Think Big – Große Drucke in 3D

Wer hier mitliest, weiß das ich mich seit einiger Zeit schon mit 3D-Druckern beschäftige. Angefangen mit einem Drucker als Bausatz habe ich mir bereits nach einiger Zeit einen Anycubic i3 Mega angeschafft. Dieser allerdings wurde bereits wenige Monate gegen einen Artillery Sidewinder X1 ausgetauscht. Der Grund dafür war einfach das deutlich größere Druckbett. Mit dem Vorgänger ist man gerade bei größeren Drucken schnell an die Grenzen des machbaren gekommen.

Und hier wären wir auch schon beim Thema dieses Artikels – große 3D-Drucke! Ich bin in der Vergangenheit immer wieder gefragt worden, wie ich dabei vorgehe und worauf man achten soll. Dieser Artikel hier soll Euch bei der Umsetzung von größeren Drucken helfen und Euch vielleicht auch den ein oder anderen Tipp geben. Denn nichts ist ärgerlicher als ein Druck der bereits viele Stunden läuft und dann wegen einem Anwender- oder Hardwarefehler abgebrochen wird.

Hardware checken

Dies gilt nicht nur für große Drucke, sondern allgemein. Gerade neue 3D-Drucker haben hier Ihre Tücken. So ist es keine Seltenheit das bereits vormontierte Drucker nicht korrekt zusammengebaut sind. Prüft generell ob alle Schrauben richtig angezogen und alle Stecker richtig verbunden sind. Auch die Spindeln der Z-Achse sollten geprüft werden. Wichtig ist hierbei das diese gerade laufen und parallel zum Druckbett stehen. Oft sind diese Spindeln auch nur „dürftig“ gefettet. Ich empfehle hier die Spindeln einmal auszubauen, zu reinigen und nach dem Einbau vernünftig mit einem Mehrzweckfett zu behandeln. Dies kann man ruhig alle paar Monate wiederholen.

Der Drucker sollte auch, nach Möglichkeit, nur dort aufgestellt werden wo genügend Platz ist und das Druckbett genügend Raum hat um vollständig vor- und zurück zu fahren. Gerade bei schnellen Bewegungen entwickeln 3D-Drucker eine „Eigenschwingung“ Dies lässt sich am besten beheben in dem man den Drucker auf eine schwingungsabsorbierende Unterlage stellt. Der Drucker muss in jedem Fall sicher und stabil stehen!

Kalibrierung

Der Extruder sowie die Flowrate sollte in jedem Fall vor dem ersten Druck einmal kalibriert werden. So vermeidet Ihr es, dass sich „Elefantenfüße“ bilden oder der Druck nicht maßhaltig ist. Anleitungen zu diesem Thema findet man zu Hauf im Internet und auf YouTube. Grundsätzlich empfehle ich den Einstellfahrplan aus der 3D-Druck-Community. Das Ganze ist zwar etwas zeitaufwändig, aber Ihr werdet danach mit einem deutlich besserem Druckbild belohnt.

Leveln und kalibrieren – notwendige Basics bei jedem Drucker

Druckbett leveln

Das Leveln des Druckbetts ist das A und O vor dem eigentlichen Druck. In der Regel sind nämlich alle Druckbetten krumm und schief. Das ist zwar oft mit dem bloßen Auge nicht erkennbar, zeigt sich aber meist nach den ersten Druckminuten. Stimmt der Abstand zwischen Nozzle und Druckbett nicht, kann es gut sein, das der Druck auf einer Seite erst gar nicht richtig haftet (Druckbett zu niedrig) und sich die Nozzle auf der anderen Stelle mit einem deutlich hörbaren Kratzen im Druckbett verewigt (Druckbett zu hoch).

Wenn Euer Drucker die Funktion Mesh-Bed-Leveling unterstützt, nutzt unbedingt diese Funktion. Hierbei wird der Abstand zum Druckbett nicht nur an vier Punkten, sondern an 9, 12 oder mehr Punkten gemessen. So lassen sich die meisten Unebenheiten ausgleichen. Ich empfehle allerdings direkt das Druckbett auszubauen und gegen ein Alu-Druckbett auszutauschen. Hier ist die Wärmeverteilung nicht nur deutlich gleichmäßiger, in der Regel sind diese Aluplatten auch sehr plan gefräst und deutlich gerader. Die herkömmlichen Federn der vier Einstellschrauben sollten, nach Möglichkeit, gegen Silikondämpfer ausgetauscht werden. Hiermit könnt Ihr die Einstellschrauben am Druckbett deutlich präziser justieren. Wie dabei der Umbau funktioniert habe ich in diesem Artikel erklärt.

Druck vorbereiten

Nachdem die Vorarbeiten erledigt sind, kann es losgehen. Je nach dem was Ihr Drucken wollt, solltet Ihr Euch das zu druckende Modell zunächst einmal genau anschauen und gegebenenfalls mit verschiedenen Einstellungen in der Vorschau des Slicers anschauen. Ich verwende ausschließlich Cura zum slicen meiner Modelle. Hier habt Ihr nicht nur zig Einstellmöglichkeiten, sondern könnt auch eigene Presets speichern und später wieder verwenden. Ich gehe hier aber nur auf die wichtigsten Einstellungen ein.

