Der Einstieg ins 3D-Drucken: Ein Einsteiger-Leitfaden für die Verwendung eines 3D-Druckers
Der 3D-Druck, auch bekannt als additive Fertigung, ist eine Methode, bei der ein dreidimensionaler Gegenstand durch Aufeinanderschichten von Materialien hergestellt wird. Der Einsatz des 3D-Drucks hat in den letzten Jahren stark zugenommen und wird in einer Vielzahl von Sektoren wie dem Gesundheitswesen, der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und vielen mehr angewendet. Mit erschwinglichen 3D-Druckern für den Heimgebrauch ist diese Technologie heute weiter verbreitet als je zuvor.
In diesem Leitfaden für Einsteiger behandeln wir die Grundlagen der Verwendung eines 3D-Druckers, einschließlich der verschiedenen verfügbaren Druckertypen, der Gestaltung eines 3D-Modells, der Vorbereitung des Druckers und der Behebung häufiger Probleme.
Arten von 3D-Druckern
Es gibt verschiedene Arten von 3D-Druckern, jeder mit seinen eigenen Funktionen und Vorteilen. Hier sind einige der gängigsten Arten von 3D-Druckern:
- Fused Deposition Modeling (FDM)-Drucker: FDM-Drucker sind der beliebteste und am weitesten verbreitete Typ von 3D-Druckern. Sie arbeiten, indem sie ein Kunststoff-Filament schmelzen und es Schicht für Schicht auftragen, um das Objekt aufzubauen. FDM-Drucker sind relativ erschwinglich, einfach zu bedienen und bieten eine Vielzahl von Filamentoptionen. Allerdings haben sie im Vergleich zu anderen Arten von 3D-Druckern eine geringere Auflösung und Genauigkeit.
- Stereolithographie-Drucker (SLA): SLA-Drucker verwenden einen flüssigen Kunststoff, der durch einen Laser gehärtet wird, um das Objekt zu erstellen. SLA-Drucker bieten eine hohe Präzision und Detailgenauigkeit und sind daher ideal für die Herstellung kleiner, komplizierter Objekte. Im Vergleich zu FDM-Druckern können sie jedoch teurer sein und erfordern mehr Wartung.
- Digital Light Processing (DLP)-Drucker: DLP-Drucker ähneln den SLA-Druckern, verwenden aber einen Projektor, um den Kunststoff auszuhärten. Sie bieten schnellere Druckgeschwindigkeiten und eine höhere Auflösung als FDM-Drucker. Allerdings haben sie in der Regel ein kleineres Bauvolumen und erfordern mehr Nachbearbeitung, um überschüssigen Kunststoff zu entfernen.
- Selektives Laser-Sintern (SLS): SLS-Drucker verwenden einen Laser, um kleine Materialpartikel miteinander zu verschmelzen und das Objekt zu erstellen. Sie bieten eine hohe Genauigkeit und die Möglichkeit, mit einer Vielzahl von Materialien zu drucken, einschließlich Metall und Keramik. Allerdings sind sie in der Regel teurer und wartungsintensiver als andere Arten von 3D-Druckern.
Den 3D-Drucker vorbereiten
Bevor Sie mit einem 3D-Drucker drucken, ist es wichtig, den Drucker vorzubereiten, um die bestmögliche Druckqualität zu gewährleisten. Hier sind einige Schritte, die Sie vor dem Drucken beachten sollten:
- Überprüfen Sie die Druckerkomponenten: Bevor Sie mit dem Drucken beginnen, sollten Sie überprüfen, ob alle Komponenten in gutem Zustand sind. Vergewissern Sie sich, dass der Extruder, die Filamentspule und das Bett frei von Ablagerungen und Schäden sind. Vergewissern Sie sich auch, dass die Firmware und Software des Druckers auf dem neuesten Stand sind.
- Reinigen Sie das Druckbett: Das Druckbett ist die Oberfläche, auf der das 3D-Objekt gedruckt wird. Es ist wichtig, das Druckbett sauber und frei von Verunreinigungen zu halten, damit das gedruckte Objekt optimal haftet. Reinigen Sie das Bett vor jedem Druck mit Isopropylalkohol oder einer ähnlichen Reinigungslösung.
- Kalibrieren Sie den Drucker: Die Kalibrierung des Druckers stellt sicher, dass der Drucker waagerecht steht und dass sich die Düse in der richtigen Höhe zum Druckbett befindet. Die Kalibrierung stellt auch sicher, dass der Drucker die richtige Menge an Filament ausstößt. Befolgen Sie die Anweisungen des Herstellers zur Kalibrierung. Dazu kann es erforderlich sein, das Druckbett zu justieren oder ein Kalibrierungswerkzeug zu verwenden.
- Wählen Sie die passende Software: Es gibt verschiedene Softwareoptionen für den 3D-Druck, darunter kostenlose und kostenpflichtige Optionen. Die Wahl der Software hängt vom Kenntnisstand des Benutzers und der Komplexität des 3D-Modells ab. Zu den empfohlenen Softwareoptionen für den 3D-Druck gehören Cura, Simplify3D und TinkerCAD.
