3 D 3D-DRUCKER AB 699, ÜBERSICHT: ALLES ZUM EINSTIEG IN DIE 3D-WELT KONSTRUKTION BEARBEITUNG DRUCKTECHNIK 01/2013

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1 D D D CH A B NL L 01/ D ALLES ZUM EINSTIEG IN DIE 3D-WELT KONSTRUKTION BEARBEITUNG DRUCKTECHNIK ÜBERSICHT: 3D-DRUCKER AB 699,

2 Hardcover Dipl.-Ing. Peter Schneider Der Weg zum eigenen Roboter Selbstbau und Programmierung Warum eigentlich nicht einen Roboter selbst bauen und programmieren? Ein Roboter verlangt handwerkliche Fertigkeiten beim Zusammenbauen und Programmierkenntnisse in Assembler, BAS- COM oder C++. Was für ein Zufall: C++ Programmierung, Modellbau alles, was das Technikerherz begehrt. Zwar muss zuerst die Hardware gebaut werden doch erst ein Programm haucht dem Roboter Leben ein. Also frisch ans Werk, es gibt viel zu tun und noch mehr zu entdecken. Peter Schneider zeigt Ihnen, wie man die größten Fehler vermeidet. Umfang: 104 Seiten Abbildungen: 207 Best.-Nr.: Preis: 25,80 Aus dem Inhalt: Das Herzstück des Roboters, der Mikrocontroller Aufbau der ersten Mikrocontroller-Schaltung Die Erweiterungsplatine Laden des Testprogramms und des Bootloaders auf den Mikrocontroller Grundlagen Mikrocontroller-Programmierung Grundlagen des Roboterbaus Aufbau der Steuerplatine Einbau der Steuerplatine in das Chassis Das Mikrocontroller-Programm Programmierung der Steuerplatine Schlussbetrachtung und Ausblick in die Zukunft Bestellen Sie jetzt! Verlag für Technik und Handwerk neue Medien GmbH BESTELLSERVICE D Baden-Baden Tel.: Fax: service@vth.de Internet:

3 Editorial Inhalt Liebe Leserinnen und Leser, 3D-Druck ist eine Technik, die schon seit einiger Zeit in Industrie und Forschung angewendet wird. Doch in den letzten Monaten findet sich immer mehr über den 3D-Druck in den Medien. Unter anderem, weil diese Technologie nun auch in der Heimanwendung angekommen ist. Immer mehr Unternehmen kommen mit 3D-Druckern auf den Markt, die für die Nutzung zuhause geeignet sind. Viel wird seitdem über die Veränderungen, die diese Technik bringen wird, geschrieben. Wie der 3D-Druck in der Praxis funktioniert und wie Sie diese faszinierende Technologie anwenden können, zeigen wir Ihnen mit 3D- DRUCK DAS MAGAZIN. Neben der Vorstellung verschiedener Drucker stehen vor allem Grundlagen und Tipps für die Nutzung im Vordergrund. Mit praktischen Anwendungen aus verschiedenen Bereichen zeigen wir, was alles mit Heimdruckern aber auch darüber hinaus mit dem 3D-Druck möglich ist. Der 3D-Druck steht noch ganz am Anfang, was aus dieser Technik die manche schon als die Vierte industrielle Revolution bezeichnen werden wird, lässt sich heute noch gar nicht sagen. Denn vor nicht allzu langer Zeit wäre auch das, was heute schon möglich ist, eine Szene in einem Science-Fiction-Film wert gewesen. Viel Spaß also bei dieser ersten Ausgabe von 3D-DRUCK DAS MAGAZIN und einer Technik, die faszinierende Möglichkeiten eröffnet! 3 Inhalt & Editorial 4 Kleine Begriffskunde 5 Grundlagen des 3D-Drucks 8 Bausatzdrucker multec Multirap LR Tipps für die Druckpraxis 23 Umfrage 24 3D-Druck im Schiffsmodellbau 31 Impressum 32 Übersicht: 3D-Drucker ab ViaCAD & Shapeways 40 Fertigdrucker Easy3DMaker von 3Dfactories 46 Downloadplattformen: Thingiverse & Co 48 Konstruktion für den 3D-Druck 50 Plug & Print?: FreeSculpt EX1 von Pearl 55 Buchtipps 56 Anwendungsgebiete des 3D-Drucks 60 Selektives Laser Sintern für Modellbauer Oliver Bothmann Redaktion 3D-DRUCK DAS MAGAZIN 3

4 Kleine Begriffskunde Mit einer neuen Technik tauchen auch immer wieder neue Begriffe auf. So auch beim 3D-Druck, bei dem viele dieser Begriffe aus der CNC-Technik stammen, die aber nicht unbedingt allgemein bekannt sind. Um Ihnen den Einstieg in diese Fachsprache einfacher zu machen, möchte ich hier einige der Begriffe kurz erklären. Drucktisch: Als Drucktisch wird die Fläche bezeichnet, auf der der 3D-Drucker das Druckobjekt aufbaut. Meist wird dieser Drucktisch mit einem Heizbett ausgestattet, welches die Fläche auf eine bestimmte Temperatur erwärmt und so die Haftung des Druckobjekts während des Drucks verbessert. Extruder: Der Extruder ist sozusagen der Druckkopf des 3D-Druckers. Mittels eines >Schrittmotors wird hier das >Filament in eine Heizdüse gefördert, welche durch eine elektrische Heizung den Kunststoff zum Schmelzen bringt. Der geschmolzene Kunststoff wird dann durch eine dünne Öffnung der Düse (häufig mit einem Durchmesser von 0,2-0,5 mm) gepresst, wodurch der Kunststofffaden zum Druck des Objekts erzeugt wird. Filament: Als Filament wird der Rohstoff bezeichnet, der zum Druck der Teile verwendet wird, man kann ihn somit mit der Tinte bzw. dem Toner bei einem herkömmlichen Drucker vergleichen. Die meistverwendeten Durchmesser sind hierbei 3 mm oder 1,75 mm und die häufigsten Kunststoffe ABS oder PLA. Das Filament gibt es in den verschiedensten Farben, einschließlich solcher, die fluoreszieren. Geliefert wird das Filament auf Spulen, die beweglich am Drucker gelagert werden können. Schrittmotor: Ein Schrittmotor ist eine besondere Form des Elektromotors, der sich nicht einfach unbegrenzt dreht, sondern durch Ansteuerung mit einem Schrittmotortreiber sich jeweils schrittweise dreht. So wird eine Umdrehung der Motorwelle in viele kleine Schritte unterteilt, die einzeln gesteuert werden können. So können sehr genaue Wege abgefahren werden, die die Positionierung des Drucks erst möglich machen. Verfahrwege: Als Verfahrwege werden die Wege in den >Achsen bezeichnet, die beispielsweise der >Drucktisch oder der >Extruder bewegt bzw. verfahren werden. X-Achse: Die Bewegungen der 3D-Drucker-Teile in unterschiedliche Richtungen werden wie im Koordinatensystem mit X, Y und Z bezeichnet. Üblicherweise beschreibt dabei die X-Achse eine Bewegung von rechts nach links bzw. umgekehrt (beim Blick von vorne auf den Drucker). Y-Achse: Hiermit wird die Bewegung von vorne nach hinten bzw. umgekehrt bezeichnet. Z-Achse: Dies ist die Bewegung nach oben bzw. unten. Wichtige Begriffe rund um den Aufbau eines 3D-Druckers Filament Extruder Filamentrolle Schrittmotor Drucktisch 4

5 Grundlagen Materialien Auf Druckern für Heimanwender wird üblicherweise mit thermoplastischen Kunststoffen gedruckt. Thermoplastisch bedeutet, dass diese Kunststoffe durch die Zufuhr von Wärme immer wieder verformbar beziehungsweise flüssig werden. Dies ist der Gegensatz zu duroplastischen Kunststoffen, beispielsweise den bei GFK-Teilen verwendeten Polyester- oder Epoxidharzen, die nach ihrer Aushärtung nicht mehr in ihre Ausgangsform zurückzubringen sind. Die beiden am meisten verwendeten Kunststoffe sind hierbei PLA und ABS. Polylactide oder Polymilchsäuren (PLA vom englischen Begriff polylactid acid) sind Biokunststoffe deren Grundlage die Milchsäuren meist durch die Vergärung beziehungsweise Fermentation von Melasse oder Glukose hergestellt werden. Diese Lactide werden dann zu langen Molekülen polymerisiert, sodass ein Biokunststoff entsteht. PLA findet beispielsweise in der Verpackungsherstellung und für andere vornehmlich kurzlebige Produkte Verwendung. PLA ist zwar theoretisch biologisch abbaubar, dies jedoch normalerweise nur unter den Bedingungen einer industriellen Kompostierung. Zudem hängt die Kompostierbarkeit stark von Zusatzstoffen ab, die dem PLA für spezielle Anwendungen beigemischt werden. Dadurch ist PLA auch im Freien sehr gut einsetzbar. Zum Schutz kann es zudem, da es sehr gut lackierbar ist, entsprechend mit Farben behandelt werden. PLA kann sogar ohne beheiztes Druckbett verarbeitet werden, da es auch so gut am Drucktisch haftet. Deutlich komfortabler 5

6 lässt es sich jedoch drucken, wenn ein beheiztes Druckbett vorhanden ist. Dieses sollte eine Temperatur von circa 60 C erreichen, was sogar mit geringer Leistung möglich ist. PLA lässt sich ohne jede Geruchsbelästigung verarbeiten, was den Einsatz direkt im heimischen Büro erlaubt. Erhältlich ist PLA genau wie das im folgenden beschriebene ABS in den verschiedensten Farbtönen erhältlich, sogar in Formen, die nach einer entsprechenden Aufladung im Dunkeln leuchten. Wie bei allen Kunststoffen, so handelt es sich bei den angebotenen PLA- und ABS- Filamenten um keine reinen Kunststoffe. Stets sind Zusatzstoffe beigemischt, die das Verhalten leicht verändern können. So kann es sein, dass Sie bei einem neuen Kunststoff eines anderen Lieferanten (manchmal sogar beim gleichen Lieferanten) die Druckeinstellungen leicht verändern müssen, um ein optimales Druckergebnis zu erreichen. Derzeit wird stark an der Weiterentwicklung von PLA gearbeitet, da dieser nicht auf Erdöl basierende Kunststoff deutlich zukunftssicherer ist, als die üblichen von der Verfügbarkeit von Erdöl abhängigen Kunststoffe. So forscht man beispielsweise an PLA-Entwicklungen, die temperaturbeständiger sind oder auch an solchen, die flexiblere Eigenschaften haben, als das an sich recht spröde PLA. Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) ist ein aus Erdöl gewonnener Kunststoff, der in vielen Bereichen verwendet wird. Neben vielen Teilen in der Automobil- und Elektroindustrie ist die Verwendung für Spielzeuge wie beispielsweise Lego-Steine häufig. Er eignet sich durch seine Eigenschaften gut für die Verwendung in 3D-Druckern, hat jedoch im Gegensatz zu PLA auch einige negative Eigenschaften. Seine Verarbeitung ist aufgrund der im Vergleich zu PLA höheren Schmelztemperatur deutlich schwieriger. Die Haftung von ABS ist aufgrund seiner stärkeren Schrumpfung als bei PLA auf unbeheizten Drucktischen 6

7 sehr schlecht, sodass auf jeden Fall auf einem Heizbett mit ausreichender Leistung (das Heizbett sollte dauerhaft mindestens eine Temperatur von circa C erreichen) gedruckt werden muss. Die Einstellung der Druckparameter. um einen sauberen Druck zu erreichen, gestaltet sich bei ABS somit diffiziler als bei PLA. Eine Möglichkeit, die Nachteile der Schrumpfung auszugleichen, ist auch eine entsprechende Konstruktion der zu druckenden Teile, bei der die Schrumpfung bereits eingeplant wird, um maßhaltige Ergebnisse zu erhalten. Ein weiteres Problem des ABS ist die Geruchsentwicklung die sich bei der Erhitzung beim Drucken entwickelt. Diese Dämpfe sind nicht nur unangenehm, sondern zudem auch noch gesundheitsschädlich, sodass nur in gut belüfteten Räumen gearbeitet werden sollte. ABS ist empfindlich gegen verschiedene Lösungsmittel, wie beispielsweise Aceton. Daher kann es sehr gut verklebt werden, eignet sich aber nicht für Gegenstände, die mit solchen Lösungsmitteln in Kontakt kommen können. Ein Vorteil von ABS ist seine höhere Temperaturbeständigkeit bis zu circa 85 C gegenüber PLA, welches bereits bei 60 C dazu neigt weich zu werden. Eine Sonderstellung in den verwendeten Kunststoffen beim 3D-Druck nimmt der Polyvinylalkohol (PVA) ein. Dieses Material wird nicht zum Aufbau von Werkstücken verwendet, sondern lediglich zum Aufbau von Stützstrukturen, die nach der Fertigstellung des Drucks wieder entfernt werden. Druckt man mit einem Extruder, der zwei unterschiedliche Materialien verarbeiten kann, so kann man mit einem Extruder das eigentliche Material des Werkstücks (PLA oder ABS) drucken, mit dem anderen aber die Stützstruktur aus PVA. Da PVA wasserlöslich ist, kann man danach das Werkstück in Wasser geben und die Stützstruktur restlos ohne großen Aufwand entfernen und hat so ein sauberes Werkstück. Drucktechnik Die Drucktechnik beruht bei den 3D-Heimdruckern immer auf dem gleichen Prinzip. Ein je nach Drucker und Einstellung unterschiedlich dicker Faden geschmolzenen Kunststoffs wird neben und übereinander in Schichten gelegt. So wird nach und nach ein kompaktes Werkstück erschaffen, da der heiße neue Faden den bereits liegenden anschmilzt und sich so fest mit diesem verbindet. Somit benötigt ein 3D-Drucker immer einen Druckkopf, der aus einer beheizbaren Düse besteht, in die je nach Drucker unterschiedlich das Material in Form des fadenförmigen Kunststoffs (Filament genannt) gefördert wird. Diese Düse legt die Kunststofffäden nun auf einem Drucktisch ab. Um die Schichtung und die richtige Positionierung des Materials zu erreichen, gibt es nun zwei Möglichkeiten. Bei vielen Druckern bewegt sich der Drucktisch nach links und rechts, nachdem eine Schicht gedruckt wurde, wird der Extruder mit der Düse um einen definierten Weg nach oben gefahren, um die nächste Schicht zu drucken. Die Alternative dazu ist, dass der Drucktisch selbst nach unten fährt, der Extruder mit der Düse also immer auf der gleichen Höhe bleibt. Beide Systeme funktionieren gut und es hängt alleine von der technischen Ausführung (und der Bedienung) ab, wie genau die Drucker drucken. 7

8 Für Selbstbauer 3D-Druckerbausatz multec Multirap L234 Der aktuelle Hype um das Thema 3D-Druck bringt eine Menge an Angeboten von Druckern hervor. Neben den für den Heimanwender kaum finanzierbaren Industriedruckern größerer Unternehmen vorwiegend aus den USA, sind es dabei auch viele Entwicklungen von kleineren und jungen Unternehmen. Eines dieser Unternehmen ist die Firma multec GmbH mit Sitz im schwäbischen Wilhelmsdorf bei Ravensburg und ihr Produkt der Multirap, den es in zwei verschiedenen Größen gibt. Wie bei vielen Unternehmen entstand dieser 3D-Drucker aus einer Faszination für die Technik und ihre Möglichkeiten in diesem besonderen Fall noch ergänzt durch den Wunsch nach einem maschinenbautechnisch ausgereiften System. Denn viele der angebotenen 3D-Drucker sind mechanisch eher fragil und schwierig genau einzustellen. Genau an diesen Punkten haben die Maschinenbauingenieure Petra Rapp und Manuel Tosché angesetzt und ein hard- und softwaremäßig abgestimmtes System entwickelt, welches als Bausatz geliefert wird. Der Bausatz Viele der 3D-Drucker-Eigenbauten, aber auch eine große Zahl an Bausätzen basieren um Kosten und Aufwand zu sparen auf Bauteilen, die eher schlecht geeignet sind, um eine so präzise arbeitende Maschine zu erstellen. Herkömmliche Gewindestangen, mit denen viele RepRap-Abkömmlinge konstruiert werden, ermöglichen beispielsweise nur schwer eine exakte Einstellung. Aus diesem Grund hat sich multec zu einem System komplett aus Normteilen aus dem Maschinenbau entschieden. So basiert der Grundaufbau aus Aluminium-Profilen, die mittels äußerst exakter Verbindungsteile winkelgerecht und stabil verbunden werden. Gleichzeitig erlaubt dieser Aufbau 8

