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Allgemeines zu 3D Druckern

Anmerkungen zu Benchmarks und technischen Daten

Ich weiß schon, dass sich für euch beim Kauf eines neuen Druckers alles um Benchmarks dreht und das war auch meine Art über diese Geräte zu denken, bevor ich eine Handvoll Drucker getestet habe. Testdrucke sind weniger als die halbe Geschichte zu einem 3D-Drucker. Es gibt viele unterschiedliche Drucker-Designs die alle ihre speziellen Vor- und Nachteile haben und ein, zwei oder drei Drucke decken nicht alle Eventualitäten ab oder legen den Schwachpunkt offen, der für deinen speziellen Anwendungsfall zum Problem werden kann. Ein Drucker kann in einem Test glänzen und in einem anderen durchfallen, nur weil das Filament gewechselt wurde oder die Umgebungstemperatur eine andere als im Testlabor ist. Nur wenige von euch werden in einem klimatisierten Raum werkeln und wer kauft schon gleich eine Tonne Plastik auf einmal, nur um sicherzustellen, dass alles aus einer Charge stammt. Werft einen Blick auf Testdrucke des Gerätes eurer Wahl, um zu sehen, ob die Druckqualität im Großen und Ganzen für eure Zwecke reicht, aber überinterpretiert nicht die Details.
Meine ersten beiden Drucker waren der Tronxy P802 und der Anet A8. Beide werden als Bausatz ausgeliefert und die Konstruktion unterscheidet sich nur in Details. Es handelt sich um Geräte aus dem untersten Preissegment und die Mechanik ist nicht sehr stabil. Von einem professionellen Standpunkt aus betrachtet, sind beide nichts als "Spielzeuge", jedoch gibt es nichts besseres als mit einem Gerät herumzuspielen, um zu lernen, wie 3D-Druck funktioniert. Um derartige i3-Clone hat sich eine große Gemeinschaft gebildet und mit deren Hilfe sowie entsprechenden, selbst anzufertigenden Zusatzteilen kann die Qualität der Drucke Schritt für Schritt verbessert werden. So lernt man am intensivsten!
Die Fertigungsqualität einer Maschine trennt die Spreu vom Weizen. Wer beabsichtigt, viel zu drucken, sollte nach einem Drucker mit einem stabilen Rahmen aus Metall und robusten Führungen Ausschau halten. Die Elektronik sollte gut isoliert in einem ebenfalls robusten Gehäuse untergebracht sein. Derartige Geräte sind aus gutem Grund teurer als die billigsten Bausätze.

Schichtstärke und Auflösung

Bei der Schichtstärke handelt es sich im Prinzip um nichts als eine Variable der verwendeten Software. eine Schichtstärke von 50 Mikrometer klingt erst einmal nach einem 4fach besseren Druck als mit 200 Mikrometern Schichtstärke und eine 0.2mm Düse erlaubt das Drucken feinerer Details als eine 0.4mm Düse. Stimmt, aber:
Mit einer Schichtstärke von 0.05mm benötigt ein Druck die vierfache Zeit zur Fertigstellung im Vergleich zu 0.2mm Schichtstärke. Ähnlich verhält es sich mit dem Durchmesser der Düse und der damit verbundenen Breite des austretenden Plastikstranges - man benötigt die doppelte Zeit für einen Druck bei Verwendung einer 0.2mm Düse im Vergleich zu einer 0.4mm Düse (ausgehend von gleicher Schichtstärke). Wer also nur nach den technischen Daten seines Druckers geht, druckt mit 0.05mm Schichtstärke unter Verwendung einer 0.2mm Düse, um das Maximum an Auflösung aus seiner Maschine herauszuholen. Große Werkstücke können durchaus einen halben Tag bis zur Fertigstellung benötigen und möchtet ihr wirklich 2 Tage und länger auf einen Druck warten? Je länger ein Druck zur Fertigstellung benötigt, um so wahrscheinlicher ist es, dass dabei etwas schief geht. Je kleiner die Düse, um so wahrscheinlicher verstopft diese bei einem Druckvorgang.
Eine Schichtstärke von 0.2mm können selbst günstige Geräte zuverlässig drucken und das ist die Einstellung mit der ich arbeite - unter Verwendung einer 0.4mm Düse. Strukturen im Bereich von unter einem Millimeter wird dein Drucker nicht wirklich getreu der Vorlage wiedergeben können, auch wenn die Spezifikationen das vermuten lassen!
Die rauhe Oberfläche eines Druckes wird immer wahrzunehmen sein, auch wenn mit einer Schichtstärke von 0.05mm und einer 0.2mm Düse gearbeitet wird - das solltest du akzeptieren und auch damit lassen sich tolle Projekte verwirklichen!

Druckvolumen

Ich weiß, ihr sucht nach einem Drucker, mit dem man einen Airbus A380 in einem Stück ausdrucken kann, aber vergesst das ganz schnell wieder. Kleiner ist besser!
Je kleiner eine Maschine, um so leichter ist es, diese auch stabil zu bauen. Die Hebel sind kleiner, womit mechanisches Spiel sich weniger störend auswirkt - zumindest theoretisch. Euer erster 3D Drucker sollte also eher klein ausfallen. Derartige Geräte sind in der Regel günstiger und somit spart ihr Geld für euren nächsten Drucker - wer sich in die Materie vertieft wird immer nach dem nächsten Gerät mit besseren Spezifikationen Ausschau halten, völlig gleich, wie teuer euer erster Drucker war...
Ein weiteres Problem das mit der Größe wächst ist "warping", also das Schrumpfen des Plastiks beim Abkühlen während des Druckens. Große Werkstücke lösen sich beim Drucken eher von dem Druckbett als kleine Teile. Objekte mit einer Grundfläche von 20x20cm sind nicht leicht zu erstellen, was jeder bestätigen wird, der es schon versucht hat. Denkt bei euren Projekten lieber an 10x10cm Objekte als an 30x30cm Teile, wenn ihr wirklich Spaß mit eurem Drucker haben möchtet. Auf einem großen Druckbett lassen sich viele kleine Teile in einem Druckvorgang erstellen, was Zeit sparen hilft. In eurer CAD Software könnt ihr große Bauteile in mehrere kleine Konstruktionselemente aufteilen. Wenn ihr so vorgeht, sind die Erfolgsaussichten größer und mit jedem neuen Projekt werdet ihr zu besseren Designern.

