Ein 3D-Drucker baut dreidimensionale Objekte aus Kunststoff. Das ist kein Scherz, sondern schwer im Kommen. Im Internet finden sich zahlreiche Seiten, in denen sich Liebhaber dieser Technik über jedes Detail austauschen – vom Entwerfen der Objekte als STL-Datei über das beste Druckmaterial bis zum Austausch besonders gut gelungener Objekte.
Die Drucker sehen meist aus, als wären sie der Bastlerecke entsprungen. Nicht selten sind einige Kunststoffteile des Geräts selbst tatsächlich ausgedruckt – ein Zeichen dafür, dass die Massenproduktion noch nicht begonnen hat.
Am weitesten verbreitet ist das Fused-Depositing-Modeling (FDM). Hier kommt geschmolzener Kunststoff zum Einsatz. Er wird Schicht für Schicht übereinander gelegt, bis das Objekt fertig ist. Es gilt als das günstigste Verfahren, um 3D-Gegenstände zu erstellen. Wir haben eine Übersicht mit gängigen 3D-Druckern zusammengestellt, die zeigt, wie viele Modelle inzwischen zur Auswahl stehen und was sie kosten.
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Hersteller |
Modellserie |
Geräteart |
Preis |
Internetadresse |
|---|---|---|---|---|
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3D-Systems |
Cube 3D Printer |
Fertiggerät |
ab 1300 Dollar |
http://cubify.com/cube/, www.3dsystems.com |
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Bits from Bytes |
Rapman / 3D Touch |
Bausatz / Fertiggerät |
ab 1.220 bzw. 3.500 Euro |
www.bitsfrombytes.com |
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Delta Micro Factory Corporation |
Up Personal Portable 3D Printer |
Fertiggerät |
ab 1.700 Euro |
www.pp3dp.com |
|
Delta Micro Factory Corporation |
Up Mini |
Fertiggerät |
noch unklar |
www.pp3dp.com |
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Fab Fabbster |
Fabbster |
Bausatz |
ab 1.400 Euro |
www.schule-trifft-technik.de |
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Felixprinters |
Felix 1.0 |
Bausatz |
ab 900 Euro |
www.felixprinters.com |
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German Reprap Foundation |
Protos |
Bausatz |
ab 800 Euro |
https://shop.grrf.de |
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GLI Concept |
Shapercube |
Bausatz |
ab 1.200 Euro |
http://reprapsource.com/de |
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Make Mendel |
Orca / Rapidbot |
Bausatz / Bausatz |
ab 900 Euro |
www.makemendel.com |
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IRapid |
IRapid |
Fertiggerät |
noch unklar |
www.irapid.de |
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Makerbot Industries |
Replicator / Thing-O-Matic |
Bausatz |
ab 1.680 Euro bzw. 1.100 Dollar |
http://store.makerbot.com |
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Ultimated Ltd. |
Ultimaker |
Bausatz |
ab 1.200 Euro |
https://shop.ultimaker.com |
Die Begeisterung für den 3D-Druck ist so groß, dass wir uns einen Vertreter ins Testlabor geholt haben. Wir haben uns für ein Einsteiger-Gerät entschieden – den "Up Personal Portable 3D Printer" des chinesischen Herstellers Delta Micro Factury Corporation, der sich in Deutschland über www.noda.com beziehen lässt.
Beim Up handelt es um ein Fertiggerät, das im Gegensatz zu anderen 3D-Druckern nicht als Bausatz geliefert wird, den der Anwender erst zusammensetzen muss, um ihn betriebsfertig zu machen. Der Up baut Gegenstände in einer maximalen Größe von 14 x 14 x 13,5 Zentimetern (B x T x H und kostet rund 1.800 Euro.
Für das Geld erhält der Anwender nicht nur den Drucker selbst, sondern auch 1,5 Kilogramm des Kunststoffs ABS (Acrynitril-Butadien-Styrol). Er ist auf einer Spindel als Faden aufgewickelt. Dazu legt der Anbieter einen Werkzeugsatz bei, der unter anderem einen Heber enthält, um den fertig gedruckten Gegenstand von der Plattform zu lösen. Außerdem finden sich Handschuhe und Werkzeuge zum Nachbearbeiten im Lieferumfang.
