Inhalt:

- Was ist FDM Druck?

- Welche Materialen gibt es?

- Druckoberflächen

- Druckerprobleme & Lösungshinweise

- Tests mit verschiedenen Druckparametern und Slicern

 

Was ist FDM Druck

FDM 3D Druck ist derzeit das gängigste 3D Druckverfahren im Low-End- / Heimbereich. Dabei wird Material (meistens Plastik) erwärmt und dann in Lagen gedruckt.

Wikipedia Definition zu FDM: http://de.wikipedia.org/wiki/Fused_Deposition_Modeling

Neben FDM gibt es für 3D Druck noch weitere Verfahren wie z.B. SLA (Stereolithografie). Hier wird durch einen Laser oder DLP Beamer eine spezielle Harzflüssigkeit mittels UV Strahlung ausgehärtet und dadurch 3D Modelle erstellt.

Einen guten Überblick gibt folgender Artikel von t3n “3D-Drucker: Die Technologie im Überblick”:

http://t3n.de/magazin/3d-druck-schicht-schicht-zukunft-230252/

 oder:

Übersicht der aktuellen 3D-Druckverfahren:

http://3druck.com/grundkurs-3d-drucker/teil-2-uebersicht-der-aktuellen-3d-druckverfahren-462146/

 

Welche Materialen gibt es

 

 

Druckoberflächen

Eine der ersten Herausforderungen, wenn man seine ersten 3D Druckversuche startet, ist es eine passende Druckoberfläche und Oberflächentemperatur zu finden. Die gewünschten Eigenschaften sind:

- Extrem gute Haftung des 3D Objekts an der Oberfläche während des Drucks

- Leichtes entfernen des 3D Objekts von der Oberfläche nach dem Druck

- Kostengünstig

Eine gute Zusammenfassung von Erfahrungen mit verschiedenen Oberflächen (die sich weitgehend mit meinen deckt) findet Ihr unter:

https://3dprinterchat.com/2016/02/3d-printer-surface-comparason/

(English only)

Derzeit nutze ich für ABS am liebsten Glasspiegel (von IKEA) mit 3DLac auf 100 Grad erhitzt. Wenn Ihr keinen 3DLac habt / kaufen wollt, dann könnt Ihr auch mit verschiedenen Haarsprays experimentieren! 

 

Druckerprobleme und Lösungshinweise

An dieser Stelle möchte ich von meinen Erfahrungen und Problemen mit meinem Mendel Max berichten und wie ich diese gelöst bzw. gefunden habe.

1) Zahnrad gebrochen:

An einer bestimmten Position auf der X-Achse hatte ich immer ein kurzes Ruckeln das auch in Unregelmäßigkeiten beim Ausdruck sichtbar wurde. Ein Nachziehen der Zahnriemen, das Testen der Kugellager und auch eine Sichtprüfung des Zahnrads brachte keine Erkenntnisse bzgl. der Fehlerursache. Erst nachdem ich die komplette X-Achse ausgebaut hatte und mir das Zahnrad genauer anschauen konnte, bemerkte ich, den feinen Haarriss im Plastik (siehe Bild).

Nach dem Austausch des Zahnrades durch eine Aluminiumversion war das Ruckeln verschwunden.

Daher meine Empfehlung:
Keine Plastikzahnräder sondern Aluminumzahnräder verwenden!

 

Zusätzlich möchte ich Euch hier auf eine umfassende Beschreibung der häufigsten Druckprobleme mit potentiellen Ursachen aufmerksam machen. Eine wirklich gute und hilfreiche Dokumentation (allerdings nur auf Englisch verfügbar):

https://www.simplify3d.com/support/print-quality-troubleshooting/#blobs-and-zits

 

Test mit verschiedenen Druckparametern und Slicern

Marvin ist die perfekte 3D Figur verschiedene Druckeinstellungen zu testen. Da die Figur nur ca. 2 cm groß ist und dabei zudem einige feine Strukturen enthält stellt sie doch so einige Anforderungen an einen FDM 3D Drucker. Weiterhin, alleine durch die Größe bedingt, geht der Druck doch verhältnismäßig schnell.

Mein erstes Ziel war herauszufinden welchen Einfluß die Schichtdicke (Layerhöhe) auf die Druckqualität hat.

Test 1 - Slicer: Cura; Druckzeit: ca. 1Std; Filamentdicke: 1,8mm

Layerhöhe: 0,225; Speed 30%; Extruder: 240; Heatbed: 100 dann 85

 

Leider war das Ergebnis nicht sehr berauschend. Die Konturen um die Augen und am unteren Teil der Figur sind nicht gut und die braunen Flecken deuten auf eine zu hohe Extrudertemperatur hin.