Einrichten des Druckers
Sobald der 3D-Drucker vorbereitet ist, besteht der nächste Schritt darin, den Drucker einzurichten und mit dem Drucken zu beginnen. Hier sind einige Schritte zu beachten:
- Einlegen des Filaments: Der erste Schritt besteht darin, das Filament in den Drucker zu laden. Je nach Art des Druckers muss das Filament entweder manuell durch den Extruder gezogen werden oder es wird ein automatisches Ladesystem verwendet. Befolgen Sie die Anweisungen des Herstellers zum Einlegen des Filaments.
- Auswählen der richtigen Einstellungen: Um einen erfolgreichen Druck zu gewährleisten, ist es wichtig, die richtigen Einstellungen für den Drucker und das zu druckende 3D-Modell zu wählen. Zu diesen Einstellungen gehören die Druckgeschwindigkeit, die Schichthöhe, die Dichte der Füllung und die Temperatur. Befolgen Sie die Anweisungen des Herstellers oder konsultieren Sie die 3D-Drucksoftware, um eine Anleitung für die Auswahl der richtigen Einstellungen zu erhalten.
- Anschließen des Druckers: Der Drucker kann zum Drucken an einen Computer oder an ein drahtloses Netzwerk angeschlossen werden. Für eine kabelgebundene Verbindung verwenden Sie ein USB-Kabel, um den Drucker mit dem Computer zu verbinden. Für eine drahtlose Verbindung folgen Sie den Anweisungen des Herstellers für die Verbindung mit einem drahtlosen Netzwerk.
- Starten Sie den Druck: Sobald das Filament eingelegt und die Einstellungen ausgewählt sind, können Sie den Druck starten. Verwenden Sie die 3D-Drucksoftware, um die Druckdatei an den Drucker zu senden. Der Drucker beginnt nun, das Objekt Schicht für Schicht zu drucken.
Drucken des Modells
Nachdem Sie den 3D-Drucker eingerichtet haben, ist es nun an der Zeit, das 3D-Modell zu drucken. Hier sind einige Schritte zu beachten:
- Senden des Modells an den Drucker: Verwenden Sie die 3D-Drucksoftware, um das Modell an den Drucker zu senden. Vergewissern Sie sich, dass die richtigen Einstellungen für das Modell gewählt sind, z. B. Druckgeschwindigkeit, Schichthöhe und Fülldichte.
- Beobachten Sie den Druckvorgang: Während der Drucker das Modell druckt, überwachen Sie den Druckvorgang genau. Achten Sie auf eventuelle Probleme, wie z.B. Verformungen, Schichtentrennung oder fehlgeschlagene Drucke. Wenn Sie ein Problem feststellen, nehmen Sie die notwendigen Anpassungen an den Druckereinstellungen oder am 3D-Modell vor.
- Umgang mit häufigen Problemen: Zu den häufigsten Problemen, die während des Druckvorgangs auftreten können, gehören Verformung, Schichtentrennung und fehlerhafte Drucke. Verformungen treten auf, wenn sich die Ecken des gedruckten Objekts vom Druckbett abheben. Um Verformungen zu vermeiden, stellen Sie sicher, dass das Druckbett sauber ist und der Drucker auf die richtige Temperatur eingestellt ist. Eine Schichtentrennung tritt auf, wenn die Schichten des Objekts nicht richtig aneinander haften. Um eine Schichtentrennung zu verhindern, stellen Sie sicher, dass der Drucker korrekt kalibriert ist und das Filament reibungslos eingezogen wird. Wenn ein Druck fehlschlägt, untersuchen Sie das Objekt, um die Ursache des Fehlers zu ermitteln, und nehmen Sie die erforderlichen Anpassungen vor.
- Entnehmen des Objekts: Sobald der Druckvorgang abgeschlossen ist, entfernen Sie das Objekt aus dem Druckbett. Verwenden Sie einen Spachtel oder Schaber, um das Objekt vorsichtig aus dem Bett zu entfernen. Wenn sich das Objekt nur schwer entfernen lässt, verwenden Sie eine Heißluftpistole oder einen Haartrockner, um das Druckbett vorsichtig zu erwärmen.
Sobald das 3D-Modell gedruckt ist, müssen Sie noch einige letzte Schritte unternehmen, um das Modell fertigzustellen. Hier sind einige Schritte, die Sie befolgen sollten:
- Reinigen des Modells: Nachdem Sie das Objekt aus dem Druckbett genommen haben, untersuchen Sie es auf etwaige Unvollkommenheiten, wie raue Kanten oder Unebenheiten. Verwenden Sie Schleifpapier oder eine Feile, um alle Unebenheiten zu glätten. Wenn das Objekt Stützstrukturen hat, entfernen Sie diese vorsichtig mit einer Zange oder Schere. Verwenden Sie eine weiche Bürste oder Druckluft, um verbleibende Verunreinigungen oder Staub zu entfernen.
- Nachbearbeiten des Modells: Je nach Verwendungszweck des Objekts kann es erforderlich sein, das Modell weiter nachzubearbeiten. Dazu kann das Abschleifen, Bemalen oder das Auftragen einer Schutzschicht gehören. Das Schleifen kann helfen, die Oberfläche des Objekts zu glätten und sichtbare Schichtlinien zu entfernen. Durch das Bemalen können Sie dem Objekt Farbe und Details hinzufügen, während eine Schutzschicht das Objekt vor Beschädigung oder Abnutzung schützen kann.