Schweißlehre selber bauen: Schweißvorrichtung 3D drucken

Stand: Oktober 2026 · Lesezeit ca. 17 Minuten

Eine Rahmenecke, eine Konsole, ein Rohrabzweig: Dieselbe Baugruppe kommt immer wieder auf den Schweißtisch. Jedes Mal wird neu angerissen, mit Schraubzwingen gespannt und geheftet. Die Maße streuen von Teil zu Teil, und am Ende wird gerichtet. Die naheliegende Antwort ist eine Schweißlehre. Offen ist nur, woraus sie besteht und wie schnell sie einsatzbereit ist.

Wenn Sie eine Schweißlehre selber bauen oder eine Schweißvorrichtung konstruieren, zeigt Ihnen dieser Artikel drei Dinge: welche Aufgaben einer Schweißvorrichtung ein gedrucktes Kunststoffteil übernehmen kann, wo es an der Naht aufhört und mit welchen Konstruktionsregeln aus einem Druckteil eine maßhaltige Lehre wird. Einen Überblick über weitere Vorrichtungsarten wie Montagehilfen, Prüflehren und Greifer gibt der Artikel zum Vorrichtungsbau.

Wozu eine Schweißlehre da ist — Lage bestimmen, spannen, Verzug beherrschen

Schweißlehre, Schweißvorrichtung, Heftvorrichtung — eine Begriffsklärung

In der Werkstatt gehen die Begriffe oft durcheinander:

• Schweißlehre: legt Lage und Winkel der Einzelteile zueinander fest, über Anschläge, Aufnahmen und Steckmaße.
• Schweißvorrichtung: Lehre plus Spannmittel. Sie hält die Teile auch während des Schweißens.
• Heftvorrichtung oder Heftlehre: hält die Teile nur bis zum Heften. Fertig geschweißt wird ohne sie, frei oder in einer zweiten Vorrichtung.

Dieser Artikel verwendet die Begriffe nebeneinander und trennt sie dort, wo es technisch zählt: bei Wärme und Kräften.

Drei Aufgaben, drei verschiedene Belastungen

• Lagebestimmung: Die Lehre positioniert jedes Einzelteil eindeutig, klassisch nach dem 3-2-1-Prinzip: Drei Auflagepunkte bestimmen die Ebene, zwei Anlagepunkte die Richtung, ein Anschlag die Lage in der dritten Achse. So liegt jedes Teil der Serie wiederholgenau an derselben Stelle.
• Spannen: Die Spannkraft hält diese Lage gegen Handhabung, Heftstöße und Schrumpfkräfte.
• Verzug beherrschen: Jede Naht schrumpft beim Abkühlen und zieht die Teile aus der Lage. Eine Vorrichtung kann den Schweißverzug halten, ihn durch Gegenverformung vorhalten oder nur die Ausgangslage sichern und den Rest der Schweißfolge überlassen.

Diese Dreiteilung zieht sich durch den ganzen Artikel. Für die erste Aufgabe eignet sich ein gedrucktes Kunststoffteil uneingeschränkt, für die zweite mit Konstruktionsregeln, für die dritte nur eingeschränkt.

Wann sich eine Lehre lohnt

• Wiederholteile und Kleinserien: Das Anreißen von vorn kostet jedes Mal Zeit.
• Varianten: Mehrere Ausführungen derselben Baugruppe, wie sie etwa im Karosserie- und Fahrzeugbau üblich sind. Beispiele dafür nennt der Artikel Montagelehren und Schweißvorrichtungen im Fahrzeugbau.
• Viele Einzelteile: Kleine Abweichungen beim Heften summieren sich über die Baugruppe auf.
• Rohr- und Konturteile: Ohne ebene Anlageflächen lassen sie sich auf dem Tisch nicht sauber anlegen.
• Nacharbeit: Die Streuung der Handheftung erzeugt Richtarbeit, Nachschweißen oder Ausschuss.

