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- Herausgeber: 3DTech
- Sprache: Deutsch
- Veröffentlichungsjahr: 2021
Der Praxisguide für Einsteiger und Anwender
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Seitenzahl: 64
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Rechtliche Angaben
© 2022
Autor und Herausgeber: M.Eng. Johannes Wild
A94689H39927F
E-Mail: [email protected]
Internet: www.3ddruckworkshop.de
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Inhaltsverzeichnis
Rechtliche Angaben1
1 Motivation4
2 Einführung in den 3D-Druck6
2.1 3D-Druck Verfahren und Funktionsweisen6
2.2 3D-Drucker Kaufberatung9
2.3 Notwendiges 3D-Drucker Zubehör für den Start12
2.4 3D-Drucker Inbetriebnahme und der erste eigene 3D-Druck14
3 Einführung in die 3D-Druck Software18
3.1 Slicing Software und Erklärungen zu den Dateiformaten18
3.2 Weitere Software für den 3D-Druck21
3.3 Slicing Software Cura: Einführung und wichtige Einstellungen27
4 Fortgeschrittene Einstellungen und weitere Beispiele35
4.1 Bauteile für den CR-10 3D-Drucker35
4.2 Slicen und Drucken anhand von Musterbeispielen lernen40
4.2.1 Low-Poly-Hundestatue40
4.2.2 Vase im Honigwaben Design45
4.2.3 Verschiedene Füllmuster47
4.2.4 Weitere Tipps zu Slicing Einstellungen49
5 Filamente und Materialien51
6 3D-Drucker Wartung und Troubleshooting54
6.1 Reparatur, Wartung und Problemlösung beim 3D-Drucker54
6.2 Troubleshooting Guide56
6.2.1 Schlechte Druckbetthaftung56
6.2.2 Under-Extrusion und Over-Extrusion57
6.2.3 Stringing oder Oozing57
6.2.4 Layer Separation57
6.2.5 Verstopfte Düse58
6.2.6 Schlechtes Infill58
6.2.7 Vibrations und Ringing59
6.2.8 Warping59
6.2.9 Schrammen auf dem Druck (Ober- und Unterseite)59
7 3D-Scannen61
1 Motivation
Bestimmt haben sie schon ein paar coole Storys über das Thema 3D-Druck gehört und einige faszinierende Fotos von 3D gedruckten Bauteilen gesehen, die ihre Begeisterung für dieses Thema geweckt haben. Falls nicht, dann wird es höchste Zeit, sich mit dieser genialen Technologie auseinanderzusetzen. Sie werden verblüfft sein, was in der Welt des 3D-Drucks alles möglich ist. Sie werden staunen, wenn sie ihre ersten eigenen Drucke in den Händen halten. In diesem Buch werden sie Schritt für Schritt angeleitet und erlernen auf diese Weise kinderleicht durch die Expertise eines Ingenieurs und 3D-Druck Anwenders, den Umgang mit einem FDM 3D-Drucker und der dazugehörigen Software.
Alles, was Sie für den Start in den 3D-Druck benötigen, wird Ihnen ausführlich erklärt und erläutert, damit Sie sich sicher im 3D-Druck Dschungel zurechtfinden. Sie lernen Objekte auszudrucken, die sie sich kostenlos online downloaden können, und eigene Projekte, Ideen oder Prototypen materiell zu verwirklichen. Dieses Buch richtet sich generell an alle technisch aufgeschlossenen Menschen, die sich für den 3D-Druck interessieren.
Idealerweise kaufen sie sich dafür einen eigenen 3D-Drucker. Aber keine Sorge, sie müssen sich dafür nicht in Unkosten stürzen. Qualitativ gut druckende 3D-Drucker, die das FDM Verfahren nutzen, sind bereits für weniger als 500 € zu erhalten. Falls Sie sich keinen eigenen 3D-Drucker kaufen möchten, werden Sie trotzdem von diesem Buch profitieren. Zum einen durch das Wissen über die wichtigsten Vorgänge und Prinzipien der 3D-Druck Technologie. Zum anderen durch die Möglichkeiten einen sogenannten Makerspace oder einen externen 3D-Druck Dienstleister zu nutzen.
