ergebnis, das überrascht

Bei kleinen Merkmalen begrenzt nicht der Volumenstrom und nicht die Kühlung, sondern die Befehlsrate der Steuerung. Auf einer 8-Bit-Steuerung liegt die zulässige Geschwindigkeit an einer Verrundung von 1 mm Radius bei rund 71 mm/s. Wer schneller fährt, verliert Form — nicht wegen des Materials, sondern weil die Bewegungssegmente länger werden müssen, damit der Puffer nicht leerläuft.

Das erklärt, warum die Umstellung auf hostgestützte Bewegungsplanung an kleinen Merkmalen sichtbar mehr bringt als an großen. Und es ist nachrechenbar: ε ≥ v² / (8·R·R_max²) ist eine untere Schranke für den erreichbaren Formfehler, die weder durch feineres Tessellieren noch durch feinere Bogensegmente unterschritten werden kann.

Das Prinzip

Die Sehnentoleranz wird beim Export aus dem CAD festgelegt — bevor Baulage, Schichthöhe, Bahnbreite, Verfahren und Pixelraster bekannt sind. Fünf von sechs bestimmenden Größen sind im Moment der Entscheidung nicht verfügbar. Das ist kein Fehler des Dreiecksnetzes, sondern ein Fehler in der Reihenfolge.

Das Werkzeug kehrt die Reihenfolge nicht um — dafür müsste die Software geändert werden. Es macht die Folge sichtbar und sagt, wo sie bindet.

Woher die Rechnungen kommen

Aus einem Forschungswerk unter freier Lizenz, mit Herleitung, Evidenzstufen und Falsifikationskriterien. Die Rechnungen sind nicht geheim: sie stehen dort vollständig und lassen sich mit drei beiliegenden Skripten nachrechnen, ohne jedes Werkzeug. Was hier angeboten wird, ist die Bedienbarkeit — und, auf Wunsch, die Messreihe, die aus Erfahrungswerten belastbare Zahlen für die eigene Flotte macht.

Rechner öffnen Herkunft und Offenlegung Lizenz anfragen

Die Grenzen, ausdrücklich

Das Werkzeug kalibriert keine Maschine und ersetzt keinen Testdruck. Ohne eigene Messreihe sind die Eingangswerte für Flussmodell, Schwindung und Befehlsrate Erfahrungswerte: sie geben Größenordnungen, keine Zusagen. Die Befehlsrate ist die unsicherste Größe und im Werk als offene Frage geführt.

Es sagt also nicht, welches Maß herauskommt. Es sagt, welcher Term begrenzt — und wer eigene Messwerte einsetzt und Abweichungen findet, hat damit kein Problem mit dem Werkzeug, sondern ein Ergebnis.