So entsteht eine Schweißvorrichtung heute — und warum das gut funktioniert

Für die Schweißvorrichtung gibt es drei bewährte Wege. Alle drei haben ihre Berechtigung, und keiner davon ist überholt.

Geschweißte Stahllehre aus Profilen und Blech

Die häufigste Lehre entsteht in der eigenen Werkstatt: ein Rahmen aus Profilen, oft aus Reststücken, darauf aufgeschweißte oder verschraubte Anschläge. So sieht die Lehrenkonstruktion im Stahl- und Metallbau seit Jahrzehnten aus. Die Stahllehre ist temperaturfest, unempfindlich gegen Spritzer und robust. Sie lässt sich mit den Mitteln reparieren und ändern, die ohnehin in der Halle stehen: Winkelschleifer, Schweißgerät, Bohrmaschine.

Gefräste Aufnahmen aus Stahl oder Aluminium

Wo es genau sein muss, werden Aufnahmen gefräst: Konturaufnahmen, Prismen für Rohre, Passbohrungen für Bolzen. Gefertigt wird auf der eigenen Fräse oder beim externen Fertiger. Fräsen arbeitet typisch im Bereich IT6 bis IT8. Gefräste Aufnahmen sind damit sehr genau, verschleißfest und überstehen viele Serien.

Systemschweißtisch mit Lochraster

Der modulare Weg: ein Stahltisch mit Lochraster, etwa im Raster 100 × 100 mm oder 50 × 50 mm. Die Bohrungen bzw. Hülsen haben eine H7-Passung. Anschläge, Winkel, Spanner und Passbolzen werden in die Bohrungen gesteckt, so lässt sich die Vorrichtung zusammenstellen. Solche Schweißtische gibt es fertig zu kaufen. Der Tisch ist sofort verfügbar, wiederverwendbar und kommt ohne Vorrichtungsbau im engeren Sinn aus. Für viele Baugruppen mit ebenen Anlageflächen ist er die naheliegende und wirtschaftliche Lösung. Weiter unten kommt er wieder vor: als Grundplatte für gedruckte Aufnahmen.

Was Metall an der Naht kann und Kunststoff nicht

Bevor es um gedruckte Lehren geht, gehört eine Abgrenzung an den Anfang. An der Naht hat Metall Eigenschaften, die eine Schweißvorrichtung aus Kunststoff nicht ersetzt:

• Wärme: Stahl und Kupfer vertragen den Kontakt mit der Wärmeeinflusszone. Kupfer wird gezielt als Wärmesenke und als Badstütze eingesetzt.
• Spritzer: Metall nimmt Schweißspritzer hin, eine Kunststoffoberfläche nicht.
• Strom: Eine Stahlvorrichtung kann gezielt Teil des Massekreises sein. Eine gedruckte Lehre ist kein Strompfad für den Schweißstrom; die Masse kommt direkt ans Werkstück.
• Verzug halten: Stahlvorrichtungen nehmen hohe Schrumpfkräfte auf, gedruckte Aufnahmen nicht.

Diese vier Punkte legen fest, wo Kunststoff in einer Schweißvorrichtung hingehört und wo nicht.

Wo die klassische Schweißlehre teuer wird

Die klassischen Wege sind bewährt. Bei Einzelstücken, Kleinserien und häufigen Änderungen werden sie trotzdem teuer, weniger wegen des Materials als wegen Zeit und Kapazität:

• Werkstattkapazität: Der Vorrichtungsbau konkurriert mit den Kundenaufträgen um Schweißer, Fräse und Zeit. Lehren werden dazwischengeschoben, und die Baugruppe wartet.
• Durchlaufzeit: Beim externen Fertiger vergehen Tage bis Wochen. Der Artikel Werkzeugkosten im Vorrichtungsbau rechnet mit 2–4 Wochen Lieferzeit je extern gefräster Vorrichtung.
• Kosten: Für CNC-gefräste Spannvorrichtungen, Montagehilfen und Lehren nennt derselbe Artikel 500 bis 5.000 € je Stück. Bei jeder Konstruktionsänderung fällt der Betrag erneut an.
• Konturen: Aufnahmen für gebogene Rohre, Freiformbleche oder Sattelanschlüsse sind gefräst aufwendig und geschweißt ungenau.
• Revisionen und Varianten: Jede Änderung an der Baugruppe bedeutet einen neuen Auftrag für die Lehre.
• Handhabung und Lager: Stahllehren sind schwer, und selten genutzte Lehren belegen Lagerfläche.

