Ein Druckprogramm (G-Code) erstellen …
Damit der 3D-Drucker überhaupt weiß, was er ausdrucken soll, benötigt er ein Druckprogramm, das den sogenannten G-Code enthält. Da jedes 3D-Druckermodell bestimmte Funktionen hat, muss der G-Code immer genau auf den zu verwendenden 3D-Drucker abgestimmt sein. Man kann also nicht den G-Code von einem anderen Drucker übernehmen. Wie kommt man also zum passenden G-Code? Das macht die Slicer Software- meistens nur kurz Slicer genannt. Ein beliebtes Slicer Programm, das eine sehr große Anzahl am Markt erhältlicher 3D-Drucker unterstützt, ist Cura. Cura ein eine Slicer Software des 3D-Druckerherstellers Ultimaker und wird kostenfrei für Windows, Mac und Linux zur Verfügung gestellt. Beim ersten Start von Cura wählt man lediglich sein 3D-Druckermodell aus und die Software konfiguriert sich entsprechend selbst. Damit ist die Einrichtung der Software mit wenigen Mausklicks erledigt und es kann das erste 3D-Modell in den Slicer importiert werden- das geht bei Cura sogar mittels Drag ’n Drop aus dem Explorer heraus. Das folgende Bild zeigt das in Cura eingefügte 3D-Modell des Raspberry Pi Gehäuses von vorhin.
Das Druckbett wird durch die karierte Fläche dargestellt. Richtet man das Modell parallel zu den Achsen des Druckers aus, erhält man die optimale Druckqualität.
Hat man das Druckobjekt in den Slicer eingefügt, müssen als nächstes die Druckparameter festgelegt werden. Derer gibt es viele und die richtigen Werte zu finden ist nicht einfach, da es viele Faktoren zu berücksichtigen gilt. Meistens ist im Drucker standardmäßig eine Düse mit 0,4mm Durchmesser verbaut. Für die meisten Ausdrucke ist das eine gute Wahl. Wer besonders detaillierte Modelle ausdrucken möchte, kann eine Düse mit kleinerem Durchmesser einbauen und den Wert im Slicer entsprechend anpassen. Eine 0,4mm Düse ist jedoch ein guter Kompromiss aus Detaillierungsvermögen und Geschwindigkeit. Die nötige Düsen- und Betttemperatur entnimmt man dem Etikett des Filaments. Wie der Name Slicer schon sagt, zerlegt das Programm das 3D-Modell in einzelne Schichten, die dann nach und nach beginnend vom Bett nach oben aufgebaut werden. Wie viele Schichten gedruckt werden, ergibt sich durch die ausgewählte Schichtdicke. Für einen hohen Detailgrad in vertikaler Richtung empfiehlt sich eine geringe Schichtdicke von 0,05mm. Für schnellere Drucke mit etwas gröberer Oberfläche kann die Schichtdicke auf 0,25-0,3mm erhöht werden. Ein guter Kompromiss aus Druckqualität und Geschwindigkeit sind 0,15-0,2mm Schichtdicke.
Generell sollte man die auszudruckenden Bauteile nicht zu 100% voll beziehungsweise massiv ausdrucken. Außerdem neigen zu 100% ausgefüllt ausgedruckte Teile zu mehr Verzug beim Auskühlen. Eine Fülldichte von 10-20% reicht für die meisten Modelle vollkommen aus. Das spart gegenüber einem voll ausgefüllt ausgedrucktem Teil auch deutlich Zeit und Material.
3D-Drucker Druckgeschwindigkeit …
Ein weiterer, sehr wichtiger Parameter ist die Druckgeschwindigkeit, also wie schnell sich der Druckkopf in der Druckebene bewegt und dabei Material ausstößt. Die maximal erreichbare Druckgeschwindigkeit ist von sehr vielen Faktoren abhängig.
Wählt man eine hohe Druckgeschwindigkeit bei großer Schichtdicke, kann es sein, dass der Extruder das Filament nicht schnell genug durch die Düse durchgepresst bekommt. Die Extrusionsrate ist dann zu hoch, also die Menge an Material pro Sekunde. Außerdem verschlechtert sich die Genauigkeit des Ausdrucks bei zunehmender Druckgeschwindigkeit. Es kann sogar passieren, dass es der Drucker gar nicht mehr schafft, der Bauteilgeometrie mit der gewünschten Geschwindigkeit zu folgen.
Einfache Formen wie Quader mit langen Kanten oder große Kreise lassen sich schneller drucken als komplexe Formen. Ein Richtwert für komplexe Formen sind 10-20mm/s Druckgeschwindigkeit. Einfache Formen können viele Drucker auch mit 60-100mm/s drucken. Am besten beginnt man mit kleinen Modellen und niedrigen Druckgeschwindigkeiten und steigert sich in kleinen Schritten, bis man weiß, was für Geschwindigkeiten der eigene 3D-Drucker problemlos meistern kann.
Zum ersten Finden der Druckparameter eignet es sich, kleine Testwürfel mit 20-25mm Seitenlänge auszudrucken. Sind alle Parameter definiert, gibt man dem Programm den Befehl, den G-Code zu erzeugen. Diesen Speichert man dann auf einer SD-Karte, wovon der 3D-Drucker dann die Daten liest und das Objekt entsprechend ausdruckt. Kennt man einmal seinen 3D-Drucker entsteht zum Beispiel eine 14cm große Büste in nicht einmal 7 Stunden.
Hier ist nochmal das 3D Drucker Video auf unserem OCinside YouTube Kanal, das etwas zusammengeschnitten wurde, damit es schneller geht und nicht ganz so langweilig ist.
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Kommen wir nun zu unserem Fazit zum 3D Drucken …