Testvorbereitungen
Obwohl der Up ein Fertiggerät ist, müssen wir vor dem Drucken noch einiges am Metallrahmen des Druckers anschrauben – die Führung für den Kunststofffaden und die Halterung für die Rolle selbst. Nun hängen wir diese ein und können uns daran machen, die Software zu installieren. Sie liegt nicht wie bei herkömmlichen Druckern als CD bei. Vielmehr müssen wir sie von der Händler-Webseite herunterladen. Das klappt jedoch ohne weiteres.
Nach dem Installieren erhalten wir die englischsprachige Software Up! V1.16 und den Druckertreiber. Dazu haben wir noch das Handbuch herunterladen, das uns trotz englischer Sprache zuverlässig durch die Inbetriebnahme sowie den ersten Druck eines 3D-Objekts leitet.
Bevor der Drucker das erste 3D-Objekt aufbauen kann, muss er erst vorbereitet werden. Wichtigster Schritt vor dem eigentlichen Druck ist die Kalibrierung der Düse. Denn ein erfolgreicher Druck steht und fällt mit dem Abstand von der Plattform, auf der später das Objekt gebaut wird.
Zum Kalibrieren gehen wir in der Up-Software zum Reiter "3D Print" und wählen "Maintenance". Der Abstand zwischen Düse und Plattform muss beim Up zwischen 0,2 und 0,8 Millimeter betragen. Ist die Düse zu weit weg von der Plattform, haftet der erhitzte Kunststofffaden nicht auf dem Trägermaterial. Ist sie zu nah, fehlt schlicht der Platz zum Bauen des Objekts. Der ideale Abstand von 0,2 Millimetern lässt sich mit einem einmal gefalteten Papier relativ leicht nachvollziehen – dem Tipp im Handbuch sei Dank.
Vor dem Kalibrieren der Düse muss die Trägerplatte montiert sein, auf der das Druckobjekt letztlich aufgebaut wird. Das ist beim Up eine Lochrasterplatte in der Größe der Plattform, die mit Hilfe von Klammern fixiert wird. Eine einfache, aber effektive Lösung. Die Höhenkalibrierung der Düse lässt sich an insgesamt vier Punkten der Plattform vornehmen, um feine Höhenunterschiede auszugleichen. Den idealen Düsenabstand sollte man sich griffbereit notieren, denn er erscheint zum Abgleich im Druckfenster.
Danach geht es ans Laden einer STL-Datei oder einer im proprietären Format des Up-Druckers. Wer es sich einfach machen will, um den Drucker möglichst schnell auszuprobieren, nimmt eine fertige Datei aus dem Blog des Druckerherstellers oder Blogs anderer Hersteller wie etwa www.thingiverse.com. Dort finden Sie auch die im Test verwendeten Vorlagen. Nach dem Laden erscheint das zu druckende Objekt in der Software. Hier sehen wir die Plattform quasi virtuell. Das vereinfacht die Orientierung. Das Objekt lässt sich per Icon "Auto Place" einfach in die Mitte der Plattform setzen.
Bevor wir nun losdrucken können, müssen wir noch die Höhe der Trägerbasis, die Stärke der Objektwände sowie die Stärke der inneren Stabilisationsgitter festgelegen. Die entsprechenden Eingaben machen wir unter "3D Print, Setup". Ist das erledigt, klicken wir auf "3D Print" und definieren, in welcher Auflösung das Objekt gebaut werden soll. Je feiner die Plastikfäden gesetzt werden, desto länger dauert das Bauen.
Druckerzeugnisse und Knackpunkt
Unser erster Versuch eines 3D-Drucks ist ein Minitöpfchen. Die Software errechnet die Schichten und die dafür nötige Zeit. So gibt sie uns für das Töpfchen mit einem Durchmesser von 3,5 Zentimetern und einer Höhe von gut 3 Zentimetern 48 Minuten an. Wir sind etwas erstaunt, aber das Programm wird Recht behalten. Immerhin besteht das Objekt aus 172 Schichten.