Schweißvorrichtung 3D drucken: Aufgaben teilen zwischen Kunststoff und Stahl

Eine gedruckte Schweißvorrichtung ersetzt nicht die Stahlvorrichtung als Ganzes. Sie übernimmt die Teile, für die Kunststoff taugt, und überlässt dem Stahl den Rest.

Das Prinzip: Kunststoff bestimmt die Lage, Stahl trägt Wärme und Kraft

• Gedruckt: Konturaufnahmen, Anschläge, Steckmaße, Abstandshalter, Prismen und Ausrichthilfen. Also alles, was die Lage bestimmt und außerhalb der Nahtzone liegt.
• Stahl, Kupfer oder Kaufteil: Grundplatte oder Systemschweißtisch, Spanner wie Schnell- und Kniehebelspanner, nahtnahe Auflagen und Badstützen.

Die gedruckten Aufnahmen werden über Passbolzen im Lochraster des Schweißtischs positioniert. Der Passbolzen sitzt in der Bohrung des Tischs mit H7-Passung und in einer Stahlbuchse der Aufnahme. Die Lage bestimmt damit der Stahl, nicht die Toleranz des Druckteils. Jede Aufnahme bezieht sich direkt auf den Tisch, und die Maßketten bleiben kurz; warum das wichtig ist, zeigt der Abschnitt zur Maßhaltigkeit. Statt eines Systemschweißtischs eignet sich auch eine Stahlgrundplatte mit eigenen Passbohrungen. Die Skizze zeigt den Aufbau.

Die Geometriefreiheit des Drucks nutzen Sie gezielt: Freischnitte für den Brennerzugang, Sichtfenster auf die Heftstelle, Lage und Variante als eingedruckte Beschriftung (Regeln für Schriftzüge im Konstruktionsleitfaden für FFF 3D Druck) und Konturaufnahmen, die direkt aus dem CAD-Modell der Baugruppe abgeleitet sind.

Heften in der Lehre, fertig schweißen außerhalb

Eine Maßnahme senkt die Wärmelast stark, ohne dass dafür etwas konstruiert werden muss: In der gedruckten Lehre wird nur geheftet. Fertig geschweißt wird nach dem Entnehmen, frei oder in einer Stahlvorrichtung. Die Lehre sieht dann nur die kurzen Heftpunkte, nicht die volle Nahtlänge.

Der Preis dafür: Den Verzug beherrscht dann die Schweißfolge, nicht mehr die Lehre. Auch das Verfahren zählt. Spritzerarme Verfahren wie das WIG-Schweißen belasten eine Kunststofflehre weniger als Verfahren mit starkem Spritzerauswurf.

Wärme: Maßgeblich ist der Dauergebrauch, nicht die Wärmeformbeständigkeit

Wie heiß darf eine Schweißlehre werden? Die Wärmeformbeständigkeit (HDT/A) von PA6 CF HT liegt nach dem Tempern bei 200 °C. Das ist ein Kurzzeitwert, gemessen an einem Prüfstab unter 1,8 MPa Biegespannung. Für eine Lehre, die über eine Arbeitsschicht hinweg warm wird, gelten andere Werte:

• Dauergebrauch: 150 °C über 20.000 Stunden.
• Kurzzeitig: 180 °C, insgesamt höchstens 200 Stunden über die Lebensdauer.