9 + Der Bausatz des Mutirap besteht aus hochwertigen Materialien: Aluprofile und entsprechende Verbindungselemente bilden die Basis des Druckers + Die benötigten Verbindungsteile sind sauber in einer stabilen Kunststoffbox verpackt und beschriftet Ein stabiles Gestell entsteht aus den Alu- Profilen In der sehr guten Anleitung werden wichtige einzuhaltende Maße angegeben. Kontrolliert man diese am Drucker gründlich, so kann nichts schiefgehen Wichtig für die genaue und stabile Führung sind die verwendeten Profilschienen- Wälzführungen Die fertige Y-Achse wird in den Grundrahmen maßgerecht eingebaut Der fertig vorbereitete Drucktisch. Die aufgeklebte Messingblechfahne dient dem Schalten des optischen Endstopps aber auch eine sehr exakte und einfache Feinjustierung. Bei einem präzise arbeitenden Gerät wie einem 3D-Drucker ist die exakte Führung der beweglichen Teile natürlich ein ganz besonders wichtiger Punkt. multec verwendet daher für alle drei Achsen Profilschienen- Wälzführungen, die sehr präzise und verwindungssteif die notwendigen Führungen übernehmen. Die Übertragung der Schrittmotorbewegungen erfolgt bei den einzelnen Achsen unterschiedlich. Während die Z-Achse mittels einer Trapezgewindespindel verstellt wird, werden die X- und Y-Achsen des Drucktisches mittels Zahnriemenantrieben bewegt. Dies ermöglicht eine präzise Positionierung des Extruders in der Z-Achse, während die nur mit geringen Kräften belasteten X- und Y-Achsen mit den Zahnriemenantrieben ebenso exakt angesteuert werden können. Als Schrittmotoren werden bewährte Nema-17-Motoren verwendet, die ihre Eignung für solche Drucker häufig bewiesen haben. Die Steuerung wird bei den Bausätzen fertig aufgebaut geliefert und die Schrittmotoren sowie die Extrudersteuerungsleitungen und soweit vorhanden die Kabel des Heizbetts müssen hier lediglich noch angeschlossen werden. Die Ramps v1.4-steuerungsplatine umfasst zudem ein Arduino Atmega 2560 Microcontroller Board und vier Pololu A4988 Schrittmotortreiber. Der Extruder (entweder lieferbar für 3-mmoder 1,75-mm-Filament) wird komplett fertig aufgebaut von multec geliefert und muss lediglich noch an der Maschine befestigt werden. Interessant ist hierbei auch, dass der Extruder als Einzelteil lieferbar ist. So kann man sich beide Extruder zulegen und je nach verwendetem Filament bzw. benötigter Feinheit den passenden Extruder montieren. Es ist auch einfach möglich, nur die Düsenkombination auszutauschen, sodass man mit demselben Extruder, aber unterschiedlichen Düsen arbeiten kann. Allerdings muss man sagen, dass für die weitaus meisten Arbeiten der, auch einfacher einzustellende, 3-mm-Extruder verwendet werden kann. 9

10 Sehr wichtig für den Betrieb ist die genaue Einstellung des Abstands von Düse zum Drucktisch. Am besten gelingt dies mit einer Fühlerlehre Die Einstellungen für den Multirap gelingen am besten mit dem Programm Skeinforge + Sehr schnell gelingen die ersten erfolgreichen Ausdrucke. Auf dem Heiztisch, der mit Putzband beklebt wurde, haften die Bauteile ohne Probleme Aufbau Für den Aufbau des Multirap werden nur wenige Werkzeuge benötigt. Ein Satz Inbusschlüssel liegt dem Bausatz bei, da diese in unterschiedlichen Größen die am häufigsten benötigten Werkzeuge sind. Weitere benötigte Werkzeuge sind ein Lineal und eine Schieblehre sowie Schraubenschlüssel beziehungsweise ein geeigneter Ratschenkasten. Zudem wird noch ein kleiner Schraubendreher/Phasenprüfer zur Verschraubung der Anschlusskabel und Sekundenkleber zur Verklebung von Metall und Kunststoff gebraucht. Gute Dienste beim Einstellen der Düsenhöhe über dem Drucktisch leistet eine Fühlerlehre, mit der man den Abstand sehr genau einstellen kann. Insbesondere bei der feineren Düse (zu deren Besonderheiten im Betrieb komme ich später noch) kann man den benötigten genau einzuhaltenden Abstand hier sehr gut erreichen. Empfehlenswert ist für einige Verschraubungen auch Schraubensicherungslack, der sie fest in ihrer Position hält. Im späteren Betrieb wird dann noch von Zeit zu Zeit ein wenig dünnflüssiges Schmieröl für die Spindel und Lagerfett für die Führungen benötigt. Technische Daten Maximale Verfahrwege/ maximale Druckgröße: X-Achse 200 mm Y-Achse 200 mm Z-Achse 150 mm Gewicht: ca.7 kg Außenmaße: Breite 48 cm Tiefe 34 cm Höhe 50 cm Das Printer Interface bietet alle wichtigen Daten auf einen Blick 10

11 Der fertige mechanische Aufbau des Druckers + Die Nema-17-Schrittmotoren und die Endstopps müssen als nächstes verarbeitet werden Montage von Motor uns Endstopp an der Y-Achse Hier sieht man (am Beispiel der Z-Achse) wie die Blechfahne den Endstopp auslöst: einfach aber wirkungsvoll und jederzeit leicht nachzujustieren Der Extruder mit der 0,5-mm-Düse vor der Montage. Die Sechskantmutter auf den Düsenspitze dient zum Schutz derselben bei Transport und Montage Der Aufbau des Druckers wird in der, auf einer beiliegenden CD zusammen mit der benötigten Software und weiteren wichtigen Informationen enthaltenen, Anleitung mustergültig und ausführlich beschrieben. Folgt man den Anweisungen darin und berücksichtigt die vielen Tipps, so wird man auf jeden Fall zu einem gut funktionierenden Drucker kommen. Man sollte diese Anleitung also auf jeden Fall vor dem Bau durchlesen und sich genau an die Angaben halten. Zunächst wird aus Aluminiumprofilen und den Verbindungswinkeln ein sehr stabiles und dabei doch leichtes Grundgerüst aufgebaut. Die hochwertigen Verbindungswinkel sorgen dabei automatisch für eine winklig exakte Ausrichtung der Alu-Profile. Hält man sich an die angegebenen Maße, so hat man mit dem Gerüst eine sehr gute Grundlage für den weiteren Aufbau des Druckers. Der nächste Schritt ist dann die Montage des Drucktisches, mit seinen Lagerungen für die Bewegungen in der X- und Y-Achse. Wie bereits gesagt, werden die drei Achsen des Druckers mittels Profilschienen-Wälzführungen gelagert. Die hohe Präzision und die Stabilität dieser Führungen machen sie zu einem echten Highlight in der Ausstattung des Multirap. Auf jeden Fall beachten sollte man aber die Hinweise in der Anleitung zur Montage der Führungen. Die Schlitten dieser Führungen werden durch spezielle Klammern vor dem Herunterrutschen von den Profilschienen bewahrt. Man sollte diese Klammern wirklich wie in der Anleitung angegeben erst entfernen, wenn die Führungen entsprechend montiert und gesichert sind. Ansonsten besteht die Gefahr, dass die Schlitten von den Schienen rutschen, was dazu führt, dass Sie nicht mehr montiert werden können und durch neue Teile ersetzt werden müssen. Durch die durchdachte Konstruktion des Druckers besteht diese Gefahr außer durch die Unachtsamkeit des Erbauers aber auch nicht. Der Tisch wird in X- und Y-Achse mittels je einem Nema-17-Schrittmotor, die über einen schlupffreien Riemenantrieb wirken, sehr genau und zudem schnell bewegt. Die Konstruktion der Tischansteuerung beruht dabei darauf, dass der Antrieb der Y-Achse am Grundgerüst des Druckers befestigt wird und die X-Achse mit ihrem Antrieb auf dem Schlitten der Y-Achse befestigt wird. Auf dem Schlitten der X-Achse wird dann der eigentliche Drucktisch befestigt. Diese einfache aber durchdachte Konstruktion minimiert die bewegten Massen und macht die Stellgenauigkeit somit sehr hoch. Die Z-Achse dient zu Verstellung der Höhe des Extruders. Sie wird an der Mittelstrebe im oberen Teil des Grundgerüstes montiert und ist ebenfalls mittels Profilschienen-Wälzführungen gelagert. Die Verstellung erfolgt hier mittels einer Trapezspindel, die äußerst exakt montiert werden muss. Wird sie nicht rechtwinklig ausgerichtet, so verringert sich der Leichtlauf der Z-Achse, wird mit Spiel montiert, so kann die Düsenspitze nicht exakt genug positioniert werden. Unter beidem leidet die Genauigkeit des Druckergebnisses. Hier sollte man also mit sehr viel Ruhe arbeiten und die Einstellungen lieber immer wieder überprüfen, bis man das optimale Ergebnis erzielt hat. Dies wird sich in den späteren Drucken auszahlen. Die Trapezspindel selbst wird ebenfalls über einen Riemenantrieb mittels eines Nema-17-Motors bewegt. Die Nullpunkte der Bewegung des Tisches und des Extruders werden durch drei Endstopps auf den drei Achsen definiert. Dieses 11

12 Im Porträt: multec Die Firma multec GmbH wurde 2011 von Petra Rapp und Manuel Tosché gegründet, um in die Welt der 3D-Drucker und des sich gerade entwickelnden Marktes des Rapid Prototyping für Privatanwender einzusteigen. Ich bin Maschinenbauingenieurin und habe im Internet von 3D-Druckern gelesen. Allerdings haben mich die damals erhältlichen Drucker maschinenbautechnisch abgeschreckt. so Petra Rapp Ich bin dann zu dem Schluss gekommen für mich einen 3D-Drucker zu bauen, der mit maschinenbaugerechten Komponenten aufgebaut ist, besser aufzubauen und auch funktioneller ist. Wir haben sehr schnell aus meinem Prototyp ein Seriengerät entwickelt. Dieses Produkt entwickeln wir stetig weiter und haben derzeit zwei Geräte in Serienreife. Wir entwickeln auch stark im Bereich Zubehör weiter, wie weiterer Extruder usw. so Petra Rapp weiter. Von Anfang an entwickelt sich die Firma multec positiv, sodass Anfang 2013 zur GmbH umfirmiert wird. Derzeit hat das Unternehmen vier Mitarbeiter, weitere Stellen sind bereits in Planung. In naher Zukunft soll auch mit Fachhochschulen und Hochschulen in Bezug auf Diplom- und Studienarbeiten zusammengearbeitet werden. Petra Rapp: Die Konstruktion der Drucker erfolgt bei multec. Wir lassen die Maschinen von anderen Unternehmen fertigen und arbeiten mit vielen Fertigungsbetrieben aus der näheren Umgebung zusammen. So wurde beispielsweise eine sehr gute Zusammenarbeit mit den Zieglerschen Rotach-Werkstätten für behinderte Menschen aufgebaut. Auch beim Thema Kunststoff-Rohmaterial sind wir dabei, Produkte von deutschen Herstellern in unser Portfolio aufzunehmen. Extruder werden teilweise noch selbst bei Multec vormontiert, aber auch hier wollen wir dazu kommen, dass wir diese bereits fertig geliefert bekommen. Die Stadt Pfullendorf unterstützt Gründer und Innovativunternehmen wie die Firma multec mit einem regionalen Technologie- und Innovationszentrum in der Franz- Xaver-Heilig-Straße 7. multec hat zwar Werkstatt und Lager in Wilhelmsdorf, aber durch das Wachstum war dies eine sehr günstige Möglichkeit Büros zu mieten und auch bei dem Bedarf eines wachsenden Unternehmens erweitern zu können. Die Firmenleitung Dipl.-Ing. (BA) Petra Rapp hat 25 Jahre Konstruktions- und Entwicklungserfahrung in den Bereichen Maschinenbau, Luftfahrt (Mitarbeit bei der Entwicklung des Luftschiffs der Zeppelin-Luftschifftechnik GmbH) und Sondermaschinenbau in verschiedenen mittelständischen Unternehmen und als freiberufliche Ingenieurin gesammelt. Sie ist bei multec für die Konstruktion, Entwicklung und Forschung der 3D-Drucker, aller Komponenten und der Software sowie auch den technischen Support verantwortlich. Sie hat sehr viel Erfahrung in der Drucktechnik und der Softwaretools für die Erstellung der Druckteile. Dipl.-Ing. (BA) Manuel Tosché ist Maschinenbau-Ingenieur mit langjähriger Erfahrung als Fertigungsingenieur mit den Schwerpunkten der Projektplanung, der Materialwirtschaft, der Arbeitsvorbereitung und Fertigungsbetreuung in mittelständischen Unternehmen, darunter auch die Zeppelin-Luftschifftechnik in Friedrichshafen, bei der er den Bereich Materialwirtschaft leitete. Manuel Tosché ist im Unternehmen für den gesamten kaufmännischen Bereich zuständig, betreut Kunden von der Anfrage bis zum technischen Support, kümmert sich um die Materialwirtschaft, die Buchhaltung und das Marketing. sind optische Sensoren, die an den Achsen sitzen und mittels Blechfahnen geschaltet werden. Durch die mögliche Verschiebung der Endstopps kann eine Feineinstellung auch später noch sehr einfach und genau durchgeführt werden. Eine recht einfache Übung ist die Montage des Filamenthalters, der aus einem Aluprofil besteht, welches am Grundgerüst befestigt wird und die Filamentrolle aufnimmt. Abschließend wird dann der Extruder (dabei ist es egal, ob es sich um die 0,5-mm- oder die 0,35-mm-Ausführung handelt) an der Z-Achse mit zwei Schrauben montiert. Die Feineinstellung nimmt man am besten erst vor, wenn (so man dieses montieren will) ein Heizbett montiert ist und die elektrischen Anschlüsse vorgenommen sind. Heizbett PLA kann auch ohne Heizbett gedruckt werden, allerdings sollte man dann auf ein doppelseitiges Klebeband drucken, damit die erste Schicht des Kunststoffs ausreichend haftet. Sehr viel komfortabler ist aber die Verwendung eines Heizbetts, da dieses durch seine Temperatur von um die 60 C eine ausreichende Haftung erreicht und das Lösen des Druckteils nach dem Druck wesentlich einfacher gestaltet. Ein Heizbett ist somit eine wirklich sinnvolle Zusatzausstattung dieses 3D-Druckers. Für PLA (auf die Besonderheiten von ABS komme ich später noch) reicht das von multec gelieferte 12-Volt-Heizbett absolut aus. Es wird einfach mittels Schrauben und Flügelmuttern auf den eigentlichen Drucktisch montiert und dann an die Steuerung angeschlossen. Die mechanische Einstellung des Heizbetts gelingt durch das Gegenspiel zweier Flügelmuttern problemlos. Der Abstand zwischen Tisch und Heizbett sollte dabei an allen vier Ecken ungefähr gleich sein, um die Wärmeabfuhr nach unten zu gewährleisten. Zum Betrieb wird das Heizbett mit einem Klebeband (Putzband) bezogen auf das gedruckt werden kann. Dies schont das Heizbett, macht die Oberfläche besser haftend und ist das Klebeband beschädigt, kann es einfach ausgetauscht werden. Neu ist von multec auch eine dünne GFK-Platte erhältlich, die das Beziehen des Drucktisches mit Putzband erspart und noch glattere Oberflächen ermöglicht. Will man unbedingt ABS drucken (wirkliche Gründe gibt es dafür bis auf die höhere Temperaturbeständigkeit dieses Kunststoffes gegenüber PLA eigentlich nicht) so ist ein leistungsstarkes Heizbett unabdingbar. Hierbei sind Temperaturen von um die 110 C not- 12

