Was wir aus der Nachbearbeitung von 3D-gedruckten Brillen gelernt haben

Was wir aus der Nachbearbeitung von 3D-gedruckten Brillen gelernt haben

Die Herstellung von 3D-gedruckten Brillen wird häufig mit Designfreiheit und innovativer Fertigung verbunden.

In der Praxis zeigt sich jedoch schnell: Der entscheidende Unterschied zwischen einem gedruckten Bauteil und einem marktfähigen Produkt entsteht erst in der Nachbearbeitung. Gerade bei Brillen reicht es nicht aus, dass ein Bauteil funktional ist.

Es muss sich angenehm anfühlen, optisch hochwertig wirken und für den täglichen Hautkontakt geeignet sein. Diese Kombination aus Ästhetik, Haptik und Biokompatibilität macht die Nachbearbeitung zu einem entscheidenden Bestandteil der gesamten Wertschöpfung.

Aus unserer Zusammenarbeit mit verschiedenen Brillenmarken haben wir gelernt, dass gute Ergebnisse nicht durch einen einzelnen Prozessschritt entstehen. Entscheidend ist vielmehr das präzise Zusammenspiel der verschiedenen Parameter.

Die richtige Oberflächenqualität

Während in technischen Anwendungen eine gewisse Rauheit akzeptabel sein kann, gelten bei Brillen deutlich höhere Anforderungen.

Bereits minimale Unebenheiten sind sichtbar und werden beim Tragen direkt auf der Haut wahrgenommen.

Unsere ersten Versuche mit kurzen Bearbeitungszeiten beim Trowalisieren führten deshalb nicht zum gewünschten Ergebnis. Die Bauteile waren funktional korrekt, aber weder optisch noch haptisch überzeugend.

Erst durch die Anpassung der Prozessdauer, insbesondere durch eine Verlängerung auf etwa 4,5 Stunden, konnten wir eine gleichmässige und glatte Oberfläche erzielen, die den Anforderungen an ein hochwertiges Konsumprodukt entspricht.

Dabei bestätigte sich eine unserer anfänglichen Annahmen nicht: Wir gingen zunächst davon aus, dass längere Bearbeitungszeiten zwangsläufig zu Massabweichungen führen würden.

In der Praxis zeigte sich jedoch, dass sich bei sauber abgestimmten Parametern eine hochwertige Oberfläche und die notwendige Masshaltigkeit gleichzeitig erreichen lassen.

Färben ist komplexer, als es zunächst erscheint

Auch das Färben der Bauteile hat sich als deutlich anspruchsvoller erwiesen als erwartet.

Standardisierte Farbsysteme, wie sie beispielsweise von DyeMansion angeboten werden, liefern in der Regel reproduzierbare Ergebnisse und ermöglichen eine breite Farbpalette.

Sobald jedoch kundenspezifische oder besonders individuelle Farbtöne gefragt sind, verändert sich der Prozess grundlegend. Statt eines standardisierten Ablaufs entsteht ein iterativer Entwicklungsprozess, bei dem für jede Farbe eine eigene Rezeptur definiert werden muss.

Dabei spielen insbesondere Zeit und Temperatur eine entscheidende Rolle. Innerhalb eines typischen Temperaturbereichs von etwa 80 bis 90 Grad können bereits kleine Veränderungen zu sichtbaren Unterschieden führen. Höhere Temperaturen beschleunigen die Farbaufnahme, während längere Verweilzeiten intensivere Farbtöne erzeugen. Kürzere Zeiten führen entsprechend zu helleren Ergebnissen.

Jeder neue Farbton muss deshalb in mehreren Durchläufen abgestimmt werden, sowohl technisch als auch in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden. Gerade in der Brillenindustrie, in der Farben häufig ein wichtiger Teil der Markenidentität sind, ist diese Entwicklung unverzichtbar.

Die eigentliche Herausforderung liegt dabei weniger in der Umsetzung eines einzelnen Farbtons, sondern darin, das gewünschte Design in einen technisch kontrollierbaren und dauerhaft reproduzierbaren Prozess zu übersetzen.

Mehr Prozessschritte führen nicht automatisch zu besseren Ergebnissen

Ein weiteres Learning aus unseren Projekten ist, dass zusätzliche Bearbeitungsschritte nicht zwangsläufig eine höhere Produktqualität bedeuten.

Häufig besteht die Tendenz, Beschichtungen oder Infiltrationen einzusetzen, um die Eigenschaften der Bauteile weiter zu verbessern. Unsere Erfahrung zeigt jedoch, dass dies nicht immer notwendig ist. Materialien wie PA12 bringen bereits gute Eigenschaften hinsichtlich Stabilität und Hautverträglichkeit mit.

Der Fokus liegt deshalb nicht darauf, möglichst viele Prozessschritte einzusetzen, sondern die tatsächlich erforderlichen Schritte zuverlässig zu beherrschen und optimal aufeinander abzustimmen.

Von der Iteration zum Serienprozess

Nachbearbeitung wird häufig als instabiler oder nur schwer kontrollierbarer Prozess wahrgenommen.

In der Entwicklungsphase ist eine gewisse Iteration tatsächlich unvermeidbar, da die optimalen Parameter zunächst definiert werden müssen.Sobald diese Parameter festgelegt sind, lässt sich der Prozess jedoch zuverlässig reproduzieren. Die Ergebnisse werden konsistent und die Abläufe stabilisieren sich. Dadurch wird die Nachbearbeitung auch für wiederkehrende Aufträge und Serienproduktionen planbar.

Für Hersteller von 3D-gedruckten Brillen bedeutet das: Die Nachbearbeitung sollte von Anfang an in die Produktentwicklung einbezogen werden. Oberflächenqualität, Farbgebung und Materialverhalten sind keine nachgelagerten Details, sondern bestimmen wesentlich, wie hochwertig und alltagstauglich das fertige Produkt ist.

Bei Rapid Manufacturing AG verstehen wir Post-Processing deshalb als integralen Bestandteil der gesamten Wertschöpfung. Gemeinsam mit unseren Kunden entwickeln und optimieren wir die Prozesse so lange, bis aus einem gedruckten Bauteil ein reproduzierbares und skalierbares Produkt entsteht, das funktional, ästhetisch und für den täglichen Einsatz geeignet ist.