Bezugsquellen

Sehr preisgünstige Drucker bekommt man bei verschiedenen chinesischen Online-Händlern. Billig einkaufen bedeutet ohne großen Service einzukaufen, denn Service treibt die Kosten nach oben. Ich habe meine Testgeräte von dem Onlinehändler Gearbest kostenlos zur Verfügung gestellt bekommen, aber nein: Es handelt sich dabei nicht um handverlesene Geräte von besserer Qualität als üblich, denn nicht einmal für mich gibt es derartige "Extrawürste"...
Wer mit dem schlechten Englisch und der mangelnden, oftmals sehr blumigen Beschreibung leben kann, erhält nach einigen Wochen einen funktionierenden 3D-Drucker zu einem unschlagbar günstigen Preis (die Lieferung aus China dauert recht lange, aber man erhält die Ware für sein Geld). Wer bei einem Händler in seinem Land kauft zahlt deutlich mehr für sein Gerät, denn Service und Garantieleistungen gibt's nicht umsonst. 3D-Drucker sind keine Massenware vergleichbar mit normalen 2D-Druckern; diese werden von eher kleinen Herstellern produziert, womit der Service rund um die Geräte generell weniger gut organisiert ist wie man es von einigen großen Händlern gewohnt ist. Das gilt besonders wenn man sich nach Geräten in der Klasse unter 1000,-€ umsieht (egal wo man kauft).
Eine weitere gute Nachricht ist, dass es für die billigen Drucker auch billige Ersatzteile gibt. Somit ist der Austausch einer Hauptplatine, eines Motortreibers oder Druckkopfes kein Hexenwerk, wenn man gelernt hat, wie ein 3D-Drucker funktioniert. Mit einem billigen Drucker sinkt die Schwelle, eigene Experimente mit der Hardware zu starten und nur so wird man Schritt für Schritt zum Experten in Sachen 3D-Druck. Ich bin froh, Zugriff auf derartig günstige Elektronik direkt aus China zu haben, auch wenn nicht alles perfekt läuft - Hardware für Alle hilft dabei, Technologie zu demokratisieren (irgendwie).
Wo ihr kauft bleibt euch überlassen, ich bin nicht die Schulter zum ausweinen wenn etwas schiefgelaufen ist, helfe aber gerne bei technischen Problemen weiter.

Zusammenfassung

Die gute Nachricht ist: Alle hier gelisteten Drucker erfüllen ihren Zweck und materialisieren eure Ideen.
Die eine Maschine die alle anderen in den Schatten stellt, existiert nicht. 3D-Druck bedeutet zu lernen, wie die Dinge funktionieren, Parameter neu einzustellen und einen Druck so lange zu wiederholen, bis man ein brauchbares Resultat in Händen hält. Einen 3D-Drucker zu besitzen öffnet euch die faszinierende Welt des "Rapid Prototyping" inklusive des Risikos eines Misserfolges. Solltet ihr nur beabsichtigen, Figuren von verschiedenen Quellen im Netz zu kopieren, bedenkt dass sehr viele Plastikfiguren billiger sind als ein 3D-Drucker...

Getestete 3D Drucker

Technische Daten

Drucker Druckvolumen
LxBxH
Max. Temperatur
Extruder / Druckbett
Bemerkung
Tronxy P802 220x220x240 250°C / 85°C Bausatz, Prusa i3 Clone.
Anet A8 220x220x240 250°C / 85°C Bausatz, Prusa i3 Clone.
Creality CR-10 300x300x400 250°C / 85°C Weitgehend fertig montierter Bausatz, großes Druckvolumen.
Ender 150x150x200 250°C / 60°C Weitgehend fertig montierter Bausatz, kompakte Abmessungen, leicht zu transportieren.
Anycubic Kossel 180(Durchmesser)x300 250°C / not heated Delta Drucker, knifflig zu justieren, etwas schwacher Extruder Motor, "Cool"
Anycubic i3 Mega 20x20x20cm 250°C / 100°C Prusa i3 Clone mit extrem stabilen Stahlrahmen, "Smart Leveling" mit Abstandssensor, sowie Druckfortsetzung nach Stromausfall oder ausgegangenem Filament.
Tronxy X5 21x21x28cm 250°C / 90°C Vibrationen des Druckbetts mit vielen Modifikationen eliminiert.
Anet E10 22x27x30cm 250°C / 67°C Qualitätsprobleme während des Testlaufs.


Angebote zu 3D-Druckern und mehr gibt's bei den Kauftipps.

Ender 3D Druckerer Bauanleitung
Abbildung 1:

3D Modelle zum Selberdrucken

Auf MyMiniFactory gibt's frei zugängliche 3D-Modelle zum Ausdrucken. Für Designer laufen auf dieser Plattform Wettbewerbe mit Preisen rund um 3D-Druck.


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