Auch den Dauergebrauchswert sollte eine Lehre nicht ausreizen. Er besagt, dass der Werkstoff nach 20.000 Stunden noch einen festgelegten Anteil seiner Festigkeit behält; üblich ist die Hälfte. Lehren unter Spannlast betreiben Sie deshalb mit Abstand unterhalb von 150 °C. Die 200 Stunden bei 180 °C sind ein Gesamtbudget über die Lebensdauer, keine Erholungszeit: Spitzen über 150 °C verbrauchen es in der Serie Takt für Takt. Den Unterschied der Werte erklärt der Abschnitt „Wärmeformbeständigkeit oder Dauergebrauchstemperatur?“ im Artikel Hitzebeständige Kunststoffteile 3D drucken.

Die Wärme erreicht die Lehre vor allem über das Werkstück, durch Wärmeleitung im Blech. Wie stark, hängt von Abstand zur Naht, Werkstoff und Blechdicke, Wärmeeinbringung, Nahtlänge und Taktfolge ab. In der Serie kommt der Wärmestau hinzu: Die Lehre kühlt zwischen zwei Teilen nicht vollständig ab und wird von Teil zu Teil wärmer.

Einen pauschalen Mindestabstand zur Naht gibt es deshalb nicht. Messen Sie die Temperatur an den Kontaktstellen im Probelauf über eine volle Arbeitsschicht, mit Thermoelement oder Temperaturmessstreifen, und prüfen Sie sie gegen 150 °C. Für die Konstruktion gelten drei Regeln:

• Kontaktflächen klein halten: Punkt- und Linienauflagen statt Vollflächen. Das verringert den Wärmeübergang und bestimmt zugleich die Lage eindeutig, ganz im Sinne des 3-2-1-Prinzips.
• Kein direkter Kontakt mit Naht und Wärmeeinflusszone. Das gilt für jede Kunststoffvorrichtung, nicht nur für PA6 CF HT.
• Schweißlehren nur getempert einsetzen. Die volle Temperaturbeständigkeit erreicht PA6 CF HT erst nach dem Tempern (Druckparameter und Tempern von PA6 CF HT). Die Folgen für die Maßhaltigkeit stehen im nächsten Abschnitt.

Spritzer, Funkenflug, Masseanschluss

• Spritzer: Schweißspritzer sind flüssiges Metall und schmelzen sich in Kunststoffoberflächen ein. Kunststoffflächen gehören deshalb aus dem Spritzbereich; was in Spritzrichtung liegen muss, schützen Sie mit Abdeckblechen oder auswechselbaren Stahleinsätzen.
• Funkenflug: Beim Schleifen und Verputzen fliegen Funken. Geschliffen wird deshalb nicht in der Lehre, sondern nach dem Entnehmen.
• Masseanschluss: Die gedruckte Lehre ist kein Strompfad für den Schweißstrom. Die Masseklemme kommt direkt ans Werkstück.

Konstruktionsregeln für die gedruckte Schweißlehre: Lastpfade, Tempern, Maßhaltigkeit

Ob eine gedruckte Lehre über viele Serien maßhaltig bleibt, entscheidet die Konstruktion.

Spann- und Schrumpfkräfte in der Schichtebene einleiten

FFF-Bauteile sind anisotrop. In der Schichtebene (XY) sind sie fester als zwischen den Schichten (Z), und die Schichthaftung ist die schwächste Stelle eines gedruckten Bauteils. Daraus folgt die Grundregel: Die Hauptlast liegt in der Schichtebene, und keine Schichtgrenze wird quer auf Zug oder Schub belastet.

An der Spannstelle läuft der Kraftfluss vom Spanner über das Werkstück in den Anschlag und weiter in die Grundplatte; der Kraftkreis schließt sich im Stahl. Der gedruckte Anschlag liegt dazwischen und wird auf Druck belastet, nicht auf Zug quer zu den Schichten. Seine Druckorientierung wählen Sie so, dass die Spannkraft parallel zur Schichtebene wirkt. Eine federnde Anschlagzunge biegt dann innerhalb der Schichten. Dieselbe Regel nennt der Konstruktionsleitfaden für Schnappverbinder: Biegen sie in Z-Richtung, neigen sie zum Abbrechen an der Schichtgrenze. Die Skizze stellt beide Orientierungen gegenüber.

