3D-Druck für Einsteiger(innen)

Im Forum wurden wir nach YouTube-Videos für Anfängerinnen gefragt. Zunächst mal eine Klarstellung. Unsere Seite interessiert sich nicht für das Geschlecht. Bei uns geht es um 3D-Druck und angrenzende Technologien. Darum verbiege ich hier auch nicht meine deutsche Muttersprache mit Sternchen und innen. Alle Ausführungen sind geschlechtslos geschrieben, wie es mich meine Eltern gelehrt haben.

Tatsächlich finde ich auf YouTube auch recht wenig für Einsteiger. Die Masse der YouTuber konzentriert sich auf die Vorstellung neuer Geräte. Die Affiliate-Links bringen etwas Geld. Im besten Fall gibt es Kanäle mit Tipps, welche sich an die fortgeschrittenen User richten. Die wenigen Videos von uns sind da nicht besser, aber wir haben uns dazu entschieden, nicht auf oberflächliche Videos, sondern auf informative Blogbeiträge zu setzen.

Das Titelbild ist etwas provokant und ich bezeichne sie lieber als Einsteiger. Selbst Anfänger trifft es nicht. Denn lesen haben wohl alle gelernt, die es auf diese Seite geschafft haben. Auch war meine Überlegung, ob es wirklich diesen Beitrag braucht. Wir haben ja schon viele Beiträge, die sich auch an Einsteiger richten. Zumal ich wohl aus dem Stadium des Einsteigers heraus bin, aber an diesem Punkt waren wir alle mal. Doch bei der Suche nach einem Video zur Frage bin ich auf eines gestoßen, welches wohl wirklich von einem Einsteiger erstellt wurde und die Probleme so richtig gut aufzeigt. Es kommt der Punkt, da übersteigt die Faszination die Zurückhaltung und dann muß ein 3D-Drucker ins Haus. Das hierbei Fragen auftauchen liegt in der Natur der Dinge und dann wird der gute Kumpel gefragt, der ja einen 3D-Drucker bei sich stehen hat. Die Antworten fallen entsprechend unterschiedlich aus. Ich binde Euch hier mal das Video ein.

Na? Hättet Ihr die gleichen Antworten gegeben? Mit Sicherheit nicht. Zu unterschiedlich sind die Erfahrungen. Also versuche ich hier mal, etwas Licht ins Dunkel zu bringen.

Es beginnt bei der Frage, welcher Drucker soll es sein? Nicht jeder findet da mal plötzlich einen Drucker in der Ecke. Also muß dieser gekauft werden. Die Auswahl unterscheidet sich hier nicht einfach nur in China-Drucker und Made in Europa! Es beginnt schon beim Druckverfahren. Im Video wurde auf FDM-Druck gesetzt. Das ist wohl der verbreitetste 3D-Druck in den eigenen 4 Wänden, aber nicht der Einzige. Beim FDM-Druck wird das Filament (Material) aufgeschmolzen und schichtweise aufgetragen. Ein weiteres Verfahren ist der Druck mit Harz. Dabei wird ein Resin (Harz) schichtweise mit UV-Licht ausgehärtet. Es gibt noch unzählige weitere Verfahren, welche aber im Hobbybereich nicht zum Einsatz kommen.

Also muß zunächst die Frage gestellt werden, was soll gedruckt werden. Denn das entscheidet maßgeblich das Druckverfahren. In den meisten Fällen ist dieser Punkt am Anfang gar nicht so klar. Der Harz-Druck erlaubt sehr feine Konturen und ist in der Regel auch deutlich schneller als der FDM-Druck. Jede Schicht benötigt hier nur wenige Sekunden. Jedoch ist das mit anderen Nachteilen verbunden. Nicht jeder mag mit dem Harz herum panschen. Anschließendes Spülen, Nachbelichten und Entfernen von Stützstrukturen… Zudem ist das Harz teurer als einfaches Filament und die Teile sind nicht wirklich mechanisch belastbar. Bezahlbare Geräte haben einen eher begrenzten Druckraum. Damit schränkt sich der Druck auf kleine, filigrane Teile ein. Da in der Regel also eher auch alltäglich nutzbare Teile erstellt werden, geht dann oft der Trend zum FDM-Druck.

