Variable Infill-Dichte bei TPU: vier Härten mit einem Filament

Das hängt davon ab, welche Härte gemeint ist. Die Härte des Materials ändert sich nie: Filaflex 95A ist 95A auf der Spule und im fertigen Bauteil. Gemessen wird sie auf der Shore-A-Skala nach der Norm ISO 868, die von 0 bis 100 reicht: Je höher die Zahl, desto härter das Material. Wie die Skala im Detail funktioniert, erklären wir in unserem ausführlichen Leitfaden zur Shore-Härte.

Was sich ändert, ist die Härte, die du spürst, wenn du auf das Bauteil drückst. Sie hängt von der inneren Struktur ab. Eine Zone mit wenig Infill enthält mehr Luft als Material, gibt leicht nach und verhält sich wie ein viel weicheres Material. Eine dichte Zone hält stärker dagegen und fühlt sich fest an.

Die Zahlen aus unserer Demo: ein einziges Bauteil aus Filaflex 95A, vier Infill-Zonen von 7 % bis 25 % und Durometer-Messwerte von ~25 bis ~40 Shore je nach Zone. Das Material ist von Anfang bis Ende dasselbe. Den Unterschied macht die Geometrie.

Das solltest du wissen, um keine falschen Schlüsse zu ziehen. Durometer-Messwerte an einer gedruckten Struktur schwanken je nach Geometrie des Bauteils und Anzahl der Wände. In einer Zone mit wenig Infill misst das Gerät die Reaktion der Struktur, nicht die tatsächliche Härte des Materials. Deshalb geben wir immer einen ungefähren Bereich an und keine exakten Werte: Er hilft dir, Zonen miteinander zu vergleichen, nicht einen Wert zu zertifizieren.

Das ist die Aufteilung, die wir in der Demo mit Filaflex 95A verwendet haben. Nimm sie als Ausgangspunkt: Je nach Form und Größe deines Bauteils musst du die Werte eventuell um ein paar Punkte nach oben oder unten anpassen.

Die Regel ist einfach: weniger Infill, weichere Zone; mehr Infill, festere Zone. Das Filament ist in der ganzen Tabelle dasselbe.

Das entscheidende Werkzeug sind Modifier. Ein Modifier ist ein Volumen, das du im Bauteil platzierst und das eigene Einstellungen hat. Alles innerhalb dieses Volumens wird mit diesen Einstellungen gedruckt, der Rest des Bauteils mit den allgemeinen. So kann ein einziger Körper vier verschiedene Verhaltensweisen haben.

Bambu Studio und OrcaSlicer

Klicke mit der rechten Maustaste auf das Bauteil und wähle Add modifier (bei deutscher Oberfläche die entsprechende Option). Du kannst eine Grundform wie einen Würfel oder Zylinder verwenden oder ein eigenes Volumen laden. Platziere und skaliere es so, dass es die gewünschte Zone abdeckt, und ändere dann in den Einstellungen des Modifiers die Infill-Dichte.

PrusaSlicer

Der Ablauf ist gleich. Rechtsklick auf das Bauteil und Add modifier mesh. Füge diesem Volumen anschließend die Einstellung für die Infill-Dichte hinzu und gib den passenden Wert ein.

Jedem Volumen eine Dichte zuweisen

1. Lege fest, welche Zonen des Bauteils fest und welche weich sein sollen.
2. Erstelle pro Zone einen Modifier und passe ihn an ihre Form an.
3. Weise jedem Modifier seinen Infill-Wert zu und nutze dabei die Tabelle oben als Referenz.
4. Verwende in allen Volumen dasselbe Infill-Muster, damit die Übergänge sauber bleiben.
5. Slice das Modell und prüfe die Vorschau Schicht für Schicht, ob jede Zone die erwartete Dichte hat.

Für flexible Bauteile empfehlen wir Gyroid-Infill, aus zwei Gründen:

• Gleichmäßiges Verhalten: Gyroid reagiert in alle Richtungen gleich, sodass sich eine weiche Zone gleichmäßig verformt, egal von wo du drückst. Genau diese Gleichmäßigkeit braucht ein Dämpfungsbauteil.
• Einfach zu drucken: Es ist eine durchgehende Bahn ohne abrupte Richtungswechsel, und das ist bei weichem Filament besonders wichtig. Weniger Starts und Stopps bedeuten eine stabilere Extrusion und weniger Probleme.