Bei den Schrumpfkräften der Naht ist die Grenze klar: Kunststoffaufnahmen bestimmen die Lage, halten aber keinen Verzug gegen große Schrumpfkräfte. Dafür braucht es Stahl. Die Orientierungsregeln im Einzelnen stehen im Abschnitt „Druckorientierung: Anisotropie berücksichtigen“ des Konstruktionsleitfadens.

Formschluss für Querkräfte, die Schraube zieht nur axial

Beim Spannen wirken auf jede Aufnahme auch Querkräfte. Diese Kräfte nimmt ein Formschluss auf: Passbolzen im Lochraster des Schweißtischs, ein Zentrierbund oder eine Nut in der Grundplatte. Die Schraube zieht die Aufnahme nur axial auf die Platte. Müsste sie Querkräfte übertragen, wäre die Lage nicht bestimmt, denn ein Schraubendurchgang hat Spiel. Zudem würde der Schaft punktuell auf die Lochwand im Kunststoff drücken, je nach Druckorientierung quer zu den Schichten. Die Skizze zeigt die Lasttrennung im Schnitt.

• Gewinde: Gedruckte Gewinde sind laut Konstruktionsleitfaden erst ab M6 zuverlässig, und diese Angabe gilt für feinere Schichten als die 0,32 mm, die für belastete Teile aus der 0,8-mm-Düse empfohlen werden. Gewinde in der Lehre führen Sie deshalb mit thermisch eingepressten Gewindeeinsätzen aus. Der Schraubdom erhält mindestens das 2,5-fache des Einsatzdurchmessers als Außendurchmesser und das 1,5-fache als Höhe.
• Stahlbuchsen: Unter den Spannerbefestigungen und an Passbohrungen sitzen Stahlbuchsen, eingepresst mit 0,05–0,1 mm Übermaß und mit mindestens 2 mm Wand um die Buchse.
• Kriechen: Ungetempertes PA6 CF HT kriecht unter Dauerlast, besonders nach Feuchteaufnahme. Nach dem Tempern ist dieser Effekt kaum noch vorhanden. Dauerhaft vorgespannte Stellen führen Sie deshalb nur getempert und mit Stahlbuchse aus.

Maßhaltig trotz Tempern

FFF erreicht typisch IT12 bis IT14 (siehe erreichbare Toleranzen im FFF-Verfahren), gedruckte Lehren eignen sich für Toleranzen im Bereich ±0,2 mm. Die Wiederholgenauigkeit ist besser als die absolute Maßhaltigkeit: Die systematische Abweichung lässt sich im Slicer ausgleichen, die Streuung liegt bei guten Maschinen bei ±0,05 mm. Ob das reicht, entscheidet die Toleranz der Baugruppe, bei Schweißkonstruktionen häufig nach DIN EN ISO 13920 vereinbart.

Bei der Schweißlehre kommt ein Zielkonflikt hinzu: Sie muss wegen der Wärme getempert werden, und beim Tempern schwindet sie, bei PA6 CF HT um 0,8–1,5 % (Schwindung beim Tempern), in Aufbaurichtung (Z) stärker als in der Schichtebene. Auch mit vorgehaltener Schwindung liegen die Toleranzen danach typisch bei ±0,3 bis ±0,5 % der Nennmaße. Bei einer großen Lehre ist das mehr, als ±0,2 mm zulassen. Drei Wege führen trotzdem zur maßhaltigen Lehre:

1. Skalierungsfaktor: Einen Testwürfel von 20 × 20 × 20 mm vor und nach dem Tempern messen und den Faktor im Slicer hinterlegen.
2. Aufmaß und Nacharbeit: Funktionsflächen mit Aufmaß drucken, etwa +0,5 mm, und nach dem Tempern auf der Fräse auf Maß bringen.
3. Buchsen nach dem Tempern: Passbuchsen und Bolzen erst einpressen, wenn das Druckteil getempert ist, idealerweise in Bohrungen, die danach auf Maß gebracht wurden. Dann bestimmt der Stahl die Passung.