13 Das 12-V-Heizbett wird fertig vormontiert geliefert Wichtig ist ein einheitlicher Abstand von Heizbett und Tisch, um eine gleichmäßige Wärmeverteilung zu erreichen Die Steuerung des Druckers ist in einem großzügigen Gehäuse untergebracht. Hier müssen nach Plan bei Bedarf durch eine Fachkraft die elektrischen Komponenten angeschlossen werden wendig, die nur mit einem 220-Volt-Heizbett erreicht werden können. multec liefert solche Heizbetten zwar auch, weist aber eindrücklich darauf hin, dass diese Heizbetten nur von einer entsprechenden Elektrofachkraft montiert werden dürfen. Hier müssen zudem spezielle Zusatzteile eingebaut werden, die nur von einer Elektrofachkraft entsprechend ausgelegt und beschafft werden können. Elektrische Anschlüsse Beim Bausatz des Multirap L234 ist, genauso wie beim größeren L324 dieser hat in der Y-Achse eine Baugröße von maximal 300 mm die Steuerung fertig in einem eigenen Gehäuse eingebaut. Anhand der Anleitung lassen sich die Endstopps, die Motoren sowie die Steuerungen für den Extruder und das Heizbett mit ein wenig Geschick und Verständnis der Materie problemlos anschließen. Wenn man sich bei solchen Dingen unsicher ist, ist es allerdings auf jeden Fall ratsam, einen Fachmann hierfür zurate zu ziehen und diesen die elektrischen Anschlüssen durchführen zu lassen. Software Was nun folgt, ist ein wenig Arbeit am Computer, denn der Drucker benötigt natürlich ein paar Programme, die ihm sagen, was er tun soll. Die benötigten Programme basieren auf Freeware, sodass hier beschränkt man sich auf die ausreichenden Grundversionen keine weiteren Kosten entsehen. Alle benötigten Programme liegen entweder als Daten auf der CD enthalten oder werden als Link angegeben. Wichtig ist, dass das USB-Kabel des Druckers erst nach der Installation sämtlicher Programme in den Rechner eingesteckt wird. Die für den Drucker benötigten Programme sind in der Programmiersprache Python programmiert. Daher müssen zunächst Python sowie einige Zusatzkomponenten dafür installiert werden. Dies gelingt problemlos, wenn man der Anleitung dafür folgt. Damit der Drucker die konstruierten Dateien verarbeiten kann, benötigt er wie andere CNC-Maschinen auch einen von ihm zu verarbeitenden Code, den er nach und nach abarbeiten kann. Dieser sogenannte G-Code kann mit verschiedenen Programmen erstellt werden. Dem multec Multirap liegen auf CD zwei dafür mögliche Programme bei. Das einfachere der beiden ist Slic3r, welches sich von der CD problemlos installieren lässt. Für einfache Anwendungen reicht dieses Programm aus. Will man allerdings genauere Einstellungen vornehmen lassen, bietet sich das sehr viel leistungsstärkere allerdings auch deutlich aufwendiger zu bedienende Programm Skeinforge an. Auch dieses lässt sich sehr einfach installieren. Bei Skeinforge ist zu beachten, dass multec hier bereits fertige Profile für verschiedene Materialien und Druckqualitäten auf CD mitliefert, die nach der Installation des eigentlichen Programms nach der Anleitung in einem entsprechenden Ordner abgelegt werden. Bei der späteren Arbeit mit dem Programm kann man so das entsprechende Profil auswählen und erzielt somit sehr gute Ergebnisse. Will man noch feiner an den Ergebnissen arbeiten, so kann man jederzeit einzelne Parameter verstellen. Nun muss noch ein spezieller USB-Treiber installiert werden, was aber dank der Anleitung auch problemlos gelingt. Den Abschluss bildet das Programm Printrun, welches die eigentliche Steuerung Lieferumfang Komplettbausatz: ren, vier Pololus A4988, 4 Kühlkörper, Kabel, Crimps, USB-Kabel, Lüfter) (andere Düsengröße wählbar) führungen, eine Trapezgewindespindel, drei Zahnriemen + sechs Zahnräder, ein Aluminiumdrucktisch, drei Nema 17-Motoren, alle Montageelemente für die Befestigung der Motoren, Steuerung und des Extruders) Preis: 1.008,-, mit 40 W-Heizpatrone in der Extruderdüse für schnelleres Aufheizen und schnellere Drucke Optionales Zubehör: Heizbett (12 Volt) 59,60 Info & Bezug: Multec GmbH Illmenseer Straße Wilhelmsdorf Verkaufsniederlassung: Franz-Xaver-Heilig-Straße Pfullendorf kontakt@multec.de Tel.: 07503/ Fax: 07503/

14 des Druckers übernimmt. Ist es erfolgreich installiert und eine Verbindung von Drucker und Computer herzustellen, so steht der endgültigen Feinjustierung und den ersten Druckeinsätzen nichts mehr im Wege. Ein sehr sinnvolles Tool ist noch das Programm Netfabb, welches sich für alle 3D- Drucker anbietet. Es überprüft vorhandene STL-Dateien auf Fehler und korrigiert diese. Die Grundversion Netfabb Studio Basic ist ebenfalls Freeware, man muss sich aber auf der Homepage zum Download registrieren ( Feineinstellung Mittels der Steuerung unter dem Programm Printrun werden nun vorsichtig alle Nullpunkte angefahren (die Endstopps müssen dabei rechtzeitig abschalten) und dann eventuell nachjustiert. Vor allem die Justierung des Extruders ist nun ein wichtiger Punkt. Die Düsenspitze des 0,5-mm-Extruders sollte am Nullpunkte nur einen Abstand von 0,3-0,6 mm zum Tisch haben und zwar an allen Punkten des Tisches. Am besten lässt sich dies mit einer Fühlerlehre kontrollieren, die man beim gewünschten Abstand vorsichtig unter der Düsenspitze durchschieben können sollte. Gehen Sie bei diesen letzten Feineinstellungen sehr gewissenhaft und vorsichtig vor, denn hiervon hängt ganz entscheidend das spätere Druckergebnis beziehungsweise die Tatsache ob überhaupt vernünftig gedruckt wird ab. Erster Betrieb Jetzt kann der Drucker das erste Mal getestet werden. Dazu wird in Printrun die Heizung des Heizbetts und des Extruders eingeschaltet. Mittels eines Überwachungsfensters kann die Entwicklung der Temperatur stets überwacht werden. Hat sie die gewünschte Temperatur erreicht (bei PLA sollte das Heizbett 60 C und der Extruder ca. 195 bis 205 C je nach Material haben), kann das erste Mal Kunststoff mittels der Testfunktion gefördert werden. Mit einer Flügelschraube und Tellerfedern wird dabei die Spannung der Filamentförderung so eingestellt, dass ein sauberer Faden aus der Extruderöffnung austritt. An dieser Flügelschraube kann man auch später Fehler in der Förderung des Filaments recht einfach beheben. Gelingt diese Förderung, so kann man sein erstes Objekt drucken. Hierfür liefert multec auf der CD fertige G-Codes für verschiedene Objekte mit, mit denen ein entsprechender Druck wurde alles richtig montiert und eingestellt problemlos gelingt. Funktioniert dies, so steht weiteren Drucken, dann natürlich auch eigener Konstruktionen, nichts mehr im Wege. 0,35-mm-Extruder Für die weitaus meisten Anwendungen ist der Extruder mit der 0,5-mm-Düse absolut ausreichend. Lediglich für den Fall, dass man besonders fragile Drucke mit kleinen Strukturen benötigt nicht nur zur Ansicht, sondern auch falls beispielsweise feine Zahnräder sauber ineinandergreifen sollen kann es sinnvoll sein, auf den 0,35-mm- Extruder und die Verwendung von Filament mit 1,75 mm Durchmesser zurückzugreifen. Auch mit diesem Extruder gelingt die Arbeit problemlos, auch wenn man bei der Einstellung vom Abstand der Düse zum Tisch und beim Anpressdruck der Filamentförderung hier noch ein wenig mehr Sorgfalt walten lassen muss, als beim Extruder mit der größeren Düse. Naturgemäß ist die Druckgeschwindigkeit bei dieser kleinen Düse, insbesondere, wenn man die Einstellungen für sehr feine Oberflächen wählt, recht langsam, sodass größere Drucke schon einiges an Zeit in Anspruch nehmen. Tipp: Wählen Sie zunächst die größere Düse und experimentieren Sie damit. Wenn Sie damit zurechtkommen und wirklich feinere Drucke benötigen, können Sie den feineren Extruder (oder nur die kleinere Düse im gleichen Extruder, diese ist austauschbar) immer noch nachordern und je nach Bedarf an Ihrem Drucker montieren. Fazit Die Multirap-Drucker von multec sind hervorragend konstruiert, sowohl was ihre Stabilität, als auch, was die Funktion angeht. Wird beim Zusammenbau der sehr guten Anleitung gefolgt und sauber gearbeitet, so erhält man einen Drucker, der absolut problemlos läuft und schnell erfolgreiche Druckergebnisse liefert. Die Möglichkeit mittels der empfohlenen Programme aber auch einer Feineinstellung der Mechanik des Druckers das Ergebnis positiv zu beeinflussen sind vielfältig und gerade das ist die Stärke des Multiraps: Man erkennt aufgrund des eigenhändigen Zusammenbaus und der verständlichen Konstruktion die Zusammenhänge und weiß an welcher Schraube man drehen muss, um zu dem Ergebnis zu kommen, welches man sich vorstellt. Wer den Zusammenbau des Druckers nicht scheut und davor muss sich niemand, der technisch leicht versiert ist fürchten erhält mit dem Multirap einen hervorragenden 3D-Drucker für alle Belange. Und wenn man es nun partout nicht will: multec bietet auch den Service, den Drucker komplett fertig montiert beziehen zu können. 14

15 Umfang: 144 Seiten Abbildungen: 250 Best.-Nr.: Preis: 14,50 Oliver Bothmann 3D-Druck-Praxis Dieses Buch zeigt Ihnen wie 3D-Druck daheim funktioniert, was Sie dafür benötigen und wie Sie erfolgreich zu Ihrem ersten 3D-Druck kommen. Verschiedene Konstruktionsprogramme werden Ihnen genauso gezeigt, wie die Möglichkeit auch ganz ohne eigenen Konstruktionsaufwand zu einem Objekt zu kommen. Viele nützliche Tipps und Tricks helfen Ihnen beim erfolgreichen Einstieg in den 3D-Druck. Der 3D-Druck ist eine der Techniken der Zukunft werden Sie fit für seine Anwendung daheim! Ab 16.9.! im Handel Umfang: 144 Seiten Abb.: 250 Best.-Nr.: Preis: 14,50 Aus dem Inhalt: Bestellen Sie jetzt! Verlag für Technik und Handwerk neue Medien GmbH BESTELLSERVICE D Baden-Baden Tel.: Fax: service@vth.de Internet:

16 Druckpraxis Tipps für den 3D-Druck Ein 3D-Drucker ist (noch?) ein etwas aufwendigeres Gerät, als ein herkömmlicher Papierdrucker. Somit gilt es bei der Konstruktion der Bauteile, der Vorbereitung und Durchführung des Drucks, der Nachbearbeitung der Druckteile und der Wartung des Druckers ein wenig mehr zu beachten, als bei einem normalen Drucker. Neben den hier aufgeführten Tipps werden Sie bei der Recherche noch vieles mehr finden und auch insbesondere bei besonderen Druckteilen eigene Erfahrungen machen. Der 3D-Druck steckt noch weitestgehend in den Kinderschuhen und bietet ein breites Feld der Weiterentwicklung und das ist einer der faszinierendsten Aspekte dieser Technik. Konstruktion des Bauteils Egal, in welchem Programm Sie Ihre Druckteile konstruieren, es gibt einige Grundlagen, die man beachten sollte, um zu einem befriedigenden Ergebnis zu kommen. Hier einige der Wichtigsten: Die Druckbarkeit beachten Auch wenn es banal klingt, aber man sollte sich vor oder bei einer Konstruktion immer überlegen, ob ein Teil so druckbar ist, wie man es konstruiert. Dies betrifft die Geometrie, denn einige Dinge sind von einem 3D-Drucker einfacher darzustellen, als andere. So sind sehr scharfkantige Gegenstände meist schwierig, da FDM-Drucker ja runde Fäden drucken. Natürlich kann man eine gewisse Scharfkantigkeit erreichen und es gibt genügend Beispiele für erfolgreiche Drucke, allerdings bedarf dies eine sehr genaue Einstellung des Druckers und einiger Erfahrung. Seien Sie also nicht enttäuscht, wenn Ihr scharfkantig konstruiertes Bauteil beim ersten Ausdruck etwas weicher erscheint. Auch sollte man, wenn möglich, zu viele und vor allem zu lange Brücken im Druckteil vermeiden, denn entweder hängt der gedruckte Faden an diesen Stellen durch oder man muss entsprechend aufwendig Stützmaterial einfügen und nach dem Druck auch wieder entfernen, was zu aufwendiger Nacharbeit führt und häufig sehr schwierig werden kann, insbesondere bei sehr versteckten Brücken. Je nach Material, Drucker und einigen anderen Parametern kann man sagen, dass Brücken bis zu einem Zentimeter Länge normalerweise kein allzu großes Problem darstellen. Hier kann es höchstens vorkommen, dass die ersten gelegten Fäden ein wenig durchhängen und nach dem vollendeten Druck versäubert werden müssen. Ein weiterer simpler Trick um zu guten Drucken zu kommen ist die richtige Orientierung des Objekts. Man sollte darauf achten, dass ein Druckteil wenn irgend möglich mit der größten Auflagefläche auf dem Drucktisch aufliegt, auch wenn es dadurch auf dem Kopf stehend gedruckt wird. Beispiel: Will man einen Tisch drucken, so sollte man diesen nicht auf seinen Beinen stehend drucken, sondern auf der Tischplatte liegend. Anderenfalls müsste vom Drucktisch bis zur Unterseite der Tischplatte Stützmaterial gedruckt werden, welches nach dem Druck entfernt werden müsste (Danke an Petra Rapp für dieses einleuchtende Beispiel). Zudem ist die Fläche des Objekts, die auf den Drucktisch gedruckt wird (Ausnahme ist die Verwendung eines Rafts) meistens sehr glatt und sauber, sodass es durchaus sinnvoll sein kann, wichtige Sichtflächen wenn möglich direkt auf den Drucktisch zu drucken. Bei diesem Druckteil war die von einer Brücke überspannte Strecke zu lang, der Druckfaden hängt durch Hier war die Brücke kurz genug, es ist ein sauberer Druck entstanden 16