Das ist der häufigste Fehler. Perimeter sowie obere und untere Schichten versteifen das Bauteil erheblich. Wenn du zu viele davon verwendest, überdeckt die Außenhaut das Infill, und alle Zonen fühlen sich am Ende gleich an, obwohl sie innen verschieden sind.

Damit der Unterschied zwischen den Zonen spürbar wird, verwende:

• 1 bis 2 Wände maximal.
• Wenige obere und untere Schichten, gerade genug, um das Bauteil zu schließen.

Wenn dein Bauteil keine Unterschiede zwischen den Zonen zeigt, prüfe das zuerst.

Mit diesen Einstellungen haben wir die Demo gedruckt, mit einer 0,4-mm-Düse. Sie sind ein guter Ausgangspunkt für jedes Bauteil mit variabler Infill-Dichte.

Überspringe das Trocknen nicht. TPU nimmt Feuchtigkeit auf, und feuchtes Filament führt zu Bauteilen mit schlechterer Oberfläche und weniger vorhersehbarem Verhalten, was sich besonders in Zonen mit wenig Infill bemerkbar macht.

Wenn dein Drucker mit dem Filaflex-2,20-mm-System kompatibel ist, kannst du flexibles Filament bis zu 3-mal schneller drucken.

Die Grundidee verändert die Art, wie du konstruierst: Härte ist nicht mehr etwas, das du beim Kauf des Filaments wählst, sondern etwas, das du beim Konstruieren des Bauteils festlegst. Du setzt weiche Zonen dort, wo Dämpfung gebraucht wird, und feste Zonen dort, wo Halt gebraucht wird, alles in einem einzigen Druck, ohne Montage und ohne Verkleben verschiedener Materialien.

So entstehen 3D-gedruckte Schuhe und Einlagen, und dasselbe Prinzip funktioniert für:

• Griffe: ergonomische Handgriffe und Griffflächen.
• Schutz: Schutzteile und Polsterungen.
• Sättel: Komfort dort, wo der Körper aufliegt.
• Wearables: Teile mit Körperkontakt.

Filaflex 95A eignet sich gut für diese Anwendungen, weil es hautverträglich ist und 500 % Dehnung bietet.

Variable Infill-Dichte gibt dir mit einem einzigen Filament eine große Bandbreite an Gefühl, aber der Ausgangspunkt bleibt die Härte des Materials. Wenn deine Anwendung noch weichere Zonen braucht, kannst du dieselbe Technik mit einem Filament geringerer Härte anwenden. Die Filaflex-Reihe sieht so aus:

Ein Material wie Filaflex 70A Ultra-Soft startet bereits von einer deutlich weicheren Basis. Weichere Filamente erfordern allerdings mehr Sorgfalt beim Drucken, und die Einstellungen in diesem Artikel sind mit 95A getestet.

Ändert das Infill die Shore-Härte von TPU?

Nein. Die Shore-Härte des Materials ist festgelegt: Filaflex 95A ist immer 95A. Was sich mit dem Infill ändert, ist die Härte, die man am Bauteil spürt, denn sie hängt von der inneren Struktur ab. Mit wenig Infill verhält sich die Zone wie ein viel weicheres Material.

Welche Infill-Dichte macht TPU weicher?

Je niedriger, desto weicher. In unserer Demo mit Filaflex 95A ergibt 7 % eine sehr weiche Zone und 25 % eine feste, mit 12 % und 18 % dazwischen. Kombiniere das mit wenigen Wänden, damit der Unterschied spürbar wird.

Funktioniert das mit Bowden-Druckern?

Filaflex 95A ist mit Bowden-Druckern kompatibel und braucht kein beheiztes Druckbett. Damit ist es ein guter Ausgangspunkt, um variable Infill-Dichte auf fast jedem Drucker auszuprobieren.

Funktioniert das mit jedem TPU?

Das Prinzip gilt allgemein: Bei jedem flexiblen Filament ergibt weniger Infill eine weichere Zone. Die Werte und Einstellungen in diesem Artikel sind jedoch mit Filaflex 95A getestet. Bei einem anderen Material nutze sie als Orientierung und mache eigene Tests.

Am besten verstehst du es, wenn du es druckst. Eine einfache Platte mit vier Zonen zu 7 %, 12 %, 18 % und 25 % zeigt dir an einem Nachmittag, wie das Material reagiert und welche Werte zu deinem Projekt passen. Für diesen ersten Test ist Filaflex 95A das am einfachsten zu druckende Flexible der Reihe.