 

Test 2 - Slicer: Cura; Druckzeit: ca. 1,5Std; Filamentdicke: 1,76mm

Layerhöhe: 0,150 Speed 30%; Extruder: 240; Heatbed: 100 dann 85

 

Die Verringerung der Schichthöhe und auch eine genaue Vermessung der Filiamentdicke (mit einer digitalen Schieblehre) hat dort wo sauber gedruckt wurde eine sichtbare Qualitätsverbesserung gebracht, aber das Ergebnis ist weiterhin als schlecht zu bewerten. Die Einkerbung auf der Rückseite ist sehr wahrscheinlich das Resultat einer zu hohen Extrudertemperatur und daß immer ungefähr an der gleichen Stelle die Z-Achse nach oben bewegt wurde.

 

Test 3 - Slicer: Cura; Druckzeit: ca. 1Std; Filamentdicke: 1,76mm

Layerhöhe: 0,225; Speed 30%; Extruder: 240; Heatbed: 100 dann 85

 

Wie Test 1 nur mit einer angepassten Filamentdicke - mit ähnlichem schlechtem Ergebnis.

 

In den folgenden Tests wollte ich den Einfluss der eingesetzten Slicer Software auf das Druckresultat testen. Die Slicer wurden alle mit ähnlichen Parametern vorkonfiguriert. Eine komplett gleiche Parameterisierung war aufgrund der verschiedenen Features und Einstellmöglichkeiten leider nicht möglich.

Test 4 - Slicer: Slic3r; Druckzeit: ca. 3Std; Filamentdicke: 1,76mm

Layerhöhe: 0,150 Speed 30%; Extruder: 240; Heatbed: 100 dann 85

 

Trotz feiner Layerauflösung und einer fast unendlich langen Druckzeit ist das Ergebnis mit Slic3r sehr schlecht geworden - wesentlich schlechter als mit Cura.

 

Test 5 - Slicer: Simplify3D; Druckzeit: ca. 30min; Filamentdicke: 1,75mm

Layerhöhe: 0,225; Speed 100%; Extruder: 225; Heatbed: 100 dann 85

 

Aufgrund der sehr schlechten Ergebnisse mit Slic3r, der schlechten Ergebnisse mit Cura und der positiven Berichte im Web über das kommerzielle Programm Simplify3D habe ich mir das Programm gekauft und entsprechend den bei youprintin3d mitgelieferten Konfigurationshinweisen vorkonfiguriert. Ebenso habe ich hier erstmals die Extrudertemperatur von 240 auf 225 Grad gesenkt. Das Ergebnis war erstaunlich - trotz 100% Speed (und nicht 30% wie bisher) und ohne Support ist das die einzige Figur die man von der Qualität her durchgehen lassen kann. (Ausnahme: Aufhängung am Kopf)

Jetzt wollte ich natürlich wissen, wie sich die anderen Slicer verhalten wenn ich nicht mit 240 Grad und 30% Speed sondern mit 225 Grad und 100% Speed drucke...

Test 6 - Slicer: Cura; Druckzeit: ca. 30min; Filamentdicke: 1,75mm

Layerhöhe: 0,225; Speed 100%; Extruder: 225; Heatbed: 100 dann 85

 

Bei Cura war das Ergebnis sehr bescheiden. Ich vermute, dass das schlechte Ergebnis vorwiegend auf die Erhöhung der Druckgeschwindigkeit zurückzuführen ist.

 

Test 7 - Slicer: Slic3r; Druckzeit: ca. 1,5Std; Filamentdicke: 1,75mm

Layerhöhe: 0,225 Speed 100%; Extruder: 225; Heatbed: 100 dann 85

 

Überraschenderweise hat sich die Veränderung bei Slic3r sogar positiv bemerkbar gemacht. Ich glaube, dass durch die Verringerung der Extrudertemperatur diese Qualitätserhöhung erreicht wurde. Hinweis: Bzgl. Geschwindigkeit ist Slic3r trotz 100% Speed immer noch fast so langsam wie Cura mit 30% Speed.

 

Fazit:

Aufgrund der nicht 100% gleichen Konfiguration der Slicer ist es nicht fair hier eine abschließende Empfehlung für den einen oder anderen Slicer zu geben. Was aber klar wurde, sind folgende Dinge:

- Extrudertemperatur

- Druckgeschwindigkeit

haben einen hohen Einfluß auf die Druckqualität - allerdings nicht nur. Die eingesetzte Slicer Software und Ihre Konfigurations- und Einstellmöglichkeiten haben ebenfalls entscheidenden Einfluß auf das Druckergebnis.