17 Handelt es sich dabei um vernachlässigbare Details (beispielsweise bei feinen Strukturen an Modellbauobjekten) so ist es ratsam, diese wegzulassen. Sind es wichtige Bestandteile (beispielsweise dünne Wandteile) so sollte man diese so massiv konstruieren, dass sie sich noch drucken lassen. Hier gilt es zu experimentieren, denn jeder Drucker reagiert da ein bisschen anders. Beispiel für eine falsche Orientierung des Druckobjekts auf dem Drucktisch. Hier muss großflächig eine Stützstruktur gedruckt werden Schichtdicke Je feiner die Schichtdicke, umso besser der Druck natürlich ist an dieser simplen Formel etwas dran, aber man sollte trotzdem nicht unbedingt alles immer sofort mit der feinsten möglichen Schichtdicke drucken. Eine geringere Schichtdicke bedeutet auch, dass der Drucker um eine bestimmte Höhe des Objekts aufzubauen sehr viel häufiger dieses Objekt abfahren muss. Damit hier die einzelnen Schichten sauber aufeinanderpassen, muss daher der Drucker sehr sauber eingestellt sein und mit einer sehr hohen Wiederholgenauigkeit arbeiten. Dies ist die Grundlage jeden sauberen Schichtaufbaus. Das weitaus bedeutendere Manko einer sehr geringen Schichtdicke ist aber die erheblich längere Zeit, die man für Ausdrucke mit geringen Schichthöhen einplanen muss. Hier ist die Verlängerung des Druckvorgangs zum Teil signifikant. Benötigt man also keine sehr feine Oberfläche, so bietet es sich auf jeden Fall an mit einer stärkeren Schichtdicke zu arbeiten, um schneller an sein Objekt zu kommen. Dreht man das Objekt einfach um, so entfällt die Stützstruktur Die Präzision, mit der man beispielsweise in CAD-Programmen zeichnen kann, ist faszinierend. Doch man sollte bei aller Begeisterung darauf achten, dass der eigene Drucker dies auch noch drucken kann, denn hier sind selbstverständlich Grenzen gesetzt. Konstruiere ich eine Struktur zu filigran, so besteht die Gefahr, dass der Drucker diese nicht mehr umsetzen kann. So sollte man bei sehr feinen Strukturen stets überdenken, ob diese nicht zu dünn geraten sind. Dreimal das gleiche Teil (eine gewölbte Oberfläche) mit unterschiedlichen Schichtdicken gedruckt. Von links: 0,08, 0,125 und 0,25 mm Schichtdicke Das gleiche Objekt: links zu fein konstruiert und damit nicht mehr druckbar, rechts mit ausreichender Wandstärke konstruiert und sehr gut druckbar Stützstrukturen Stützstrukturen sind eine sehr wichtige Hilfe, um korrekte Ausdrucke zu bekommen. Überhängende Bereiche des Druckteils, die keine Unterstützung haben, werden somit gehalten. Dieses Stützmaterial meist auch Support genannt wird von den Druckvorbereitungsprogrammen selbstständig berechnet und in die Druckdatei mit eingefügt. Man sollte trotzdem nicht immer blind den Voreinstellungen des Programms vertrauen, sondern hier gerade bei aufwendigen Drucken durchaus hier eigene Einstellungen vornehmen. Stützmaterial hat nämlich einen gravierenden Nachteil: es muss nach dem Druck wieder entfernt werden. Das kann bei verdeckten Strukturen schwierig sein und es bleiben immer Unsauberkeiten in der Oberfläche, die im Nachhinein mehr oder weniger aufwendig entfernt werden müssen. Es kann daher sinnvoll sein, im Programm einzustellen, ab welchem Überhangwinkel Stützmaterial erzeugt werden soll, um die Verwendung zu minimieren. Eine weitere gute Einstellmöglichkeit, die viele Programme bietet, ist die Auswahl, wo überhaupt Support gedruckt 17

18 Hier gut zu sehen das Stützmaterial im linken Teil, das umgedreht wurde, und nun von der Seite zu sehen ist, die ursprünglich auf dem Drucktisch lag Füllgrad Eine wichtige Einstellung ist der Füllgrad des Druckteils. Das hier verwendete konstruiertes Teil ist ja nur eine Hülle, die es noch mit Material zu füllen gilt. Wie viel Material in das Teil gefüllt wird, wird vom Druckvorbereitungsprogramm nach den Vorgaben des Benutzers berechnet und entsprechend gedruckt. Der Füllgrad kann hier normalerweise in einem Bereich von 0% Füllung (hohl, meist als 0.0 angegeben) bis zu 100% Füllung (vollständig gefüllt, angegeben als 1.0) gewählt werden. Eine gute Füllung, die ein stabiles Teil ergibt, liegt im Bereich von 30-40% ( ). Hierdurch werden Bauteile erzeugt, die genügend Stabilität besitzen, bei denen sich aber Gewicht sowie Druckzeit und Materialverbrauch im Rahmen halten. Eine vollständige Füllung sollte nur eingestellt werden, wenn dies aus Stabilitätsgründen wirklich unabdingbar oder ein hohes Gewicht benötigt wird. Dagegen kann es bei komplett hohlen Strukturen Schwierigkeiten beim Druck durch eine mangelnde innere Stützung geben und hier müssen entsprechend mehr/ dickere Außenschichten gedruckt werden, um die notwendige Stabilität zu erreichen. Bei diesem Druckteil wurde ein Füllgrad von 30% verwendet, der eine mehr als ausreichende Stabilität bietet Das Stützmaterial lässt sich einfach herausbrechen Haftung des Druckteils Einer der elementaren Punkte beim 3D-Druck ist die Haftung des Druckteils während des Drucks. Da der Kunststoff (egal ob ABS oder PLA) erhitzt wird und dann auf den Drucktisch aufgebracht wird, kühlt dieser recht schnell ab. Dadurch schrumpft das Material, was dazu führt, dass es sich von der Drucktischoberfläche ablösen kann. Da ABS eine stärkere Schrumpfung aufweist als PLA, ist dieses Problem bei ABS noch ein wenig stärker anzutreffen. Das Stützmaterial wurde herausgebrochen und liegt nun vor dem Druckteil, die Oberfläche muss noch versäubert werden werden soll. So kann es sinnvoll sein nur an den Außenseiten eines Bauteils Stützmaterial zu verwenden, da bei innenliegenden Strukturen häufig Brücken vorhanden sind, die als Stützen für den Druck ausreichen. Hier sollte man sich sein Druckteil kritisch ansehen und entscheiden. Häufig kann man auch erst nach einem Testdruck feststellen, ob und wo Stützmaterial notwendig ist. Beispiele für Bauteile, die sich während des Drucks von der Druckplatte gelöst haben. Hier sind Material und Zeit verloren 18

19 Das Ablösen des Teils während des Drucks macht dieses natürlich unbrauchbar, da die weiteren Schichten nicht mehr korrekt aufgebracht werden können. Besonders bei großen Teilen, die eine lange Druckzeit benötigen ist es ärgerlich, wenn in einem späten Druckprozess die Haftung nicht mehr ausreicht und sich das Bauteil löst, da hier Zeit und Material verloren sind. Doch es gibt verschiedene Möglichkeiten dieser Gefahr zu entgehen. Heizbett Ein Heizbett ist für jeden 3D-Drucker eine sinnvolle (Zusatz-)Ausstattung. Hier wird mittels einer Heizmatte der Drucktisch auf eine Temperatur aufgeheizt, bei der der Kunststoff besser haftet. Bei PLA beträgt diese Temperatur normalerweise Celsius, bei ABS muss sie 80 bis über 100 Celsius betragen. Das Heizbett wird dabei von der Steuerung geregelt und kann individuell eingestellt werden. Eine nützliche Einrichtung ist, dass die meisten Druckersteuerungen nach Druckende die Temperatur absenken. Dies ist zum einen ein Stromsparaspekt, insbesondere wenn man während man nicht anwesend ist oder in der Nacht druckt. Zum anderen lässt sich das Bauteil meist erst dann ohne Probleme vom Drucktisch ablösen, wenn dieser abgekühlt ist dann ist die Schrumpfung wieder von Vorteil. Konstruktionsmaßnahmen Wie bereits beschrieben, kann man die Haftung des Druckteils auf dem Drucktisch auch durch konstruktive Maßnahmen verbessern. Gerade Bauteile mit sehr kleiner Haftungsfläche auf dem Drucktisch neigen dazu, sich abzulösen. Um dem entgegenzuwirken, verwendet man ein sogenanntes Raft, also mehrere zusätzliche Schichten, die unter dem eigentlichen Druckteil auf den Tisch gedruckt werden und für eine verbesserte Haftung durch eine Vergrößerung der Auflagefläche sorgen. Hilfreich ist es, wenn man im Druckvorbereitungsprogramm die Eigenschaften des Rafts einstellen kann. So lässt es sich so optimieren, dass es eine gute Haftung ergibt, aber auch gut vom Druckteil ablösbar ist. Das Raft ist ein wichtiges Hilfsmittel, um die Haftung des Objekts auf dem Drucktisch zu erhöhen. Hier ist die unterste Lage vertikal, die Zwischenlage, die die Entfernung des Rafts vom Druckobjekt erleichtert, horizontal gedruckt Das Heizbett des Multirap von multec vor dem Einbau Das Heizbett im Easy3DMaker von 3Dfactories Oberfläche des Drucktischs Eine weitere Möglichkeit die Haftung zu verbessern, ist die Beschaffenheit der Oberfläche des Drucktischs mittels Klebebändern und Ähnlichem für den Druck zu optimieren. Hierzu werden verschiedene Stoffe verwendet. Druckt man ohne ein Heizbett, kann man beispielsweise mittels doppelseitigem Klebeband eine sichere Haftung des Druckteils erreichen. Ein großer Nachteil ist aber, dass Rückstände der Klebstoffbeschichtung des Klebebandes immer an der Unterseite des Druckteils hängen bleiben und diese sehr unansehnlich macht. Diese Möglichkeit ist daher eher ein Notbehelf und nicht wirklich für gute Ausdrucke geeignet. Auch bei der Verwendung eines Heizbetts wird die Oberfläche am besten mit einem entsprechenden Bezug versehen. Da die Drucktische meist aus Aluminium bestehen, haftet der Kunststoff zwar, aber meist nicht optimal. Zudem schützt ein Bezug mit einem entsprechenden Material die Drucktischoberfläche vor dem Verkratzen und kann bei Bedarf leicht ausgetauscht werden. Man muss allerdings darauf achten, dass das Klebeband für den Tisch und seine Temperaturen geeignet ist. Wird ein Drucktisch nur auf die geringeren Temperaturen für PLA aufgeheizt, so kann man sehr gut sogenanntes Putzband aus dem Bauhandwerkerbe- 19

20 darf bzw. Baumarkt verwenden. Bei den hohen Temperaturen für ABS könnte es mit Putzband Probleme geben, daher sollte man hierfür entsprechendes hitzebeständiges Material beispielsweise Kaptonband verwenden. Diese Maßnahmen sind sicherlich die beste Möglichkeit eine gute Haftung, eine saubere Unterseite des Druckteils und einen lange Zeit unverschandelten Drucktisch zu erhalten. Klebstoffe Eine weitere Möglichkeit die Haftung des Objekts zu verbessern ist die Verwendung von Klebstoffen, um die Objekte auf dem Drucktisch zu halten. Hier gibt es die verschiedensten Geheimtipps angefangen von verdünntem Weißleim bis hin zu unterschiedlichen durchaus fragwürdigeren Methoden. Will man ein solches Mittel, wie sie in vielen Foren diskutiert werden ausprobieren, sollte man auf jeden Fall vorsichtig sein und die Verträglichkeit für den verwendeten Kunststoff und den Drucktisch testen. Wer auf Nummer sicher gehen will, verwendet am besten einen vom Hersteller des jeweiligen Druckers empfohlenen Klebstoff, wie es beispielsweise der Hersteller 3Dfactories mit seinem 3DGlue macht. So ist man auf der sicheren Seite. Für das Beziehen des Drucktischs beim Drucken von PLA empfiehlt sich die Verwendung von Putzband aus dem Baumarkt Eine mögliche Alternative deren Verwendung allerdings jeweils geprüft werden muss ist das Aufkleben von Papieretiketten auf die Druckfläche. Auch hierauf haften die Druckteile meist recht gut. Allerdings muss man testen, ob die Etiketten sich durch die Wärme des Drucktisches lösen. Größter Nachteil der Etiketten ist aber, dass häufig Reste des Papiers auf der Unterseite des Objekts hängen bleiben und diese verunstalten. Auch diese Technik ist somit nicht ganz ohne Fehler. Vorheizen Nein, jetzt geht es nicht ums Backen auch ein 3D-Drucker will vorgeheizt werden. Das Heizbett und vor allem auch die Düse benötigen einige Zeit, bis sie die benötigte Temperatur erreicht haben. Damit also der Drucker nach dem Druckbefehl auch zügig loslegt, sollte man das Gerät rechtzeitig auf Temperatur bringen. Glücklicherweise starten die Drucker aufgrund ihrer Software meist erst, wenn die richtige Temperatur erreicht ist. Man sollte allerdings auch nicht zu früh mit dem Vorwärmen beginnen. Zum einen kostet dies Strom und somit Geld, da die Heizelemente recht ordentlich mit Energie versorgt werden wollen. Andererseits kann ein sehr frühes Vorheizen der Druckdüse beim Druckstart durchaus zu Problemen führen. Ist die Temperatur erreicht, bei der der Kunststoff flüssig wird, so neigt dieser bei den, meist senkrecht mit der Öffnung nach unten montierten Düsen, nach und nach herauszutropfen. Da noch kein Filament nachgefördert wird, leert sich die Düse somit und zu Druckbeginn steht zunächst kein Material zur Verfügung. Wird nun nicht durch eine entsprechende Vorbereitung (siehe nächster Abschnitt) genügend Material in die Düse gefördert, kann es zu Aussetzern und Löchern zu Beginn des Drucks kommen. Der Button für das Vorwärmen im G3DMaker und in Printrun Die Überwachung der Temperaturen in G3D- Maker und in Printrun Druck auf handelsüblichen Papieretiketten eine Möglichkeit, aber nicht die beste 20

21 teils zu Beginn des Druckvorgangs automatisch legt so Sie diese Funktion aktiviert haben. Der Grund dafür ist folgender: Auf diesem ersten Umlauf füllt der Drucker durch nachgefördertes Filament die Druckdüse mit Material und sorgt so dafür, dass von Beginn an ausreichend Kunststoff für den Druck zur Verfügung steht und keine Löcher gedruckt werden. Wenn Sie also beobachten, dass dieser Brim nach den ersten Zentimetern nicht sauber gelegt wird, oder sogar ein ursprünglich geschlossener Faden Unterbrechungen zeigt, so ist es meist besser den Druck abzubrechen, und durch manuellen Betrieb zunächst genügend Material in die Düse fördern zu lassen. Auf diesem Bild sieht man, wie der Drucker um das eigentlich zu druckende runde Objekt einen geschmolzenen Kunststofffaden, den sogenannten Brim, legt. Dieser dient dazu die Düse mit ausreichend Material zu füllen, um schon beim Start ausreichend Material zur Verfügung zu haben, damit sich keine Löcher im Druckteil finden Druckstart Vor dem Druckstart ist noch das eine oder andere zu beachten, damit auch ein erfolgreicher Druck entsteht. Gehen wir davon aus, dass der Kontakt zwischen Steuercomputer und Drucker funktioniert und dass die Datei in Ordnung ist, so sind noch ein paar Punkte zu beachten, die nach folgender Checkliste abgearbeitet werden sollten: 1. Ist die Drucktemperatur korrekt? Hier sollte das Steuerungsprogramm eigentlich automatisch die Kontrolle übernehmen und nur starten, wenn die Drucktemperaturen erreicht sind. Es kann allerdings vorkommen, dass beispielsweise ein falsches Druckprofil verwendet wurde und so ABS mit der zu niedrigen PLA- oder PLA mit der zu hohen ABS-Temperatur gedruckt werden soll. Beides führt (wenn überhaupt) zu mangelhaften Ergebnissen. 2. Ist genügend und das richtige Filament im Drucker? Leicht kann es passieren, dass die falsche Sorte Filament ob Material, Farbe oder Dicke im Drucker ist. Ein kleiner Blick darauf schadet nicht. Auch sollte man kontrollieren, ob die Menge noch ausreicht. Es gibt nur wenig ärgerlichere Fehler, als wenn das Material kurz vor dem Druckende ausgeht vor allem bei einem mehrstündigen aufwendigen Druck. 3. Kann sich der Drucker in allen Achsen frei bewegen? Schnell passiert es, dass eine Achse des Druckers durch einen störenden Gegenstand blockiert wird. Im besten Fall stoppt der Drucker dann seine Bewegung wegen Überlastung und das Druckteil ist verdorben und kann entsorgt werden. Im schlimmsten Fall werden mechanische Teile des Druckers oder ein Teil der Elektronik überlastet und beschädigt oder sogar zerstört. 4. Ist die Druckfläche sauber und richtig vorbereitet? Wie im vorigen Abschnitt bereits beschrieben, muss die Druckfläche je nach Drucker und verwendetem Material entsprechend vorbereitet werden. Hat man beispielsweise vergessen die Druckfläche nach dem letzten Einsatz zu säubern oder noch keinen Klebstoff aufgetragen ist jetzt die Gelegenheit dafür. Wenn diese Punkte positiv verlaufen sind, so kann man den Druck starten und sich darauf freuen, bald das fertige Teil in den Händen zu halten. Ein Punkt, der nicht unwichtig ist soll aber noch grundlegend erwähnt werden. In den meisten Druckvorbereitungs- oder Steuerprogrammen werden Sie irgendwann auf den Punkt Brim stoßen. Dies bezeichnet einen Rahmen, den der Drucker mit dem verflüssigten Kunststoff um die eigentliche Druckfläche Ihres Druck- Farb- und Materialwechsel Man will natürlich nicht immer nur in einer Farbe drucken. Und manches Mal ist es eventuell auch notwendig von PLA auf ABS oder andersherum zu wechseln. Dies ist immer ein Augenblick, bei dem ganz besonders aufgepasst werden sollte. Bei einem Wechsel des Materials muss die Düse immer auf die Temperatur geheizt werden, die das Material mit dem höheren Schmelzpunkt benötigt, in unserem Falle also ABS. Ansonsten werden ABS-Reste nicht aus der Düse herausgeschmolzen bzw. das neue ABS-Filament wird nicht ausreichend erhitzt, um das PLA aus der Düse zu verdrängen. Auch bei einem Farbwechsel des gleichen Kunststoffs ist Vorsicht geboten. Hier wird die nicht mehr verwendete Farbe aus dem Extruder entfernt und die neue eingeführt. Dann gilt es so lange manuell das neue Filament nachzufördern, bis die alte Farbe vollständig aus der Düse verdrängt wurde. Dies lässt sich sehr schön beobachten. Vor allem, wenn man helle Farben nach dunklen druckt, gilt es hier sehr sorgfältig zu sein und lieber etwas Filament mehr zu opfern anstelle dunkler Flecken im hellen Druckteil zu haben. Farbwechsel: Hier wurde so lange weißes Material nachgefördert, bis das vorher verarbeitete rote Material komplett verdrängt war 21