Dazu kommen zwei Konstruktionsregeln:

• Kurze Maßketten: Lieber viele kleine Aufnahmen, jede für sich über Passbolzen im Lochraster des Tischs referenziert, als ein langes Druckteil. Die Schwindung wächst mit der Länge.
• Kritische Maße in die Schichtebene: Funktionsmaße in XY legen und nur die gekennzeichneten Funktionsflächen eng tolerieren.

Werkstoff und Druckparameter — Daumenregeln

Für Schweißlehren empfehlen wir PA6 CF HT, ein kohlefaserverstärktes Polyamid mit 170 MPa Zugfestigkeit, 15 GPa E-Modul, 47 kJ/m² Schlagzähigkeit und einer Dichte von 1,25 g/cm³. Die Tabelle ordnet die Wärmewerte gegen andere Werkstoffe ein:

Werkstoff	HDT/A (°C)	Dauer­gebrauch (°C)	Einsatz in der Schweißlehre
PA6 CF HT	200*	150	Hauptwerkstoff für Aufnahmen und Anschläge außerhalb der Nahtzone
PPS CF	250–260*	—	höhere HDT, aber kein Grund, näher an die Naht zu gehen
PC	140	—	nicht für Lehren in Nahtnähe
PETG	75	—	nur Montage- und Klebelehren ohne Wärme

Für den Druck von PA6 CF HT gelten diese Daumenregeln:

• Trocknen: PA6 CF HT nimmt Feuchte auf. Vor dem Druck mindestens 12 Stunden bei 85 °C trocknen; ein Trockner direkt in der Filamentzuführung wird empfohlen.
• Düse und Temperaturen: Düse mindestens 0,8 mm aus gehärtetem Stahl, Düsentemperatur 275 °C, Druckbett 80/60 °C, Bauteillüfter 30–50 %, die ersten 2 Lagen ohne Lüfter.
• Schichthöhe: Für belastete Teile etwa 40 % des Düsendurchmessers, bei 0,8 mm also 0,32 mm. Mehr dazu unter Schichthöhe für belastete Bauteile.
• Bauraum: Für Teile über 500 mm wird ein geschlossener Bauraum empfohlen.
• Tempern: Bei 70 °C eine Stunde je mm der dicksten Wand halten, dann bei 110 °C erneut eine Stunde je mm. Danach langsam abkühlen lassen und das Teil erst unter 50 °C entnehmen.

Daraus folgt eine Konstruktionsregel, die Druckzeit und Temperzeit zugleich senkt. Die Temperzeit hängt an der dicksten Wand, deshalb sind Rippen und Hohlquerschnitte besser als massive Blöcke. Massiv bleiben nur die Zonen, in denen Kraft eingeleitet wird: um Buchsen und Gewindeeinsätze und hinter Anschlagflächen.

Bauraum: große Lehren in einem Stück

Der Großformat 3D Drucker CHX 350 hat einen Bauraum von 880 × 422 × 943 mm. Lehren für Rahmen und Konsolen entstehen darin in einem Teil, ohne Klebefugen. Ob ein großes Teil oder mehrere kleine sinnvoller sind, entscheidet die Toleranz, denn ein langes Teil schwindet beim Tempern absolut stärker. Außerdem muss es am Stück in den Temperofen passen. Noch größere Baugruppen erhalten mehrere Aufnahmen auf einer gemeinsamen Stahlgrundplatte, ganz im Sinne der kurzen Maßketten.

Rechenweg: Was eine gedruckte Schweißlehre kostet und wann sie einsatzbereit ist

Eine Pauschalzahl wäre hier unseriös, dafür schwanken Größe, Volumen und Nacharbeit einer Lehre zu stark. Belastbar wird der Vergleich über den Rechenweg:

• Material: CAD-Volumen × 1,25 g/cm³ × Materialpreis. PA6 CF HT kostet 80–150 €/kg.
• Maschinenzeit, Personal, Gemeinkosten: Diese Posten kommen hinzu. Der 3D Druck Kostenrechner berechnet Druckzeit, Material und Stückkosten direkt aus der STL-Datei im Browser. Wie sich die Vollkosten zusammensetzen, erklärt der Artikel 3D Druck Stückkosten berechnen.
• Klassische Lehre: Die Spanne von 500 bis 5.000 € je CNC-gefräster Vorrichtung und ein durchgerechnetes Beispiel stehen im Artikel zu den Werkzeugkosten.