Also sind wir dann wieder auf dem Stand des Videos und ob es dieser MK-4 von Prusa oder doch ein anderer Drucker sein soll. Und auch hier ist die Antwort nicht so einfach zu beantworten. Oft wird nach der eierlegenden Wollmilchsau im 3D-Druck gesucht. Ich kann das auch gut nachvollziehen. Da ist das Gefühl, lieber man hat, als man hätte. Das geht schon bei der Größe los. Ein 30cm langes Teil kann halt schlecht auf einem kleinen Drucker gedruckt werden. Eine gewisse Größe sollte der Drucker also schon bieten und ob hier die kleinen Drucker A1 mini oder der Prusa Mini in dem Video nun die beste Wahl sind, würde ich bezweifeln. Gleichzeitig macht aber auch ein großer Drucker nicht wirklich Sinn. Auch wenn mal große Teile gedruckt werden, ist das nicht immer die erste Wahl. Der Großteil gedruckter Teile passt halt auch auf kleinere Drucker. Da der große Drucker aber zum Heizen des großen Druckbetts viel mehr Strom benötigt, macht es wenig Sinn. Zudem wird der Druck von großen Teilen nicht einfacher. Schrumpfung und Verzug potenzieren sich mit der Größe, was es oft sinnvoller macht, diese Teile zu teilen und im Anschluß zu kleben oder anders zu verbinden.

Die nächste Frage spielt auch entscheidend in die Auswahl des Druckers hinein. Welches Filament ist für den Einstieg geeignet. Das klassische Filament ist ABS. Jeder wird mir hier zustimmen, es ist nicht das einsteigerfreundlichste Filament. Von der Druckbetthaftung bis zum Verzug bringt es eine große Zahl an Problemen mit sich. Dennoch ist es weiter stark verbreitet und gehört zu den günstigsten Filamenten. Zum Glück gibt es jedoch weitere Filamente, welche für den Einstieg deutlich besser geeignet sind und je nach Einsatz oft mit besseren Materialeigenschaften auftrumpfen. Am einsteigerfreundlichsten ist ohne Zweifel das PLA. Es läßt sich ohne Zweifel auf allen FDM-Druckern ohne Probleme drucken. Zudem hat es eine sehr hohe Festigkeit, ist günstig, in großer Farbauswahl verfügbar und bietet sich förmlich als DAS Filament für den Einsteiger an. Sein hauptsächlicher Nachteil liegt in der geringen Temperaturbeständigkeit und Sprödheit. Es gibt da aber inzwischen viele Filamente mit besonderen Eigenschaften auf Basis von PLA. Oft halt etwas teurer. Auch sehr verbreitet ist PETG, welches in erster Linie von Getränkeflaschen bekannt ist. Der Zusatz von Glycol unterstützt die Druckbarkeit des Materials. Es ist sehr resistent und zudem temperaturbeständiger und zäher als PLA. Insgesamt ist es fast so geeignet für den Einstieg wie das PLA. Nicht zu den Filamenten für den Einstieg geeignet würde ich PA, ASA, TPU und die weiteren Filamente auf dem Markt zählen. Diese benötigen schon etwas mehr Erfahrung und sind nicht auf jedem Drucker ohne Probleme druckbar.

Also welche Drucker würde ich auf dieser Grundlage nun dem Einsteiger empfehlen? Beginne ich mal mit dem gezeigten Prusa MK-4. Der ist dafür recht gut geeignet. Schauen wir aber auf den Preis, dann bekommen wir recht schnell Schmerzen auf dem Kontostand. Zum Glück gibt es reichlich alternative Drucker aus China. Viele haben wir getestet und im Blog vorgestellt. Nachteile sehe ich hier keine. Jedoch sollte man das Recht als Verbraucher gut kennen. Das läßt sich bei einem Händler in China nur schwer durchsetzen. Darum ist eine gewisse Vorsicht bei Aliexpress, Shops der Hersteller, eBay und Co. immer geboten. Oft sind europäische Händler nicht teurer als die genannten Händler, bieten aber den vollen uneingeschränkten Service. Ich nenne an dieser Stelle nur 3DJake, der mein volles Vertrauen genießt. Unter dem Strich sollte der Drucker für den Einstieg einen Druckbereich von mindestens 220×220 mm² bieten. Das ist die klassische „Ender-3“ Größe. In letzter Zeit verschiebt es sich zunehmend Richtung 256×256 mm². Aktuelle Geräte beginnen bei dem A1 von Bambulab, über den SV06 ACE von Sovol bis zum SparkX i7 von Creality.