22 Mit dem 3D-Drucker erstellte Teile lassen sind in verschiedenster Form beispielsweise durch Schleifen nachbearbeiten Auch das Lackieren der Teile ist mit handelsüblichen Farben möglich Nachbearbeitung Viele Druckteile können so, wie sie aus dem Drucker kommen verwendet werden. Sei es, weil die meist etwas riffelige Oberfläche nicht stört oder gerade gewünscht ist und die Farbe des Objekts so verwendet werden kann. Wenn man nun aber bestimmte Ansprüche an das Druckteil stellt, so kann man dieses aber auch entsprechend nachbearbeiten. Beispielsweise werden Modellbauer sicher meist die Druckstruktur abschleifen, um eine entsprechend glatte Oberfläche zu erhalten und auch die Teile dem Vorbild nach mit einem Farbauftrag versehen. Nahezu alle handwerklichen Bearbeitungsmaßnahmen wie Schleifen (ob trocken oder nass), Fräsen, Bohren oder Ähnliches sind sowohl mit PLA, als auch ABS möglich. Wobei bei vielen dieser Bearbeitungen PLA sogar ein wenig besser zu verarbeiten ist, weil es beispielsweise beim Schleifen nicht so zum Schmieren neigt wie ABS. Auch das Verkleben der Druckteile ist möglich. Für PLA bietet sich dabei Sekundenkleber an. ABS, welches beispielsweise von Aceton angelöst wird, kann auch mit Klebstoffen auf dieser chemischen Basis verklebt werden. PLA ist übrigens beständig gegenüber Aceton. Auch die Farbgebung ist mit handelsüblichen Farben möglich, wobei man immer die Beständigkeit des jeweiligen Kunststoffs auf das enthaltene Lösungsmittel testen sollte. Anzeige

23 Umfrage zu 3D-Druck Das Magazin Wir möchten Ihnen zu dieser ersten Ausgabe von 3D-DRUCK DAS MAGAZIN einige Fragen stellen, um zukünftige Ausgaben noch besser an Ihren Interessen ausrichten zu können. Unter allen Einsendern verlosen wir fünf Gutscheine für den VTH- Onlineshop in Höhe von 30,- Einsendeschluss ist der 30. Oktober Sie können an dieser Umfrage auch online teilnehmen. Geben Sie dazu folgende Adresse ein: Den Fragebogen (im Original oder in Kopie) senden Sie bitte an: Redaktion 3D-DRUCK DAS MAGAZIN Robert-Bosch-Straße Baden-Baden Mitarbeiter des VTH und deren Angehörige dürfen nicht teilnehmen. Der Rechtsweg ist ausgeschlossen, eine Barauszahlung der Gewinne ist nicht möglich. Mit Ihren Daten gehen wir äußerst sorgfältig um Ihre Adresse wird nicht zusammen mit Ihren Antworten gespeichert. Die Fragen werden ausschließlich anonym statistisch ausgewerter. Veranstalter ist der VTH Verlag für Technik und Handwerk neue Medien GmbH, Robert-Bosch-Straße 2-4, Baden-Baden 1. Welcher Beitrag hat Ihnen in dieser Ausgabe am besten gefallen? (Bitte die Seitenzahl angeben) 2. Welcher Beitrag hat Ihnen in dieser Ausgabe am wenigsten gefallen? (Bitte die Seitenzahl angeben) 8. Planen Sie die Anschaffung eines 3D- Duckers in den nächsten 12 Monaten? a) Ja b) Nein c) Weiß nicht 9. Wenn ja, von welchem Hersteller wird dieser Drucker vermutlich sein? 3. Wie bewerten Sie diese erste Ausgabe von 3D-DRUCK DAS MAGAZIN? (1= sehr gut, 6 = ungenügend) Welche Themen wünschen Sie sich in zukünftigen Ausgaben? a) Druckervorstellungen b) Vorstellungen von Software (Konstruktionssoftware etc.) c) Tipps & Tricks zum 3D-Druck d) Magazinthemen (allgemeine Entwicklungen, Forschungsergebnisse, ungewöhnliche Anwendungen) e) Tipps für den Eigenbau von 3D-Druckern f) Beiträge über die Konstruktion von Objekten g) Weiß nicht 5. Wie umfangreich sollte 3D-DRUCK DAS MAGAZIN Ihrer Meinung nach sein? Der Umfang der 1. Ausgabe war a) genau richtig b) zu klein c) zu groß 6. Würden Sie sich eine weitere Ausgabe von 3D-DRUCK DAS MAGAZIN wünschen? a) Ja b) Nein 7. Wie oft sollte Ihrer Meinung nach 3D- DRUCK DAS MAGAZIN erscheinen? a) Einmal im Jahr c) Vierteljährlich b) Halbjährlich d) Monatlich 10. Platz für ihre persönlichen Anmerkungen Name, Vorname, Alter Straße PLZ, Ort Ja, ich bin damit einverstanden, dass mich 3D-DRUCK DAS MAGAZIN und der Verlag für Technik und Handwerk neue Medien GmbH künftig per über interessante Angebote informieren. Die Einwilligung kann jederzeit in Textform an den Verlag für Technik und Handwerk neue Medien GmbH widerrufen werden. Datum, Zustimmung bitte durch Unterschrift bestätigen 23

24 Neue Möglichkeiten 3D-Druck im Schiffsmodellbau Der 3D-Druck ist derzeit in aller Munde, die Grundlagen für diese Technik wurden aber bereits in den 1980er Jahren gelegt. Warum wird dieses Thema dann erst jetzt so populär? Vor allem, weil bezahlbare Drucker für die Heimanwendung auf den Markt drängen und weil es eine ganze Menge an Firmen gibt, die als Dienstleister 3D-Drucke von Dateien der Kunden anbieten. In diesem Artikel möchte ich einige grundlegende Fragen zum 3D-Druck beantworten und eine Anwendung im Schiffsmodellbau aufzeigen. Patrick Matthews Was ist ein 3D-Drucker? Anders als Fräsen, Drehen und so weiter, bei denen Material entfernt wird, ist der 3D-Druck eine additive Fertigung, das Bauteil wird also durch Materialzugabe aufgebaut. Es gibt verschiedene Methoden, wie dies passieren kann und ich möchte vier davon hier einmal näher erläutern. Heizdüse Kunststofffilament Stereolithografie (SLA) Dies war die erste 3D-Drucktechnik, die entwickelt wurde. Hierbei schreibt ein UV-Laser auf der Oberfläche eines fotoempfindlichen Harzes. Überall, wo der Laser auf die Oberfläche des Harzes trifft, härtet dieses aus. Danach fährt eine Plattform, auf der das Werkstück aufgebaut wird, eine kurze Strecke nach unten, sodass über der bereits ausgehärteten Schicht wieder Harz zu liegen kommt. Die Feinheit, wie weit die Plattform nach unten fährt, definiert die Auflösung des Verfahrens in der Höhe. Danach wiederholt sich das Aushärten und Absenken, so lange, bis das komplette Werkstück aufgebaut ist. Aufgrund des flüssigen Materials muss hier eine Stützstruktur mit aufgebaut werden, damit überhängende Teile nicht herabfallen. Diese muss nach der Fertigstellung des Drucks entfernt werden. Vorteile: Hohe Auflösung ist möglich und verschiedene Harze mit unterschiedlichen Eigenschaften sind verfügbar. Nachteile: Die Stützstrukturen müssen entfernt werden und die Anschlussstellen dieser Stützstrukturen müssen beispielsweise mit Schleifpapier versäubert werden. Stützmaterial Laser Spiegel Fotoempfindliches flüssiges Polymer Schema der Stereolithografie. Der Laser härtet das flüssige Harz aus, eine Stützstruktur muss um das Teil eingefügt werden Schema der Schmelzschichtung. Eine Düse schmilzt einen thermoplastischen Kunststoff in Schichten zu einem Modell Schmelzschichtung (FDM) Die Schmelzschichtung (FDM von Fused Deposition Modeling) ist die Grundlage der derzeit auf dem Markt befindlichen Heim-3D- Drucker, aber auch von einigen Industriegeräten. Hierbei wird ein Kunststofffaden (Filament) in einer Düse geschmolzen und daraus schichtweise das Modell aufgebaut. Manchmal wird diese Technik verglichen mit einer computergesteuerten Heißklebepistole. Vorteil: Schnell und günstig. Nachteil: Die produzierten Teile weisen eine mehr oder weniger starke Riffelung auf, die entfernt werden muss. Selektives Lasersintern (SLS) Ein sehr vielseitiges Verfahren, um Teile aus Kunststoff, Keramik aber auch Metallen zu drucken. Bei Kunststoffen wird hier häufig Polyamid verwendet. In einer temperierten Kammer wird ein Kunststoffpulver auf einer Arbeitsplatte dünn verteil. Die Kammertemperatur liegt dabei knapp unter dem Schmelzpunkt des Kunststoffs. Ein Laser schreibt nun über den Kunststoff und erhitzt diesen gerade so weit, dass das Pulver verschmilzt (oder sintert ). Dann wird eine neue feine Schicht Kunststoffpulver darüber verteilt und der Prozess wiederholt sich. Nachdem der Druck beendet ist, befindet sich die Kammer voller Pulver und muss zunächst abgekühlt werden, ehe das Druckteil entnommen werden kann. Das gleiche Verfahren ist mit kunststoffbeschichtetem Metallpulver oder mit reinem Metallpulver möglich. Bei reinem Metallpulver muss der Laser entsprechend stark sein, um die nötige Hitze zu erzeugen. Vorteil: Recht günstig und große Teile in Kunststoff möglich Nachteil: Kunststoffteile sind porös und haben eine Oberfläche wie Sandstein, die entsprechend behandelt werden muss 24

25 Laser Spiegel Fotoempfindliches Kunststoffpulver Schema des selektiven Lasersinterns. Der Laser verschmilzt (sintert) ein Pulver zum benötigten Teil. Das nicht verbundene Pulver stützt dabei die Teile des Modells Multiple Jet Modeling (MJM) Ähnlich wie bei einem normalen Tintenstrahldrucker wird bei diesem Verfahren flüssiges fotoempfindliches Harz auf einer Arbeitsoberfläche dünn aufgesprüht. Das Harz wird dann sofort mittels UV-Licht ausgehärtet. Wie bei SLA und FDM müssen hierbei Stützstrukturen unter überhängenden Druckteilen eingebaut werden. Üblicherweise passiert dies bei diesem Verfahren mit einem anderen Material, wie beispielsweise Wachs. Das Wachs muss dann nach der Fertigstellung entfernt werden. Varianten dieser Technik können gummiartiges Material produzieren oder auch mittels Wachs Teile für Gussformen produzieren. Vorteil: Sehr feine Detaillierung möglich. Auch nicht verbundene Teile, wie beispielsweise bei Ketten sind problemlos möglich. Nachteil: Endgültiges Entfernen von Wachsresten kann notwendig sein und unschöne Ablagerungen an der Druckteiloberfläche sind möglich (mehr dazu später). Die Aufbauwände eines Feuerlöschbootmodells wurden bei Shapeway mit dem Material white detail ausgedruckt. Die riffelige Oberfläche ist hier zu sehen, konnte aber leicht abgeschliffen werden Druckkopf Die Feuerlöschmonitore des Modells konnten mit allen Details und in den unterschiedlichen Größen ausgedruckt werden Stützmaterial (Wachs) Schema des Multiple Jet Modeling. Flüssiges Harz wird ausgedruckt und dann mittel UV-Licht ausgehärtet. Ein zweites Material (meist Wachs) wird als Stützmaterial um das Objekt gedruckt Wie sind die Oberflächen der Druckteile? Dies ist das Hauptproblem des 3D-Drucks. Auch die besten 3D- Druckverfahren weisen immer eine mehr oder weniger starke Riffelung der Oberfläche auf. Es ist für glatte Oberflächen immer notwendig, diese noch per Hand zu bearbeiten. Einige sehr kleine Ankerketten, die im MJM-Verfahren hergestellt werden und die ich in den USA über einen Schiffsmodellvertrieb verkaufe. Bei der größten Kette kann man noch ein wenig vom Unterstützungswachs der Produktion sehen 25

26 Shapeways ermöglicht es, eigene Produkte über ihre Seite zu verkaufen. Hier einige der von mir angebotenen Lüfter Wie kann ich die Oberflächen bearbeiten? 1. Schleifen mit den entsprechenden Werkzeugen (Schleifpapier etc.) 2. Behandeln mit entsprechenden Primern/Farben Große Teile für Modelle sollten am besten ohne feine Details konstruiert werden, so kann man sie einfacher Schleifen. Sehr kleine Teile können häufig auch ohne Schleifen verwendet werden, da bei diesen die Oberflächenstruktur oft nicht auffällt. Oft verwende ich dickflüssigen Primer bzw. Spritzspachtel für die Vorbehandlung, um die Porosität von SLS-Teilen und die Riffelung zu egalisieren. Dies wirkt sich ähnlich aus, als würde man die Flächen spachteln. Ein spezielles Problem kann es bei MJM-Teilen geben. Das Wachs des Stützmaterials wird häufig in einem Ofen entfernt und manchmal wird noch eine Extra-Reinigung mittels Ultraschall in einem Öl-Bad vorgenommen. Um diesen Ölfilm zu entfernen, sind starke Lösungsmittel notwendig. Ich habe verschiedene ausprobiert, wie Toluol, Farbverdünner und Abbeize. All dies funktioniert, doch hinterlassen die Mittel eigenartigerweise eine weiße Kruste, ähnlich einer Kalkschicht. Diese Schicht kann allerdings mit verschiedenen Maßnahmen, wie beispielsweise Abkratzen oder Sandstrahlen entfernt werden. Sind die Teile lackierbar? Man sollte immer ausprobieren, wie die Teile auf Farben und ihre Lösungsmittel reagieren. Der Kunststoff beim SLS-Verfahren konnte von mir bisher mit allen Farben lackiert werden, genauso wie das Material der wenigen SLA-Ausdrucke, die ich bisher verwendet habe. Probleme hatte ich aber mit dem Harz, welches Shapeways bei seinen MJM-Ausdrucken verwendet, da dieses sich mit lösemittelhaltigen Farben nicht vertrug. Problemlos war allerdings die Lackierung mit Acryl-Farben. Und hier einige der Lüfter fertig ausgedruckt Was sind die kleinsten Teile, die ich drucken lassen kann? Informieren Sie sich bei Ihrem Druckdienstleister über die kleinstmöglich nachstellbaren Details, denn hier gibt es eine breite Variabilität. Üblicherweise sind die kleinsten Abmessungen beispielsweise für Wände und Details irgendwo zwischen 0,6 und 0,1 mm. Konstruieren Sie Ihre Teile aber so, dass sie genügend Eigenstabilität aufweisen. Große Flächen sollten mittels Rippen gestützt werden. Muss ich in CAD konstruieren können? Für eine sinnvolle Anwendung im Modellbau bei der Erstellung von Bauteilen sind zumindest grundlegende Kenntnisse in der CAD-Konstruktion unabdingbar. Ansonsten ist man auf frei verfügbare CAD-Modelle angewiesen, hat dann aber natürlich nur eine sehr geringe Gestaltungsmöglichkeit. Vergleich von Teilen aus Shapeways Kunststoffteilen, die im SLS-Verfahren aus Pulver gefertigt werden. Links vor, recht nach dem Polieren (Foto mit Genehmigung von Shapeways.com) Welche CAD-Software kann ich nutzen? Nahezu alle CAD-Programme können die benötigten Dateien für den 3D-Druck liefern. Empfehlungen können hier naturgemäß nicht gegeben werden. Möglich ist aber die Verwendung von kostenlosen CAD-Programmen bis hin zu Profi-Software für mehrere und alles dazwischen. 26