Skalierung

Eigentlich selbsterklärend. Mit der Skalierung könnt Ihr die Größe des Drucks angeben. Dabei ist darauf zu achten, dass der Druck auf Eurer Druckbett passt. In Cura wird dies recht gut visualisiert – passt der Druck nicht, zeigt Cura das mit einem Transparent gestreiften Modell an. Skaliert das Modell so lange kleiner bis der Druck auf der Druckplatte wieder korrekt angezeigt wird. Ist das Grundmodell für Euch zu klein, skaliert so lange hoch bis es die gewünschte Größe hat. Hierbei ist zu beachten, je größer der Druck umso mehr Zeit wird benötigt, bis der Druck abgeschlossen ist.

falsche Skalierung – der Druck passt nicht auf das Druckbett

Schichtdicke

Auch diese Einstellung ist maßgeblich dafür verantwortlich, wie lange ein Druck dauert. Für Modelle die später nicht mehr nachbearbeitet werden sollen, verwende ich in der Regel eine Schichtdicke von 0.16mm bei einer 0.4er Düse. Die Einstellung sorgt für eine deutlich glattere Oberfläche und die einzelnen Schichten sind fast nicht mehr „fühlbar“. Eine Schichtdicke von 0.2mm kann, je nach Modell, auch verwendet werden. Gerade dann, wenn die Oberfläche wie zum Beispiel beim Modell Baby Groot eh etwas grober und strukturierter ist.

0.16er Schichtdicke – die einzelnen Layer sind fast nicht mehr zu sehen

Fülldichte und Füllmuster

Die Fülldichte gibt an inwieweit Hohlräume im Inneren des Modells aufgefüllt werden. 100 Prozent sorgen für die beste Stabilität und eignet sich für Funktionsteile die stärker beansprucht werden. Bei Modellen reichen aber in der Regel zwischen 10 und 20 Prozent locker aus. Als Füllmuster wähle ich fast immer „Dreiecke“. Hier habt Ihr, auch bei einer niedrigen Fülldichte, eine sehr gute Stabilität.

20 Prozent Fülldichte – bei Modellen völlig ausreichend

Drucktemperatur

Die Drucktemperatur richtet sich nach dem gewählten Filament. Ich drucke ausschließlich PLA und komme mit einer Drucktemperatur von zwischen 200-210°C sehr gut hin. Wenn Ihr Euch nicht sicher seid mit welcher Temperatur Ihr die besten Ergebnisse erhaltet, empfehle ich Euch vorab einen Temp Tower mit dem gewünschten Filament zu drucken. An diesem lässt sich problemlos ablesen welches die optimale Temperatur ist. Bei PLA wähle ich immer 60°C für die Druckplatte.

Druckgeschwindigkeit

Hier ist oft weniger mehr. Theoretisch kann mein Sidewinder X1 mit einer Geschwindigkeit von 100mm pro Sekunde drucken. Dies belastet, gerade bei längeren Drucken, die Motoren allerdings sehr stark und kann das oben erwähnte „Schwingen“ des ganzen Druckers begünstigen. Durch die schnellen, ruckartigen Wechsel wird der gesamte Druck auch nicht so präzise. Ich wähle hier in der Regel eine Druckgeschwindigkeit von 50-60mm pro Sekunde. So haben die einzelnen Layer genug Zeit sich miteinander zu verbinden.

Stützstruktur

Oft kommt es bei Modellen vor, das Stützen genutzt werden müssen. Zum Beispiel kann ein  ausgestreckter Arm bei einem Modell ja nicht einfach in der Luft gedruckt werden und muss demnach gestützt werden. Dazu schaut Euch einfach die Vorschau im Slicer an. Cura markiert zu stützende Stellen rot. Wenn benötigt wähle ich hier als Stützstruktur „Tree“. Diese Struktur ist deutlich dünner und lässt sich nach dem Druck viel einfacher vom Modell entfernen. Bei der Platzierung wähle ich immer „Druckbett berühren“ Hierbei wird deutlich weniger Druckzeit und Material in Anspruch genommen. Um den Winkel für die Überhänge festzulegen sollte vorab ein Overhang Test gedruckt werden. Hier lässt sich prima ablesen ab welchem Grad Eurer Drucker Stützen benötigt.

Los geht’s

Habt die oben genannten Einstellungen gecheckt und Euren Wüschen bzw. an Euren Drucker angepasst, kann es losgehen. Je nach Größe kann der Druck schon mal mehrere Stunden oder Tage dauern. Beachtet Anfangs die ersten 3,4 gedruckten Schichten (Layer). Diese sollten sauber und glatt gedruckt werden. Gibt es hier schon irgendwelche Unregelmäßigkeiten sollte der Druck abgebrochen und die Einstellungen nochmals gecheckt werden. Mit meinen Tips solltet Ihr aber zum Schluss ein tolles Modell in Euren Händen halten.

Thema Filament

Mit den Filamenten ist das auch immer so eine Sache. Leider musste auch ich in der Vergangenheit immer wieder die Erfahrung machen, das im Internet jede Menge Mist verkauft wird – oftmals auch zu absolut überzogenen Preisen. Nicht selten kommt es vor, das solche Rollen schlecht gewickelt sind oder der Durchmesser total ungleichmäßig ist. Die Rolle ist dann quasi nicht oder nur noch schwer nutzbar. Hier solltet Ihr unbedingt auf gute Qualität achten.

Aktion

Das gutes Filament (PLA) nicht teuer sein muss zeigt der Hersteller DC plastics. Das die Jungs mit Herz und Seele bei der Sache sind merkt man an jeder einzelnen Rolle. Für unter 20 Euro pro Rolle bekommt Ihr nicht nur tolles Material sondern auch ständig neue Farben. Umso mehr freut es mich, das DC plastics mit mir eine Rabattaktion gestartet hat. Mit dem Gutscheinscode DORTMUNDERBLOG5 erhaltet 5% Rabatt auf Euren gesamten Einkauf.  Egal ob eine oder 10 Rollen. Einfach den Code beim Kaufabschluss angeben. Der Code ist bis einschließlich 18.04.2021 gültig.

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