Viele dieser Drucker werden inzwischen auch als Combo mit Filamentwechsler angeboten. Sinnvoll? Ein klares Jein! Was soll damit gedruckt werden? Als erstes fallen einem dann bunte Teile ein. Dazu sollte man wissen, daß der Druck mit den Filamentwechslern mehr Nachteile bringt als einem lieb ist. Farbiger Druck in großem Umfang führt zu Druckzeiten, welche teilweise beim 10-fachen der normalen Druckzeit liegen können. Hinzu kommt es oft dazu, daß der entstehende Abfall den tatsächlichen Druck in der Menge übertrifft. Gleichzeitig widerspreche ich an der Stelle aber dem Experten im Video. Weder ist der Mehrfarbdruck ohne Filamentwechsler kompliziert noch unbedingt abwegig. Je nach Druckobjekt würde ich dafür sogar einen Drucker ohne Filamentwechsler vorziehen. Ich hab es am Sovol SV06 ACE hier im Blog gezeigt. Solche Drucke sind oft schneller als mit dem Filamentwechsler und der Abfall hält sich dabei in Grenzen. Ein Schriftzug oder Logo auf dem Deckel in einer 2. Farbe benötigt nur 3-4 manuelle Filamentwechsel. Das schaffen die Wechsler nicht so schnell wie der Benutzer. Beim Wechsel beobachtet der Nutzer das Filament und spült nicht unnötig viel Abfall durch die Düse. Dennoch ist es mit einem Filamentwechsler bequemer, es wird um so angenehmer, je mehr Filamentwechsel erforderlich werden. Zudem werden die Rollen in der Box trocken gelagert, es wird automatisch mit der nächsten Rolle weiter gedruckt, wenn die Rolle aufgebraucht wurde, unterschiedliche Filamente und Stützmaterial werden unterstützt. Das kann den Kauf der Combo sinnvoll werden lassen. Entsprechend wird aber auch zusätzliche Stellfläche benötigt.

Wie kommen wir zu den Druckdateien? Die beste Antwort wird dem Einsteiger nicht gefallen. Selber erstellen. Wenn ein spezielles Teil benötigt wird, dann führt da kein Weg vorbei. Über kurz oder lang kommt der Punkt, an dem man sich nach einem CAD-Programm umschaut. An der Stelle kann ich unzählige Programme aufzählen und es führt zum Krieg im Forum, wenn diese Frage diskutiert wird. Jede der Antworten ist gut gemeint, wird aber der Fragestellung nicht gerecht. Es gibt DAS richtige Programm dafür nicht. Es gibt viele gute Programme, von denen ich einige im Filebase verlinkt habe. Je nach Anforderungen und persönlicher Befindlichkeit sind diese mehr oder weniger gut geeignet. Wer nur 2 davon ausprobiert, wird es mir bestätigen. Allein die Bedienung unterscheidet sich teilweise schon erheblich. Wer das Ziel zu umfangreichen Baugruppen verfolgt, wird auch für den Einstieg nicht mit „Klötzchenkonstruktion“ gut bedient, da er das für den nächsten Schritt nicht weiter nutzen kann. Auch hilft das beste Programm nichts, wenn man sich mit Bedienung und Philosophie des Programms nicht wohl fühlt und damit nicht zurechtkommt. Es nutzt nichts. Ihr müßt es selber ausprobieren. Zum Glück ist die Auswahl im Filebase kostenfrei.

