heute beschäftigen wir uns mit dem Thema 3D-Drucker, gängige Druckverfahren, Aufbau, Pro und Contra der einzelnen Modelle und Techniken. Hierzu habe ich mich in den letzten Tagen in einem umfangreichen Fernstudium daheim zu einem Experten ausgebildet. Theoretisch.
Ziel dieser Abhandlung ist der Erwerb eines bezahlbaren Druckers für meine eigenen Zwecke, um meinem Endziel, der Weltherrschaft, einen weiteren Schritt näher zu kommen.
1. Druckverfahren
Derzeit bezahlbar sind zwei Druckverfahren. Das gängige und weithin bekannte FDM und das in letzter Zeit günstiger gewordene SLA. Beide Verfahren sind derart unterschiedlich und haben unterschiedliche Einsatzzwecke, sodass vor dem Erwerb eines Druckers sich erst um die Entscheidung des Verfahrens gekümmert werden muss.
2.1: Vorstellung FDM
Anycubic i3 Mega-S, derzeit von mir bevorzugter FDM-Drucker
Dieser Druckertyp besteht in der Regel aus einer beheizbaren Platte, die sich horizontal bewegt (Y-Achse). Der beheizte Druckkopf bewegt sich in der Hoeizontalen (X-Achse) und Senkrechten (Z-Achse). Der Rohstoff kommt als Filament auf einer Rolle daher und wird durchgängig dem Druckkopf zugeführt. Dieser weicht den Rohstoff auf und bringt diesen auf die Druckplatte bzw. bereits vorhandene Schichten auf. Das Ganze ähnelt einer Heißklebepistole.
2.2: Vorstellung SLA
Elegoo Mars, derzeit von mir bevorzugter SLA-Drucker
Dieser Druckertyp besteht in der Regel aus einem Behälter mit durchsichtigem Boden und einem UV-Bildschirm darunter (X-, Y-Achse) und einem Arm mit Druckplatte für die Senkrechte (Z-Achse). Der Rohstoff ist ein flüssiges Harz, das auf UV-Licht reagiert und aushärtet. Jede Schicht wird durch das Display regelrecht belichtet und das Harz erstarrt an den beleuchteten Stellen. Mit jeder Schicht wandert die Druckplatte nach oben und die nächste Schicht wird belichtet. So zieht dieser Drucker das Modell quasi aus dem flüssigen Harz heraus.
3.1 Vorteile FDM:
Das Druckverfahren ist gerade im günstigen Bereich unterhalb von 500€ schon sehr weit verbreitet. Der Rohstoff kostet wenig, die Auswahl an Druckern und Rohstoffen ist groß und die Erfahrungen der lebhaften Community sind wertvoll. Der reine Druckbereich ist groß. (210 x 210 x 205, Mega-S) Es gibt sehr viele biologisch abbaubare Werkstoffe.
3.2 Vorteil SLA:
Die Druckgenauigkeit ist enorm und hebt sich deutlich von FDM ab. Eine wesentlich höhere Genauigkeit wird erreicht, die Teile wirken glatt. Zudem ist der eigentliche Druck sehr unkompliziert. Es gibt transparente Kunststoffe, die man nach Bedarf auch einfärben kann. Der Drucker besteht aus deutlich weniger beweglichen Teilen, die kaputt gehen können.
4.1 Nachteile FDM:
Das richtige Einstellen des Druckers und der Drucktemperaturen für den jeweiligen Rohstoff und die derzeit herrschende Zimmertemperatur ist eine Kunst für sich. Verhältnismäßig viele Drucke gehen deswegen erst einmal in die Hose oder sehen nicht sonderlich gut aus. Deutliche Stufenbildung beim Drucken ist dem Verfahren grundsätzlich geschuldet. Die Oberflächen wirken stets rau.
4.2 Nachteile SLA:
Das Harz ist ziemlich giftig, weswegen man mit Schutzhandschuhen und Atemmaske arbeiten sollte. Zudem sind die Nacharbeiten nicht zu unterschätzen, da Druckerteile gereinigt werden müssen. Die Drucke selbst müssen ebenfalls mit Isopropanol gereinigt und unter UV-Einstrahlung ausgehärtet werden. Der Druckbereich ist verhältnismäßig klein. (120 × 86 × 155, Mars)
5. Allgemeines
Hinweis: Die Figuren sind ca. 3cm hoch.
Für beide Verfahren werden Stützkonturen benötigt. Beim SLA gibt es meinem Verständnis nach nach noch den Nachteil, dass man keine geschlossenen Konturen drucken kann. Großvolumige Körper muss man ja nicht füllen, sondern kann sie hohl lassen bzw. lediglich mit einer Stützkontur versehen. Beim SLA-Verfahren müsste zusätzlich ein "Auslauf" für das Harz sichergestellt sein.
Ebenfalls benötigen beide Verfahren sehr viel Zeit. Ein größerer Druck kann gerne mal einen Tag dauern. Beim FDM ist es abhängig vom Material. Beim SLA ist es nur abhängig von der gedruckten Höhe. Sprich wenn man mehrere Objekte gleichzeitig drucken kann, ändert sich die Zeit nicht gegenüber einem einzigen Objekt, wenn alle nebeneinander passen und sich die Höhe nicht ändert.
6. Kurzübersicht Einsatzbereich
FDM:
- große Teile
- unterschiedliche Materialien und damit unterschiedliche Haptik
- Genauigkeit
- transparente Teile
- Rohstoff färbbar
SLA, FDM auf dem Vormarsch. SLA ist zwar deutlich aufwendiger zu handhaben, man benötigt persönliche Schutzausrüstung und mir wird garantiert der Druckbereich zu klein sein.
Der Drucker wird eh im Keller stehen. Da ist mir eine eventuelle Lärm- und Geruchsbelästigung ziemlich schnuppe.
Durch die Genauigkeit der Drucke erhoffe ich mir mehr Einsatzmöglichkeiten. Speziell kleine Baugruppen und Bewegungen sollten per SLA-Verfahren entscheidend leichter laufen. Und auch die mögliche Transparenz des Materials eröffnet weitere Möglichkeiten. In Kombination mit der glatten Oberfläche ist gar Schmuck (Ohranhänger) möglich. Spielfiguren für Brettspiele, Würfel jeder Art, alles kleine Handschmeichler.
Dem gegenüber stehen derzeit nur der Druckraum und die fehlende Nacharbeitung bei FDM-Drucken. Zudem gibt es viele biologisch abbaubare Filamente. Meine Erzeugnisse wären wesentlich weniger belastend für die Umwelt.
€1: Mega-S Foto und Achsverteilung korrigiert. Werte für Druckraum ergänzt.
€2: Viele biologisch abbaubare Filamente für FDM verfügbar, ein ungemeiner Pluspunkt.