27 Die US Navy verfügt über einen der größten 3D-Drucker in der Welt. Dieses Windkanalmodell des Schiffes USNS Comfort wurde in einem Teil gedruckt (Foto mit Genehmigung des Naval Surface Warfare Centers Carderock) Viele Dienstleister können Teile beispielsweise auch aus Edelstahl drucken. Hier ein Beispiel eines Schiffsruders, wie es geliefert wird (mit Stufen), während das andere Ruder und der Wellenbock bereits poliert wurden Welches Dateiformat ist für einen 3D-Ausdruck notwendig? Jeder 3D-Drucker kann das sogenannte STL-Format verarbeiten und nahezu jedes CAD-Programm kann solche Dateien aus Ihrem 3D-Modell erstellen. Sie können bei Ihrem Druckdienstleister aber auch erfragen, ob andere Dateiformate zu verwenden sind. Alle diese Dateien sind eigentlich nur eine Hülle des eigentlichen Modells, die aus einem Netz von Punkten und Linien besteht, vergleichbar mit einem Zelt, welches beispielsweise eine Halbkugel bildet. Es gibt hierbei bestimmte Ansprüche an die Qualität solcher Modelle für einen erfolgreichen Druck aber das soll nicht Thema dieses Artikels sein. Kann ich auch 3D-Druck-Teile für mein Modell fertig kaufen? Vielleicht! Manche Druckdienstleister ermöglichen es ihren Kunden Teile, die sie selbst konstruiert haben, im Rahmen eines ecommerce -Dienstes zu verkaufen. Allerdings ist das Angebot derzeit noch nicht allzu groß und Sie werden nur schwer genau die Teile finden, die Sie benötigen. Ich habe Lüfter konstruiert und verkaufe diese über die Shapeways- Seite sowie eine Ankerkette, die über einen Schiffsmodellzubehörhandel in den USA vertrieben wird. Vielleicht können Sie zukünftig ja auch Teile verkaufen! Wer bietet 3D-Druck-Service an? Viele Dienstleister bieten solche Prototyping-Services für gewerbliche Unternehmen an, sind aber meist recht teuer. Einige wenige Unternehmen haben sich aber auf Endkunden spezialisiert und bieten hier einen guten Service an. Diese Unternehmen haben eigene Shop-Seiten auf denen Nutzer Modelle, die sie ausdrucken lassen möchten hochladen und überprüfen lassen können. Die Bestellung geht dann sehr einfach und die fertigen Teile werden innerhalb weniger Wochen geliefert. Wie schon gesagt, ermöglichen einige dieser Hersteller dem Kunden mit seinen eigenen Produkten von der Homepage aus zu handeln. Es können natürlich nicht alle Dienstleister hier aufgeführt werden, aber ich habe bisher mit zweien Erfahrungen gemacht: Shapeways ( Mit Niederlassungen in New York und den Niederlanden führt dieses Unternehmen die Druckaufträge auf eigenen Machinen aus. SLS- und MJM-Ausdrucke sind verfügbar, sogar Ausdrucke in Silber, Messing und Edelstahl. Shapeways hat manchmal etwas eigentümliche eigene Begriffe für seine Materialien: White Strong & Flexible ist beispielsweise SLS-Kunststoff, Frosted Detail und Frosted Ultra Detail MJM-Acryl- Fotopolymer. i.materialise ( Hat seinen Sitz in Belgien, aber die Drucke scheinen in verschiedensten Werken ausgeführt zu werden. Ich lebe beispielsweise in Michigan, von mir bestellte Drucke Die Steuerplattform für den Kran wurde mit den Relings mit dem Material frosted ultra detail im MJM-Verfahren bei Shapeways gedruckt Die Brücke und ein weiteres Aufbauteil eines 1:72 Eisbrechers. Die Wände haben eine Dicke von 0,75 mm und sind mit Rippen verstärkt 27

28 Der Eisbrecher hat zwei solcher Kräne. Der 3D-Druck ermöglicht es, diese einfach und sehr detailliert zu bauen Versuchen Sie nicht alle feinen Details auf der Oberfläche der Druckteile unterzubringen, da sie diese fast immer noch schleifen müssen. Besser bringen Sie die Details gesondert an Dieses ist mein derzeitiges noch im Bau befindliches Modellbauprojekt, welches möglichst komplett im 3D-Druck erstellt werden soll 28

29 Der 600 mm lange Rumpf wurde auf einer großen SLS-Maschine gedruckt kamen dann aus Wisconsin. Dieses Unternehmen bietet Kunststoff- Teile überwiegend in SLA an, aber es gibt auch eine große Vielfalt anderer Materialien, wie beispielsweise Metalle. Egal, welchen Druckservice Sie nutzen, lesen Sie vorher die Informationen und Bedingungen des Unternehmens um Ärger und Probleme zu vermeiden. Wie viel kosten 3D-Ausdrucke von Dienstleistern? Die Kosten sind sehr unterschiedlich. Nutzen Sie hierfür die Informationen auf den Seiten des Dienstleisters zu den Preisen. Generell kann man aber sagen, dass ein Kubikzentimeter fertiges Material um die 1-3 kostet. Für sehr kleine Teile gibt es einen Mindestpreis, der entsprechend kalkuliert ist. Zudem kommen noch meist moderate Versandkosten. Kleine Teile können sehr günstig sein, große Teile wie beispielsweise ein Turm einer Bismarck in 1:100 können schon recht teuer werden. Ich habe einen kompletten 600 mm langen Rumpf konstruiert, der in SLS-Druckweise um die 120 kostet. Dieses Material ist für dieses Bauteil durchaus vernünftig, da es gut geschliffen werden kann. Eine bessere Oberfläche würde sich mit dem MJM-Verfahren ergeben, allerdings ist dieser Rumpf für die meisten MJM-Maschinen zu groß. Ich hatte durch das Unternehmen, bei dem ich arbeite, Zugang zu einer sehr großen SLS-Maschine, auf der ich zu einem günstigen Preis den Rumpf herstellen konnte Einige Bereiche des Rumpf zeigen Stufen, die aber einfach abgeschliffen werden können, da die Oberfläche nicht mit Details überfrachtet wurde Kann ich mehrere Teile wie an einem Spritzgussast zu einem Teil verbinden? Fragen Sie dies bei Ihrem Druckdienstleister nach, denn einige verbieten eine solche Vorgehensweise. Ich habe bei Shapeways aber so Teile produzieren lassen. Kann ich 3D-Druckteile als Urform für den Formenbau verwenden? Ja, natürlich. Die Oberfläche jedes 3D-Druckteils muss für die Verwendung als Urform entsprechend überarbeitet werden, danach kann man eine Gussform anfertigen. Ich weiß nicht, ob es sinnvoller ist von einem überarbeiteten 3D-Druckteil eine Gussform anzufertigen und dann entsprechend Abgüsse anzufertigen, oder ob man nicht lieber gleich 3D-Druckteile verwendet. Der Nachteil dabei ist dann aber natürlich, dass die Oberfläche jedes Teils überarbeiten muss. Nützliche Hilfskonstruktionen im Rumpf: Befestigungsmöglichkeiten für die Spanten und eine eingebaute Mutter für die Befestigung des Rumpfes auf einem Ständer 29

30 Welche Teile können sinnvoll im 3D-Druck gefertigt werden? Gibt es Tipps für deren Design? Ich bin derzeit dabei, die Grenzen des 3D-Drucks im Schiffsmodellbau auszuloten. Um das zu tun, habe ich ein Modell eines modernen Patrouillenboots im Maßstab 1:72 mit 600 mm Länge nahezu vollständig aus 3D-Druckteilen konstruiert. Die erste Begrenzung für ein solches Projekt sind die Kosten. Hier können nur Sie selbst entscheiden, ob Ihnen diese neue Technik den Preis wert ist. Bei einer gut bezahlten Auftragsarbeit kann die Investition aber durchaus gerechtfertigt sein. Hier einige Tipps für die Verwendung und Konstruktion von 3D-Druckteilen im Modellbau: 1. Verwenden Sie die Technik des 3D-Drucks dort, wo es sinnvoll ist komplizierte Teile zu erstellen. Bei einfachen Bauteilen kann es sinnvoller sein, sie auf herkömmliche Art und Weise zu erstellen. 2. Beachten Sie die begrenzte Stabilität von Kunststoffen. Ein Mast kann beispielsweise häufig besser in Messing hergestellt werden. 3. Nutzen Sie die Chancen des 3D-Drucks, um den Zusammenbau Ihres Modells zu vereinfachen. Der Rumpf meines Modells hat im Inneren beispielsweise eine Kante um das Deck aufzukleben, Aufnahmen für die Verstärkungsspanten aus Sperrholz und auch (obwohl es ein Standmodell ist) Befestigungsmöglichkeiten für die Aufnahme von Motoren. 4. Vor allem sollte man überall wo möglich Löcher und Befestigungsbolzen für weitere Bauteile einfügen. 5. Nutzen Sie Verstärkungen in Form von Rippen und Dreiecksverstärkungen. Ein Aufbau kann stabil sein, wenn das Dach aufgesetzt ist. Bevor dies aber geschieht, kann er sehr instabil sein. Diesem Umstand kann man mittels Verstärkungen abhelfen und die Arbeit mit dem Bauteil einfacher gestalten. 6. Sie können Teile mit kompletter Innenausstattung und Hinterschneidungen im 3D-Druck anfertigen, die mit herkömmlicher Technik (auch dem Spritzguss) nicht herstellbar wären. Allerdings müssen Sie beim MJM-Verfahren beachten, dass das Stützwachs die Möglichkeit haben muss, aus den Hohlräumen gespült zu werden. Hierzu sind bestimmte Mindestöffnungen notwendig. 7. Lange und dünne Teile können gedruckt werden sind aber sehr zerbrechlich. Es kann sein, dass diese die Endbearbeitung und den Versand nicht heil überstehen. 8. Wenn Sie viele kleine Einzelteile haben, versuchen Sie diese zu einer Art Spritzgussast zusammenzufassen. Checken Sie aber vorher, ob Ihr Dienstleister diese Möglichkeit erlaubt. 9. Beachten Sie die Konstruktionsrichtlinien Ihres Dienstleisters, da er sonst Teile abweisen kann, die zu klein oder zu fragil sind. 10. Vermeiden Sie zu feine Details auf großen Druckteilen, da diese die Bearbeitung der Oberfläche erschweren. Fertigen Sie feine Details lieber als einzelne Teile und montieren Sie an dem großen Teil. Zwei Schlauchboote ausgedruckt bei i.materialise mit dem Material grey primer in SLA. Einige Bereiche sind sehr glatt andere dagegen eher stufig und benötigen Nacharbeit Macht 3D-Druck den alten handwerklichen Modellbau überflüssig? Sicherlich nicht! Es ist eine neue Technik, die man für verschiedene, aber eben nicht für alle, Dinge nutzen kann. Und sicherlich werden Sie es einfach so manches Mal auch mögen nach guter alter Väter Sitte zu bauen. Und zudem bedarf auch der 3D-Druck vieler Fähigkeiten: Die Gegenstände müssen in CAD sinnvoll und den Möglichkeiten und Anforderungen entsprechend konstruiert werden. Und zudem bedürfen die fertig gedruckten Teile immer auch einiger Nacharbeit. Daher ist der Bau eines Modells aus 3D-Druckteilen noch mehr Arbeit, als der eines Modells aus einem normalen Spritzgussplastikbaukasten und dabei zweifelt ja auch niemand daran, dass dies Modellbau ist. Ob und wie Sie den 3D-Druck nun im Modellbau anwenden ist Ihre Entscheidung faszinierend ist er aber allemal! Shapeways gestattet die Zusammenfassung kleinen Teile zu solchen Gussästen. Die Befestigungen müssen aber stabil konstruiert sein, um bei der Nachbearbeitung im Werk nicht abzubrechen Ist das Betrug im Modellbau? Dabei gibt es zwei Gesichtspunkte: Wettbewerbe und den eigenen Anspruch. Wenn Sie an Wettbewerben teilnehmen, bei denen es um selbst gebaute Modelle geht, müssen Sie die Wettbewerbsregeln bzw. den Veranstalter befragen. In den USA habe ich beispielsweise an einem Wettbewerb teilgenommen, der alle Teile erlaubt, die selbst konstruiert sind, hier sind also beispielsweise auch fotogeätzte Teile erlaubt, was also auch 3D-Druckteile zulassen müsste. Wenn es um Ihren eigenen Anspruch geht, so müssen Sie hier selbst entscheiden, was Sie tun wollen. Wenn ich beispielsweise im Auftrag ein Modell eines bestimmten Schiffes fertige ist es dem Auftraggeber sicherlich egal, wie die Teile entstehen das Ergebnis zählt. 30

31 MULTIRAP Das Multitalent unter den 3D-Druckern Die Maschinenbaulösung aus Deutschland zum 3D Drucken. So stabil und präzise, dass man damit auch fräsen, gravieren, kann MADE IN GERMANY Als Selbstbausatz günstig trotz hochwertiger Bauteile aus dem Maschinenbau Natürlich finden Sie bei uns auch günstiges Zubehör und Filament zum 3D- Drucken Multec Illmenseer Impressum 3 D Redaktion: Michael Bloß (verantwortlich), Tel.: 07221/ Susanne Braunagel (Redaktionsassistenz), Tel.: 07221/ , Fax: 07221/ , 3DDruck@vth.de Oliver Bothmann Sebastian Greis, Tel.: 07221/ Gestaltung: Silke Kühn-Boissier, Manfred Nölle, Ines Schubert, Eduard Schwarzenberger, KRAFT.JUNG.S GmbH, Ettlingen Anzeigen: Kai-Christian Gaaz (Leitung), Tel / , Fax: 07221/ Katja Hasenohr (Verkauf-Verwaltung), Tel.: 07221/ , Fax: 07221/ Anzeigen@vth.de, Zur Zeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 7 vom Verlag: Verlag für Technik und Handwerk neue Medien GmbH, Robert-Bosch-Str. 2-4, D Baden-Baden, Tel.: 07221/5087-0, Fax: 07221/ Anschrift von Verlag, Redaktion, Anzeigen und allen Verantwortlichen, soweit dort nicht anders angegeben. Herausgeber: Michael Essig Konten: Sparkasse Rastatt-Gernsbach Konto-Nr.: BLZ: IBAN: DE BIC/SWIFT: SOLADES1RAS Vertrieb: MZV Moderner Zeitschriften Vertrieb GmbH & Co. KG, Ohmstraße 1, D Unterschleißheim, Telefon 089/ , Telefax 089/ Einzelheft: Druck: Dierichs Druck+Media GmbH & Co. KG, Kassel wird auf umweltfreundlichem, chlorfrei gebleichtem Papier gedruckt. Für unverlangt eingesandte Beiträge kann keine Verantwortung übernommen werden. Mit Übergabe der Manuskripte und Abbildungen an den Verlag versichert der Verfasser, dass es sich um Erstveröffentlichungen handelt und dass keine anderweitigen Copy- oder Verlagsverpflichtungen vorliegen. Mit der Annahme von Aufsätzen einschließlich Bauplänen, Zeichnungen und Bildern wird das Recht erworben, diese auch in anderen Druckerzeugnissen zu vervielfältigen. Eine Haftung für die Richtigkeit der Angaben kann trotz sorgfältiger Prüfung nicht übernommen werden. Eventuell bestehende Schutzrechte auf Produkte oder Produktnamen sind in den einzelnen Beiträgen nicht zwingend erwähnt. Bei Erwerb, Errichtung und Betrieb von Sende- und Empfangsanlagen sind die gesetzlichen und postalischen Bestimmungen zu beachten. Namentlich gekennzeichnete Beiträge geben nicht in jedem Fall die Meinung der Redaktion wieder by Verlag für Technik und Handwerk neue Medien GmbH, Baden-Baden Nachdruck von Artikeln oder Teilen daraus, Abbildungen und Bauplänen, Vervielfältigung und Verbreitung durch jedes Medium, sind nur mit ausdrücklicher, schriftlicher Genehmigung des Verlages erlaubt. 3 D jetzt auch erhältlich im PRESSE-Fachhandel 31