Zuerst setzt der Drucker ein Raft (Floß), eine Art Basis, auf der das Objekt platziert wird und das sich später entfernen lässt, da das Material hier recht locker verteilt ist. Danach geht es Schicht für Schicht ans Bauen des Objekts. Zuerst entsteht der Boden des Töpfchens, danach geht es an die Ränder. Schicht für Schicht setzt der Up die Kunststofffäden übereinander. Am Ende erhalten wir das fertige Töpfchen. Wir entfernen es von der Plattform und säubern es.
Die folgender Tabelle zeigt, wie lange der Druck der Probeobjekte dauert, wie viel Kunststoff verbraucht wird und aus wie vielen Schichten sie bestehen. Die Angaben sind abhängig von der gewählten Auflösung und Schichtstärke (Vorlagen: www.thingiverse.com, www.pp3dp.com).
|
Objekt |
Schichten |
Druckzeit (in Stunden) |
Verbrauchsmaterial (in Gramm) |
Materialpreis (in Euro) |
|---|---|---|---|---|
|
Sahnetöpfchen |
171 |
0:48 |
9,5 |
0,34 |
|
Espressotasse |
259 |
1:11 |
13,8 |
0,50 |
|
Auto (2 Teile) |
307 |
4:01 |
39,0 |
1,40 |
Im Test des UP hat der 3D-Drucker Probleme mit der Zuführung des Kunststoff-Rohmaterials. Sobald sich die Fäden auf der Rolle überkreuzen, stockt bald darauf die Zufuhr zur Düse. Der Drucker gibt zuerst nur auf der Stelle Material aus, später erhält er gar keinen Kunststoff mehr, bewegt den Druckkopf aber weiter. Manko: Das Steuerungsprogramm des Druckers gibt keine Fehlermeldung aus.
Es bleibt im Endeffekt nichts anderes übrig, als den Druck ganz abzubrechen oder zumindest so lange zu stoppen, bis die Materialversorgung wieder sichergestellt ist.
Unser Rat: Bleiben Sie auf jeden Fall in der Nähe des 3D-Druckers, so lange er arbeitet. Dann haben Sie eine Chance, die Rolle mit dem Kunststoff im Auge zu behalten. Mit locker aufgewickeltem ABS kommt das Gerät im Test ohne Probleme zurecht.
Mit dem Nachbearbeiten des fertigen Gegenstands sollte man schnell sein. Der Grund: Je härter der Kunststoff, desto schwieriger lässt er sich entfernen. Die mitgelieferten Werkzeuge wie der Heber und die Holzschnitzinstrumente sind für grobe Arbeiten gut geeignet. Filigrane Tätigkeiten übernehmen besser Feilen und Schleifpapier. Ohne Nachbearbeiten geht es jedoch auf keinen Fall.
Fazit
Für einen 3D-Drucker ist der Up Personal Portable 3D Printer kompakt gebaut. Er findet damit leicht ein Plätzchen auf dem Schreibtisch oder im Hobbyraum. Gleichzeitig beschränkt die schmale Bauweise zwangsläufig die Größe der Objekte.
Im Test arbeitet der Up solide und unermüdlich. Allerdings sollte er nicht allein gelassen werden, um zu verhindern, dass sich die Plastikfäden verheddern und damit die Zuführung zur Düse unterbrochen wird.
Gut beraten ist man, die Plattform, auf der das 3D-Objekt gebaut wird, vorzuheizen. Ist sie zu kalt, haftet der Kunststoff nicht auf der Oberfläche und der Druck geht im schlimmsten Fall schief. Auch die Tatsache, dass der Up keine Fehlermeldungen an den angeschlossenen Rechner sendet, finden wir etwas gewöhnungsbedürftig.
Sonst hat der Up in der Redaktion helle Begeisterung ausgelöst. Jeder Kollege, der den Up sieht, hat sofort eine Idee, was er drucken könnte. Das 3D-Drucken ist jetzt schon eine super Sache für Tüftler und Bastelfreunde. Um es im Massenmarkt zu etablieren, wird jedoch noch eine Weile vergehen.
Dieser Artikel basiert auf einem Beitrag unserer Schwesterpublikation
PC-Welt. Autorin: Ines Walke-Chomjakov (tö)
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