Ein Makerspace ist ein Ort, an dem meist mehrere und verschiedene Geräte wie z. B. 3D-Drucker, Laserscanner oder Lasercutter für Mitglieder zur freien Nutzung zur Verfügung stehen. Diese als Werkstatt eingerichteten Räumlichkeiten bieten den notwendigen Platz und die richtige Ausstattung zur Umsetzung von eigenen Projekten. Informieren Sie sich ganz einfach online unter www.maker-faire.de, wo sich der nächste Makerspace in ihrer Nähe befindet. Zunächst aber zu ein paar Möglichkeiten des 3D-Drucks. Sehen Sie sich in Abb. 1 ein paar ausgedruckte Objekte an.
Abbildung 1: 3D-Druck Beispielobjekte: Vase, Figuren, 2D-Wandbild, Spielzeug
Lassen Sie Ihrer Fantasie freien Lauf! Sie können mithilfe dieses Buches in Zukunft auch noch viele weitere tolle Objekte ausdrucken. Etwas Inspiration für den Anfang konnten sie sicher aufschnappen. Und deswegen machen wir uns jetzt voller Motivation an eine kleine theoretische Einführung zu den Grundlagen des 3D-Drucks, um möglichst bald mit dem Drucken loslegen zu können.
2 Einführung in den 3D-Druck
2.1 3D-Druck Verfahren und Funktionsweisen
Die in diesem Workshop hauptsächlich vorgestellte und auch verwendete 3D-Drucker Technologie nennt sich FDM oder auch FFF. Das Kürzel FDM steht für die englische Bezeichnung des „Fused Deposition Modeling“, was, grob ins Deutsche übersetzt, so viel wie Schmelzschichtverfahren bedeutet. Das Herzstück des FDM 3D-Druckers ist eine Düse mit einem Heizelement, dem sogenannten „Hot-End“ (siehe Abb. 2), welches Filament – das Druckmaterial – schmilzt und Schicht für Schicht auf dem Druckbett oder der zuvor gedruckten Schicht ablegt. Auf diese Weise wächst das Druckobjekt Schicht für Schicht in die Höhe.
Abbildung 2: Hot-End des 3D-Druckers Creality CR-10
Als Druckmaterial wird meist ein Filament aus Kunststoff verwendet. Am mitunter einfachsten zu drucken und sehr weit verbreitet ist PLA. PLA ist ein Kunststoff, der aus regenerativen Quellen, z. B. aus Maisstärke gewonnen wird und somit biokompatibel und lebensmittelecht ist. Andere Kunststoffe wie ABS sind schwieriger zu drucken, überzeugen jedoch mit besseren mechanischen Eigenschaften. Die Schichtdicke wird vorwiegend im Bereich zwischen 0,1 mm und 0,4 mm gewählt, wobei die Druckqualität mit geringerer Schichtdicke zunimmt. Je geringer die Schichtdicke, desto länger ist jedoch auch die Druckzeit.
Damit der Druck gut auf dem Druckbett haftet und sich während des Druckes nicht löst, ist ein beheiztes Druckbett im Bereich von ca. 60° Celsius zu empfehlen. Manche 3D-Druck Begeisterte verwenden noch allerlei Hilfsmittel, wie Klebeband, Klebestifte, Haarspray oder Dauerdruckplatten, um eine gute Druckplattenhaftung zu erreichen. Bei gut aufeinander abgestimmten Einstellungen und einem kalibrierten Druckbett klappt es normalerweise aber auch ohne. Einen Geheimtipp in Sachen Druckbett gibt es jedoch: Um eine einwandfrei plane Fläche für das Druckobjekt bereitzustellen wird ein Spiegel als Druckunterlage verwendet. Denn, Spiegel müssen äußerst plan gefertigt werden, um ein verzerrungsfreies Spiegelbild zu liefern.
Der Druckkopf kann sich mithilfe von sogenannten Schrittmotoren durch alle 3-Raumrichtungen bewegen. Dadurch ist es möglich, fast alle erdenklichen Formen zu drucken (siehe Abb. 3).
Abbildung 3: Einer von mehreren Schrittmotoren des 3D-Druckers
Neben dem FDM Verfahren existieren auch noch weitere, vorrangig im industriellen Bereich verwendete 3D-Druck Verfahren, wie das selektive Lasersintern und die Stereolithographie, kurz SLS und SLA. Bei diesen Verfahren wird mithilfe eines Lasers ein Kunststoffpulver, flüssiges Harz oder auch Metallpulver zu festen Bauteilen miteinander verschmolzen. Drucker, wie von den Herstellern Formlabs, Sintratec oder EOS nutzen z. B. diese Verfahren. Diese 3D-Drucker sind im Allgemeinen etwas aufwendiger und teurer als das FDM Verfahren, weshalb sie in diesem Buch nur kurz erwähnt werden.