Alternativ gibt es viele Modelle auf verschiedenen Seiten im Internet. Inzwischen hat fast jeder 3D-Druckerhersteller eine eigene Seite dafür angelegt. Ein Zustand, den ich als Katastrophe empfinde. Darum nenne ich nur drei und mehr gibt es im Blogbeitrag zur Auswahl. Klassiker sind Thingiverse und Printables, dazu hat sich noch MakerWorld gesellt. Klassisch werden da stl- und obj-Dateien angeboten. Also Dateien, welche die Druckobjekte als Netzstruktur enthalten. Auf den eigenen Seiten bieten die Hersteller zunehmend 3mf-Dateien an, welche zusätzliche Informationen für die eigenen Drucker enthalten. Also genau der Punkt, der mich dabei etwas auf die Palme bringt. Zudem sind die genannten Formate nicht dafür geeignet, Objekte nachträglich zu bearbeiten. Im begrenzten Umfang ist das aber nicht ausgeschlossen. In Ausnahmefällen gibt es auch step-Dateien zum Download. Dabei handelt es sich um ein CAD-Austauschformat und es kann von gängigen CAD-Programmen aber auch von vielen Slicern gelesen werden.

Jajaja! Nicht so schnell! Keine der genannten Dateien ist für den Drucker geeignet! Der Drucker versteht nur Maschinencode! und der kommt als gCode-Datei. Um den zu erstellen, braucht es einen Slicer. Slicer? Nun die Übersetzung sagt es schon. Die Objekte werden in Scheiben geschnitten und in Anweisungen für den Drucker überführt. Übliche Importformate hab ich bereits genannt. Welcher Slicer ist der richtige? Nun es gibt 2 Klassiker. Das sind Cura und Prusa-Slicer. Recht neu und beliebt ist Orca. Dann hat aber fast jeder Hersteller noch einen eigenen Slicer, der oft auf Basis des Orca-Slicers beruht. Das ist halt etwas doof und teilweise gibt es dafür auch Gründe. Unterm Strich ist für den Anfang empfehlenswert, den Slicer vom Druckerhersteller zu verwenden. Der enthält passende Einstellungen für den Drucker und unterstützt oft spezielle Funktionen des Druckers. Diese stehen auch in Verbindung mit den hinterlegten Informationen in den 3mf-Dateien von den Downloadseiten für Druckobjekte der Hersteller. Da die Slicer alle kostenfrei sind, kann aber ein Blick auf andere Slicer kein Fehler sein.

Welche Einstellungen für den Slicer sollen verwendet werden? Bei der Vielzahl führt es zu Verwirrung. Aber laßt Euch nicht verrückt machen! In der Regel sind die Einstellungen der Hersteller im Slicer recht gut. Nutzt diese Voreinstellungen. Wählt das verwendete Filament aus. Sucht die gewünschte Schichtdicke aus den Voreinstellungen, passend zur Düsengröße (0,4mm ist der Standard). Wenn erforderlich, kann für höhere Festigkeit noch die Wandstärke oder das Infill etwas erhöht werden. Wenn erforderlich, wird der Slicer warnen, sollten Überhänge noch Stützmaterial benötigen. In dem Fall genügt die Aktivierung und der Slicer generiert die Stützen. Für die ersten Drucke sollte das bereits ausreichen, um brauchbar gute Drucke zu erzeugen. Der Blick in die Hilfe der Slicer oder das Lesen unserer Tipps im Blog bringt Euch weitere Infos zur Arbeit mit dem 3D-Druck. Am Ende bleibt immer das Forum für weitere Fragen. Unsere User helfen gerne weiter.

Meine Ausführungen reichen noch nicht aus? Zunächst mal schon. Ist mehr als genug Theorie! Wie beim Schwimmen, muß man zunächst ins Wasser springen. Keine Angst! Wir stehen parat, wenn es Probleme gibt. Schaut im Blog zum Beispiel nach Tipps und Tricks und auch zur Nachbearbeitung findet Ihr etwas hier im Blog.

Viel Vergnügen oder wie ich immer sage:
FF beim 3D-Druck!