32 3D-Drucker ab 699 Die Anzahl an 3D-Druckern auf dem Markt steigt beständig an. Immer mehr Hersteller entwickeln Geräte, die für die heimische Anwendung geeignet sind und zahlreiche Importeure bringen neue Geräte nach Deutschland. Im Folgenden möchten wir nun einige weitere 3D-Drucker kurz vorstellen. Diese erhebt aufgrund der Entwicklung keinen Anspruch auf Vollständigkeit, was Hersteller und Druckermodelle angeht und es kann nur eine Auswahl an Geräten sein, die auf dem europäischen Markt erhältlich sind. Lange Zeit haben wir überlegt, ob es sinnvoll ist Preise anzugeben, da diese sich ebenfalls schnell ändern. Allerdings ist gerade dieses Kriterium eines der entscheidensten für den Hobbyisten, weshalb die zum Zeitpunkt der Drucklegung dieses Artikels (August 2013) gültigen Preise angegeben werden. Die Drucker werden jeweils unter den einzelnen Herstellern angegeben. Da die Drucker üblicherweise von unterschiedlichen Distributoren in Deutschland und anderen Ländern vertrieben werden, ist es sinnvoll sich auf der jeweiligen Seite des Herstellers über die Bezugsquellen zu informieren. Wenn nicht anders angegeben, handelt es sich bei den hier aufgeführten Druckern um Fertiggeräte. Werden Bausätze aufgeführt, so sind dies Komplettbausätze, also keine Bausätze, die aus einzelnen Komponenten zusammengestellt werden müssen. Felix Printers Drucker Druckraum hauptsächlich zu ver- Besonderheiten Preis ca. wendende Materialien Felix 1.5 Kit mm PLA Bausatz 900,00 Felix mm PLA 1.300,00 Felix 2.0 Kit mm PLA Bausatz 1.000,00 Felix mm PLA 1.400,00 Felix 2.0 (Foto: Felix Printers) Felix 1.5 (Foto: Felix Printers) 3DFactories Drucker Druckraum hauptsächlich zu ver- Preis ca. wendende Materialien Easy3DMaker mm PLA, ABS 2.000,00 Profi3DMaker mm PLA, ABS 3.500,00 Easy3DMaker (Foto: 3DFactories) Profi3DMaker (Foto: 3DFactories) 32

33 3Dprinter 4u Drucker Druckraum hauptsächlich zu ver- Preis ca. wendende Materialien Builder mm PLA 1.200,00 Builder (Foto: 3Dprinter4u) 3DSystems Drucker Druckraum hauptsächlich zu ver- Besonderheiten Preis ca. wendende Materialien Cube mm ABS, PLA Material wird in Kartuschen zugeführt 1.500,00 Cube X mm ABS, PLA Material wird in Kartuschen zugeführt 2.500,00 Cube X duo mm ABS, PLA 2-Farbdruck möglich, Material wird in Kartuschen zugeführt 3.000,00 Cube X trio mm ABS, PLA 3-Farbdruck möglich, Material wird in Kartuschen zugeführt 3.800,00 Cube X (Foto: 3DSystems) Cube (Foto: 3DSystems) Cube X trio (Foto: 3DSystems) Cube X duo (Foto: 3DSystems) 33

34 German RepRap GmbH Drucker Druckraum hauptsächlich zu ver- Besonderheiten Preis ca. wendende Materialien Prusa mm ABS,PLA, PS Bausatz 750,00 Protos mm ABS,PLA, PS Bausatz 700,00 Protos v mm ABS,PLA, PS Bausatz, gegenüber Protos 800,00 u.a. mit Edelstahlrahmen X mm ABS,PLA, PS Bausatz 2.300,00 X400CE mm ABS,PLA, PS 4.000,00 Protos v2 (Foto: German RepRap GmbH) Protos (Foto: German RepRap GmbH) X400 (Foto: German RepRap GmbH) Kühling & Kühling Drucker Druckraum hauptsächlich zu verwendende Materialien Besonderheiten Preis ca. Kühling&Kühling RepRap Industrial 3D printer (kit) mm ABS, PLA, PC, PA Bausatz 4.800,00 Kühling & Kühling RepRap Industrial 3D printer (Foto: Kühling & Kühling) 34

35 Leapfrog BV Drucker Druckraum hauptsächlich zu verwendende Materialien Preis ca. Creatr mm PLA, ABS 1.500,00 Xceed mm PLA, ABS 6.500,00 Creatr (Foto: Leapfrog) Xceed (Foto: Leapfrog) Makerbot Drucker Druckraum hauptsächlich zu verwendende Materialien Besonderheiten Preis ca. Replicator mm PLA 2.000,00 Replicator 2X mm ABS Doppelextruder für zwei Farben 2.500,00 Replicator 2 (Foto:Makerbot) Replicator 2X (Foto:Makerbot) 35

36 Multirap L 324 (Foto: multec) Multirap L 234 (Foto: multec) multec GmbH Drucker Druckraum hauptsächlich zu verwendende Materialien Besonderheiten Preis ca. Multirap L mm PLA, ABS Bausatz 1.000,00 Multirap L mm PLA, ABS Bausatz 1.250,00 Ultimaking Ltd. Drucker Druckraum hauptsächlich zu ver- Besonderheiten Preis ca. wendende Materialien Ultimaker mm PLA, ABS Bausatz 1.200,00 Ultimaker mm PLA, ABS 1.700,00 Ultimaker (Foto: Ultimaking Ltd.) RepRap Austria Rostock (Foto: RepRap Austria) Drucker Druckraum hauptsächlich zu ver- Besonderheiten Preis ca. wendende Materialien Mendel Max Komplettkit k.a. PLA Bausatz 800,00 Prusa I mm PLA, ABS Bausatz 850,00 Rostock k.a. PLA, ABS Bausatz 800,00 Prusa I3 (Foto: RepRap Austria) 36

37 FreeSculpt EX1 (Foto: Pearl) Pearl Drucker Druckraum hauptsächlich zu ver- Besonderheiten Preis ca. wendende Materialien FreeScult 3D-Drucker EX1-Basic mm ABS 800,00 FreeScult 3D-Drucker EX1-Plus mm ABS inkl. 3D-Bearbeitungssoftwar Trimodo 3D 900,00 FreeScult 3D-Drucker EX1-ScanCopy mm ABS inkl. 3D-Bearbeitungssoftwar Trimodo 3D sowie 1.100,00 3D-Kamera-Scanner und Scan-Software Velleman Drucker Druckraum hauptsächlich zu ver- Besonderheiten Preis ca. wendende Materialien K PLA, ABS Bausatz 700,00 K8200 (Foto:Velleman) Sintermask/fabbster Drucker Druckraum hauptsächlich zu ver- Besonderheiten Preis ca. wendende Materialien fabbster mm ABS Bausatz, spezielle 1.700,00 ABS-Sticks benötigt fabbster (Foto: Sintermask) 37

38 Dieses Bauteil eines U-Boots wurde in ViaCad gezeichnet und bei Shapeways ausgedruckt Auf der Suche nach einem einfach zu bedienendem CAD- Programm habe ich einige Programme getestet. Nach Berücksichtigung aller Kriterien einschließlich der Anschaffungskosten ist ViaCad auf dem ersten Rang gelandet. Mittels eines solchen CAD Programms öffnen sich auch ganz neue Möglichkeiten der Fertigung der 3D-Druck bei einem Dienstleister. Klaus Heier Via Cad & Druck eines Die bekannten CAD-Programme sind teuer, mit für uns als Hobbykonstrukteure unnützen Funktionen überladen und schwer zu erlernen. ViaCad stellt hier einen erfrischenden Weg dar. In der gerade abgelösten Version 7 finden sich auch Ungeübte in der Regel schnell zurecht. Für knapp 70 bekommt man bei Amazon zwei CDs mit den Softwarepaketen für PC und Mac und ein gut verständliches deutschsprachiges Buch in die Hände. Hier lohnt sich wirklich der Kauf einer Originalsoftware, die Kopien des Handbuches wären deutlich teurer. Die Installation läuft automatisiert ohne große Probleme, allerdings ist zur Registrierung des Programms ein Internetanschluss notwendig. Sollte dieser nicht zur Verfügung stehen, kann diese auch über eine Telefonhotline erfolgen. In der Software enthalten sind einige Videos, auf denen Schritt für Schritt die Grundlagen vermittelt werden. Zu den einzelnen Lektionen sind auch Übungsbeispiele enthalten. Hat man diese absolviert, kann man sicher ohne größere Probleme mit den ersten eigenen Teilen anfangen. Das Programm ist komplett deutschsprachig, einige Menüpunkte sind aber dann doch mit gängigen englischen Begriffen bestückt. Die kompletten Funktionen des Programms in diesem Artikel zu beschreiben, ist natürlich nicht möglich, dazu ist das Handbuch auch deutlich besser geeignet. Dennoch möchte ich über die Möglichkeiten berichten, die bei der Konstruktion nun offen stehen. Da wir es bei den von uns gebauten U-Boot- Modellen oftmals mit Technik in Rohren oder anderen zumindest undurchsichtigen Querschnitten zu tun haben, stellt sich immer wieder die gleiche Frage: wo ist Platz für die Einbauten? Diese Frage lässt sich am Rechner beantworten, wenn dort das Hüllrohr transparent angelegt wird. Teile lassen sich so direkt einpassen, die Lage kontrollieren. Ist das Teil fertig konstruiert, kann dieses aus den so gewonnenen Abmessungen gefertigt werden. Genauer lässt sich nicht arbeiten, es werden somit viele Fehler im Vorfeld erkannt, die Teile passen in der Regel beim ersten Versuch. Neben der Möglichkeit dreidimensional Konstruiertes in eine (2D) Zeichnung umzuwandeln, die mehrere Ansichten enthält, lassen sich auch nahezu alle elektronischen Datenexporte durchführen. Das ist immer dann wichtig, wenn jemand Drittes mit einem anderen Programm arbeitet. Wichtige Formate stellen hier sicherlich die dxf (AutoCad) und stl (Stereolithographie) Dateien dar. Wird also eine Zeichnung unter ViaCad erstellt, kann sie über die Exportfunktion z.b. in Solid Works oder Autocad eingelesen, und dort problemlos weiterverarbeitet werden. Umgekehrt funktioniert das natürlich ebenso über eine Importfunktion. Ausdruck bei Shapeways Ziemlich neu ist die Möglichkeit Teile in einem CAD-Programm zu konstruieren und dann direkt über einen Dienstleister fertigen zu lassen. Manche mögen nun die Nase rümpfen, was das denn noch mit dem eigentlichen Modellbau zu tun hätte. Entgegenhalten kann man aber, dass sich so Teile herstellen lassen, die man selbst so nicht hätte fertigen können. Man stelle sich nur einen Quader vor in dem eine U-förmige Bohrung verläuft, z.b. für ein Seil. Hierzu wird ein STL-Export benötigt. Die hergestellten Körper werden dabei mit einer Art Netz überzogen, welches in der Regel aus vielen einzelnen Dreiecken (Facetten) besteht. Diese Hülle (STL-Datei) kann dann an einen Dienstleister geschickt werden, der unser Bauteil ausdruckt. Entscheidend über die Qualität der fertigen Teile ist die minimal mögliche Auflösung des Ausdrucks. Bei einigen Kunststoffen können Werte unter 1/10 mm erreicht, bei Metall aber auch Mindestwandstärken von mindestens einem Millimeter vorgeschrieben sein. Selbst der Druck eines Propellers wäre somit denkbar. Um zu zeigen, dass dieses kein Hexenwerk ist, will ich an einem Bauteil zeigen wie das funktioniert: Zunächst wird das benötigte Teil im Rechner konstruiert, in diesem Beispiel eine Ausfahrgerätemast eines U-Bootes. Der Körper besteht aus einem elliptischen Grundkörper. Unten sind Aufnahmebohrungen für eine Kolbenstange und Madenschrauben vorgesehen. Auch die Verdrehsicherung soll bereits am Mast konstruiert werden und enthält eine 4-mm-Bohrung zur Aufnahme einer Führungsstange. Im hohlen Mast befinden sich zudem einige Querstreben zur Versteifung des Profils. Zunächst einige Tipps die beim Einstieg helfen und vielleicht nicht sofort im Handbuch ersichtlich sind: Das Arbeiten mit verschiedenen Ebenen Es macht Sinn sich bei der Konstruktion eines Bauteiles über eine geordnete Struktur Gedanken zu machen. Ebenen kann man sich wie Transparentfolien vorstellen auf denen gezeichnet wird. Stören nun z.b. die Hilfslinien, wird die entsprechende Folie weggenommen; der Layer also ausgeblen- 38

39 Der Concept Explorer ist ein wichtiges Hilfsmittel in ViaCad Das Hilfsmittel Gripper Der benötigte U-Boot-Mast in ViaCad Bauteils bei Shapeways det. Oben in der Menüzeile findet man unter Fenster im ausgeklappten Menübaum den Unterpunkt Concept Explorer den es anzuhaken gilt. Auf der Zeichenfläche befindet sich nun ein verschiebbares Feld mit dem Reiter Layermanager. Hier können einzelne Layer benannt, die Zeichenfarbe und Strichstärke festgelegt werden. Auch das Ausschalten und Sperren kann hier geschehen. Ich empfehle deshalb, dieses wichtige Fenster immer geöffnet zu halten. STL-Export der CAD-Zeichnung Das Positionierwerkzeug Gripper Ebenfalls ständig geöffnet sollte das Fenster Inspector sein, das sich ebenfalls im Menübaum Fenster befindet. Ganz rechts in diesem Fenster befindet sich die Funktion Gripper mit dessen Hilfe Bauteile zueinander positioniert werden können. Wird dieser eingeschaltet, können die einzelnen Bauteile angefasst werden und um Achsen verschoben, gedreht und skaliert werden. Auch das Positionieren zu anderen Bauteilen kann hierüber geschehen. Nun zum eigentlichen Zeichnen. Der Ausfahrmast hat ein bekanntes Profil und liegt in der Regel als Schnitt vor. Dieses Bild kann als Hintergrund auf z.b. einem Layer Hintergrundbild abgelegt werden. Das Bild wird mit den Messmöglichkeiten aus dem Programm skaliert und kann nun auf einem anderen Layer Zeichnung maßstabsrichtig nachgezeichnet werden. Das nun vorliegende Zeichnungselement wird mit den 3D-Funktionen von ViaCad extrudiert, also in die Länge gezogen. Durch Aushöhlen und Hinzufügen von einzelnen Bauteilen entsteht schnell das richtige Bild des Bauteils. Dieses Bauteil kann in alle Richtungen gedreht und geprüft werden. Ist alles zufriedenstellend, kann das Bauteil nun sogar hergestellt werden. Per Exportfunktion wird der Mast in eine STL- Datei umgewandelt. Hierbei ist zu beachten, dass die Gesamtanzahl der Facetten nicht die Millionengrenze überschreitet. Diese so erzeugte Datei kann dann z.b. bei: hochgeladen werden. Ist dies geschehen, wird die Datei auf Fehler untersucht. Sobald das System die Daten als herstellbar einstuft, kann das gewünschte Material ausgesucht und der damit verbundene Preis abgelesen werden. Für größere Bauteile hat sich das Material White Strong & Flexible als das geeignetste herausgestellt. Für kleinere aber feiner detailliertere Bauteile, mit einer Wandstärke unter einer Dicke von 0,7 mm muss z.b. Frosted Detail gewählt werden. Die entsprechenden Verwendbarkeiten der Materialien sind auf den entsprechenden Materialkennseiten aufgeführt. Das Bezahlen funktioniert problemlos per Paypal, anschließend kommt das Teil bequem per Post. Da die Teile aus Pulver hergestellt werden, ist die Oberfläche naturgemäß offenporig. Versuche die Oberfläche mit Sekundenkleber vor dem Lackieren zu tränken, waren erfolgreich und werden empfohlen. Aus meiner Sicht eröffnet diese Art der Materialbeschaffung noch ungeahnte Möglichkeiten für den Modellbau. Auch bei der normalen Planung eines neuen Projektes braucht sich das Programm ViaCad nicht hinter den großen teuren verstecken, selbst Schwerpunktberechnungen und dergleichen sind möglich. Das Programm ViaCad trägt hier maßgeblich zu schnellen Ergebnissen bei. Das Bauteil kann dann bei Shapeways hochgeladen und bestellt werden (Quelle: 39