Derselbe Artikel nennt für gedruckte Vorrichtungen typisch 20–80 € Gesamtstückkosten. Das gilt für Vorrichtungen aus PETG oder PA6 CF. Eine großvolumige, getemperte Schweißlehre aus PA6 CF HT liegt darüber. Deshalb führt der Weg über den Kostenrechner, nicht über einen Pauschalwert. Bei Änderungen setzt der Toleranzen-Artikel die Kosten beim Verfahren mit 0 € an: Es gibt kein Werkzeug, die geänderte Lehre ist eine geänderte CAD-Datei. Material und Maschinenzeit für den Neudruck fallen trotzdem an.

Zum Zeitbedarf: Für Vorrichtungen allgemein rechnet man mit Stunden bis wenigen Tagen statt mit Tagen bis Wochen beim externen Fertiger. Eine Schweißlehre wird zusätzlich getempert, in zwei Stufen zu je einer Stunde pro mm der dicksten Wand, danach kühlt sie langsam ab. Die Materialien-Seite rechnet vor: 4 mm dickste Wand ergeben 4 Stunden pro Stufe. Mit Druck, Tempern und Abkühlen ist eine getemperte Lehre deshalb eine Frage von Tagen, nicht von Stunden.

Der Drucker arbeitet ohne ständige Aufsicht, Schweißer und Fräse bleiben für Aufträge frei. Gerechnet ist das aus Sicht des eigenen oder gemieteten Druckers (3D Drucker mieten).

Wann sich eine gedruckte Schweißlehre nicht lohnt

In diesen Fällen sind Stahl, Kupfer oder der Systemschweißtisch die bessere Wahl:

• Auflagen an Naht oder Wärmeeinflusszone: Badstützen, Wurzelschutz und jede Auflage, die die Naht berühren muss, gehören aus Kupfer, Keramik oder Stahl.
• Verzug gegen hohe Schrumpfkräfte halten: dicke Bleche, lange Nähte, Baugruppen, die vollständig in der Vorrichtung geschweißt werden.
• Kontaktstellen dauerhaft über 150 °C: Zeigt der Probelauf an einer Aufnahme dauerhaft mehr als den Dauergebrauchswert, gehört dort Stahl hin, oder die Aufnahme rückt weiter von der Naht weg.
• Lehre als Teil des Massekreises: Muss die Vorrichtung den Schweißstrom führen, ist sie aus Metall.
• Spritzer ohne Abdeckung: spritzerreiche Verfahren, bei denen Lehrenflächen in Spritzrichtung liegen und sich nicht abdecken lassen.
• Roboterschweißzellen mit hoher Taktzahl: Der Wärmestau über eine Arbeitsschicht führt die Lehre in den Dauerbetrieb nahe der Temperaturgrenze. Abseits der Naht bleibt gedruckter Kunststoff in der Zelle trotzdem nützlich, etwa am Greifer; wie man ihn auslegt, beschreibt der Artikel Greifer und Endeffektoren konstruieren.
• Enge Toleranzen: Die Baugruppe fordert engere Toleranzen, als Druck plus Nacharbeit liefern.
• Ebene Anlageflächen: Baugruppen, die sich mit Standardanschlägen auf dem Systemschweißtisch aufbauen lassen, brauchen gar keine eigene Lehre.

Oft liegt die tragfähige Lösung dazwischen: gedruckte Aufnahmen auf einer Stahlgrundplatte, Stahl und Kupfer an der Naht.

Häufige Fragen

Kann man eine Schweißlehre aus Kunststoff bauen?

Ja, für die Lagebestimmung und für das Heften außerhalb der Nahtzone. Nein, für Auflagen an der Naht, für Badstützen und für das Halten von Verzug gegen hohe Schrumpfkräfte. Bewährt hat sich die Aufgabenteilung: getemperte, gedruckte Aufnahmen aus PA6 CF HT auf einer Stahlgrundplatte, Stahl und Kupfer an der Naht.

Wie heiß darf eine Schweißlehre aus PA6 CF HT werden?

Maßgeblich ist der Dauergebrauch: 150 °C über 20.000 Stunden, kurzzeitig 180 °C für insgesamt höchstens 200 Stunden. Die Wärmeformbeständigkeit von 200 °C (HDT/A) ist ein Kurzzeitwert, kein Einsatzwert. Setzen Sie die Lehre nur getempert ein und messen Sie die Temperatur an den Kontaktstellen im Probelauf. Hintergründe im Artikel Hitzebeständige Kunststoffteile 3D drucken.

Was ist der Unterschied zwischen Schweißlehre und Schweißvorrichtung?

Die Schweißlehre bestimmt Lage und Winkel der Einzelteile zueinander, über Anschläge, Aufnahmen und Steckmaße. Die Schweißvorrichtung spannt die Teile zusätzlich und hält sie auch während des Schweißens. Eine Heftvorrichtung hält die Teile nur bis zum Heften; fertig geschweißt wird außerhalb. In der Werkstatt werden die Begriffe oft gleichbedeutend verwendet.

Wie genau ist eine gedruckte Schweißlehre?

FFF erreicht typisch IT12 bis IT14, gedruckte Lehren eignen sich für Toleranzen im Bereich ±0,2 mm. Bei Schweißlehren kommt die Temperschwindung von 0,8–1,5 % hinzu. Sie wird über einen Skalierungsfaktor, über Aufmaß mit Nacharbeit oder über Passbuchsen aufgefangen, die erst nach dem Tempern eingepresst werden. Einzelheiten im Artikel Toleranzen im FFF 3D Druck.

Brauche ich trotzdem einen Schweißtisch?

Ja. Der Systemschweißtisch oder eine Stahlgrundplatte ist Bezug und Kraftkreis zugleich: Die gedruckten Aufnahmen sitzen über Passbolzen in den Bohrungen mit H7-Passung, und der Kraftkreis der Spanner schließt sich im Metall statt im Kunststoff. Die Masseklemme kommt direkt ans Werkstück, denn die gedruckte Lehre ist kein Strompfad.

Wie schnell ist eine gedruckte Schweißlehre einsatzbereit?

Für Vorrichtungen allgemein gilt: Stunden bis wenige Tage statt Tagen bis Wochen beim externen Fertiger. Eine Schweißlehre wird zusätzlich getempert, in zwei Stufen zu je einer Stunde pro mm der dicksten Wand, danach kühlt sie langsam ab. Planen Sie deshalb in Tagen. Wer dünnwandig mit Rippen konstruiert, verkürzt die Temperzeit.

Welcher 3D Drucker eignet sich für Schweißlehren?

PA6 CF HT braucht eine Düse aus gehärtetem Stahl ab 0,8 mm und für Teile über 500 mm einen geschlossenen Bauraum. Der CHX 350 bietet 880 × 422 × 943 mm Bauraum; Lehren für Rahmen und Konsolen entstehen darin in einem Stück, größere Baugruppen aus mehreren Aufnahmen auf einer Stahlgrundplatte.

Schweißlehre für Ihre Baugruppe?

Schicken Sie uns das CAD-Modell einer Aufnahme oder eines Anschlags. Wir drucken es kostenlos und unverbindlich zur Probe und behandeln Ihre Daten vertraulich. Auf Wunsch tempern wir den Testdruck, ebenfalls unverbindlich und nach unserem Ermessen. Passung und Temperatur prüfen Sie an Ihrem eigenen Schweißplatz. Zu Konstruktion, Werkstoff und Tempern beraten wir Sie gern.