40 Easy3DMaker von 3Dfactories Einsatzbereit 40

41 Auch wer nicht die handwerklichen und technischen Möglichkeiten hat einen 3D-Drucker selbst aufzubauen oder wer schlicht keine Lust und Zeit dazu hat, muss natürlich nicht auf diese faszinierende Technik verzichten. Selbstverständlich gibt es eine ganze Anzahl an fertig aufgebauten 3D-Druckern, die von verschiedenen Firmen angeboten werden. Einer dieser Drucker ist der Easy3DMaker der Firma 3Dfactories. Als kompaktes Gerät wird der Drucker fertig aufgebaut geliefert. Alleine schon durch das stattliche Gewicht von circa 16 Kilogramm macht er dabei einen sehr massiven Eindruck. Vorab zu den Äußerlichkeiten: Neben dem hier gezeigten Easy3DMaker in der limitierten Black Edition wird der Drucker auch in der normalen Version in Rot geliefert die technischen Eigenschaften sind dabei aber natürlich identisch. Die Außenabmessungen von mm sind noch gut handhabbar, und auch auf einem etwas größeren Schreibtisch unterzubringen. Der druckbare Bereich umfasst mm und ist damit für die meisten normalen Anwendungen absolut ausreichend. Für Anwender, die größere Teile drucken möchten, bietet 3Dfactories den Profi3DMaker an, der einen druckbaren Bereich von mm hat. Aufbau In einem sehr stabilen Gehäuse aus pulverbeschichtetem Stahlblech ist die gesamte Technik des Druckers untergebracht, einschließlich der Steuerung. Der Nutzer muss somit lediglich das mitgelieferte Netzteil und das ebenso im Lieferumfang enthaltene USB-Kabel an die Buchsen anschließen und mit dem Stromnetz und dem Rechner verbinden das war fast alles, um mit dem 3D-Drucken zu beginnen. Die Mechanik des Druckers ist sehr hochwertig ausgeführt. Die Drucktechnik ist bei diesem Gerät so, dass der Extruder auf einer Ebene verbleibt und in der Y- und X- Achse verfahren wird. Hierbei wirken die Schrittmotoren mittels Zahnriemen auf den beweglichen Schlitten, in dem der Extruderkopf gelagert ist. Geführt wird dieser Schlitten in beiden Achsen in jeweils doppelten Rundführungen, die die Bewegung des Extruders sehr stellgenau ermöglichen. Die Y-Achsen-Verstellung wird hierbei interessanterweise über zwei Schrittmotoren links und rechts bewerkstelligt. Hierdurch ist eine sehr hohe Stellgenauigkeit gegeben. Der Drucktisch wird dagegen in der Z-Achse bewegt und beim Druck für jede Schicht um den benötigten Schritt abgesenkt. Geführt Oliver Bothmann wird er dabei mittels zweier Trapezgewindespindeln an den beiden hinteren Ecken, die ebenfalls über einen Zahnriemenantrieb mit einem Schrittmotor angesteuert werden. Auch hier erfolgt die Führung durch zwei Rundführungen direkt neben den beiden Trapezgewindespindeln. Unter dem Drucktisch findet sich dann auf den ersten Blick ein wenig ungewöhnlich die sehr leichtgängig gelagerte Halterung für das Filament, welches in einem Schlauch zum Extruder geführt wird. Auch wenn diese Anordnung ein wenig befremdlich erscheint, so ist sie doch sehr praktikabel und gleichzeitig ermöglicht sie ein sehr aufgeräumtes Äußeres des Druckers, da keine Filamentspule offen ander Rückseite des Geräts oder an anderer Stelle untergebracht werden muss. Das Filament wird von der Spule durch einen Schlauch, welcher in einem Kabelkanal geführt wird in dem auch viele der übrigen Stromleitungen gebündelt werden in den Extruder geführt. Dieses klappt problemlos, auch, da die Filamentförderung des Extruders sehr gut eingestellt ist. Auch ansonsten fällt auf, dass alle Versorgungs- und Steuerleitungen des Blick von oben in den Drucker. Die Führungen der Achsen bestehen aus doppelten Rundführungen, die X- und die Y-Achse werden mittels Zahnriemenantrieb verstellt. Die Steuerund Versorgungsleitungen laufen sauber in Energieketten Der linke Schrittmotor der Y-Achse von oben, im Hintergrund der flache Kabelkanal über den Leitungen und auch der Schlauch, in dem das Filament gefördert wird, laufen Blick von unten auf den Extruderkopf, dahinter leicht verdeckt zu sehen der kleine Lüfter für eine optionale Kühlung des Werkstücks 41

42 Rechts im Bild der rechte Schrittmotor der Y-Achse, hinten an der Gehäusewand der Mikroschalter für den Endstopp der Z-Achse Der Schrittmotor des Z-Achsen- Antriebs wirkt über einen Zahnriemen auf die beiden Trapezgewindespindeln Die Steuerung sitzt unauffällig im Gehäuse Der Drucktisch, hier ausgestattet mit einem heizbaren Druckbett. Er lässt sich sehr einfach mittels dreier Inbusschrauben auf den optimalen Abstand zur Druckdüse einstellen Druckers sehr sauber größtenteils sogar in Energieketten gebündelt verlaufen, was den sehr positiven und professionellen Eindruck des Geräts von 3Dfactories noch verstärkt. Die Endpunkte der einzelnen Verfahrwege werden beim Easy3DMaker mittels mechanischer Mikroschalter festgelegt, eine einfache und robuste Technik, die hervorragend funktioniert. Die Steuerung ist sehr unscheinbar in einem kleinen Metallgehäuse mit eigenem Lüftungskühler am Boden des Druckers befestigt. Auch der Schrittmotor des Extruders ist mit einem eigenen Lüfter versehen, welcher bei größeren Druckprojekten für eine ausreichende Kühlung sorgt. Ein dritter Lüfter kann wenn benötigt verwendet werden, um das Druckstück zu kühlen, was bei einigen speziellen Drucken durchaus eine sinnvolle Sache sein kann, um zu einem guten Druckergebnis zu kommen. Optional, und beim hier vorgestellten Drucker vorhanden, ist ein beheizbares Druckbett, welches die Arbeit mit PLA sehr erleichtert und das Drucken von ABS überhaupt erst sinnvoll möglich macht. Dieses Heizbett wird dabei ganz normal über die Steuerung versorgt und mit der mitgelieferten Software angesteuert. Ein kleines Gimmick des Druckers ist eine eingebaute helle LED-Beleuchtung des Druckbereichs, die eine stetige gute Kontrolle des Druckfortschritts auch bei widriger Beleuchtungssituation ermöglicht. Sehr gut und leider nicht bei allen Herstellern selbstverständlich ist, dass dem Gerät ein ausgedrucktes Handbuch beiliegt, welches in die grundsätzliche Bedienung des Geräts einführt und auch einige Fehlerbehebungstipps gibt. Software Mitgeliefert wird beim Easy3D Maker die Software G3DMaker, die auf dem Rechner, der zur Steuerung des Druckers verwendet wird, installiert werden muss. Sie ist äußerst intuitiv zu bedienen und überfordert auch weniger computeraffine Nutzer nicht. Vom Hersteller sind die wichtigsten Grundeinstellungen für die verschiedenen Materialien ABS und PLA beim Druck bereits vorgegeben. Nichtsdestotrotz kann und sollte der Nutzer bei fortgeschrittener Erfahrung auch mit anderen Einstellungen experimentieren, um das Druckergebnis seinen Vorstellungen noch besser anpassen zu können. Wichtig ist hierbei aber, die vom Hersteller vorgegebenen Werte auf jeden Fall zu sichern, um bei einer Verschlechterung des Ergebnisses diese wiederherstellen zu können. 42

43 Die Bedienung des Programms selbst ist äußerst simpel: Nach dem Start, und wenn gewünscht dem Vorwärmen von Heizbett und Extruder, wird eine fertige STL-Datei über die Dateiverwaltung geladen. Nach der Einstellung der für dieses Objekt gewünschten Besonderheiten, wie beispielsweise einem Unterstützungsmaterial oder einer Haftungsfläche unter dem eigentlichen Druckobjekt, wird mittels des Buttons G-Code Generieren/Drucken die Umwandlung der STL-Datei in einen G-Code gestartet. Nach dieser Prozedur (im Hintergrund arbeitet hier offensichtlich Slic3r) erscheint ein Fenster, in dem die vollständige Bearbeitung der Datei gemeldet wird und gleichzeitig eine Schätzung des Materialverbrauchs und der benötigten Zeit angegeben wird. Nach der Bestätigung beginnt ausreichende Temperatur von Extruder und Druckbett vorausgesetzt der Druck automatisch. Die Software visualisiert nun den Druckfortschritt sehr schön, so dass man parallel zum Entstehen des 3D-Ausdrucks im Drucker diesen auch noch virtuell auf dem Bildschirm verfolgen kann. Auch hier sind die verschiedensten Einstellungen und Spielereien möglich und man kann sich diverse Angaben über den Druckfortschritt geben lassen. Wobei die Restzeitschätzung am Anfang des Druckes mit sehr großer Vorsicht zu betrachten ist, denn hier werden in kürzesten Abständen Zeitschätzungen von wenigen Sekunden bis zu mehreren Jahren angegeben, was darauf beruht, dass das Programm die Aufheizzeit nicht als Druckzeit berechnet und auf Grund des Stillstandes während des Aufheizens (bei Druckgeschwindigkeit 0) vom aktuellen Fortschritt ausgeht und darauf aufbauend berechnet. Nach ein paar Minuten sind die Werte wieder deutlich verlässlicher. Die vom Programm angegebene Schätzung nach Erstellung des G-Codes ist da meist sehr viel genauer und lässt eine gute Einschätzung des Druck-Endes zu. Auch für die Software liegt dem Drucker eine sehr verständliche deutsche Anleitung in gedruckter Form bei. Technische Daten, Lieferumfang & Preise Easy3DMaker Abmessungen: mm Druckbereich: mm Auflösung (Z-Achse): 0,08/0,125/0,25 mm Gewicht: 16 kg Lieferumfang: Drucker, CD mit Treibern und Software, deutsches Handbuch, USB-Kabel, Netzteil, Inbus-Schlüssel zur Druckplattenjustierung, Spachtel zum entfernen des gedruckten Objektes Preis: ohne beheizbare Druckplatte 2.011,11, mit beheizbarer Druckplatte 2.130,10 Zubehör: 3DGlue (125 ml) 15,47 Info & Bezug: 3Dfactories, Adolf Fenz GmbH, Otto-Schott-Straße 1, Wertheim, Tel.: 09432/8221, Fax: 09432/8224, wirkungsvollen Ablauf, bei dem mit einem Blatt 80 g/m²-papier als Messwerkzeug und einem beiliegenden Inbusschlüssel der Abstand zwischen Düse und Arbeitsplatte sehr komfortabel perfekt eingestellt werden kann wirklich eine simple Möglichkeit, die vor allem dem Nutzer, der keine aufwendige Messmittel besitzt, sehr entgegenkommt. Der Easy3DMaker arbeitet ausschließlich mit 1,75-mm-Filament, entweder aus ABS oder aus PLA. Wie bei anderen 3D-Druckern üblich, ist auch hier die ausreichende Haftung des Druckobjekts insbesondere bei ABS am Tisch einer der kritischen Punkte. Neben der Verwendung einer beheizten Arbeitsplatte (bei ABS geht es überhaupt nicht ohne) benötigt auch der Easy3D- Maker eine weitere Hilfe zur Haftungsunterstützung. Von 3Dfactories werden hier zwei Möglichkeiten empfohlen. Zum einen die Verwendung von Papieretiketten, die an der Druckstelle auf den Drucktisch geklebt werden und die Haftung deutlich verbessern. Diese Vorgehensweise funktioniert recht gut, allerdings sollte man in der Vorwärmphase beim Druck mit einem Heizbett darauf achten, dass sich die Papieretiketten nicht ablösen. Zudem bleibt häufig ein Rest der Papieretiketten an der Unterseite des Druckes haften, der dann entfernt werden muss. Ein Hilfsmittel, welches 3Dfactories zudem anbietet, ist ein spezieller Kleber (3DGlue), der vor dem Druck auf den Arbeitstisch gepinselt wird und die Haftung deutlich verstärkt. Da dieser Klebstoff ein Lösemittel enthält (mit dem er sich auch wieder rückstandsfrei von der Druckfläche entfernen lässt), ist beim Bestreichen eine Geruchsbelästigung feststellbar, die jedoch innerhalb kürzester Zeit nicht mehr bemerkbar ist. Eine von mir getestete Alternative ist die Verwendung von sogenanntem Putzband aus dem Baumarkt, welches ebenfalls die Haftung zwischen Druckobjekt und Tisch verbessert. Hier sollte man aber auf jeden Fall sehr vorsichtig experimentieren um die Druckdüse oder andere Bauteile des Druckers nicht zu beschädigen! Hat man nun noch das Filament eingelegt und durch die manuelle Steuerung sichergestellt, dass ein gleichmäßiger Kunststofffaden aus der Düse austritt, so steht dem ersten echten Ausdruck nichts mehr im Wege. Wie die meisten Druckerhersteller bietet auch 3Dfactories auf der beigelegten CD mehrere Testdateien, die man für die ersten Drucke verwenden kann. In G3DMaker wird die STL-Datei geladen, die groben Eckdaten (verwendetes Material, Schichtdicke, Fülldichte und die Verwendung von Stützstrukturen und einer Grund- Druckpraxis Doch neben dem Ablauf auf dem Rechner ist der wirkliche Druckvorgang im 3D-Drucker das eigentlich Spannende. Doch bevor man mit dem eigentlichen Druck beginnt, sollte man die Arbeitsplatte noch justieren, denn nur dann kann man ein sehr gutes Druckergebnis und eine lange Lebensdauer der Platte erreichen. Hierzu gibt die Anleitung einen recht einfachen und doch Der Drucktisch von unten. Gut zu erkennen die drei Inbusschrauben Die sehr leichtgängig gelagerte Halterung für die Filamentrolle am Boden des Druckergehäuses 43

44 Im Porträt: 3Dfactories Die Produkte des tschechischen Unternehmens Aroja s.r.o. unter dem Label 3Dfactories werden in Deutschland von der Adolf Fenz GmbH vertrieben. Der Geschäftsführer Roland Diehm hat uns zu den Produkten und den Unternehmen Auskunft gegeben. Die Adolf Fenz GmbH gibt es seit über 50 Jahren und wurde im Jahr 2000 von mir übernommen. Unser Schwerpunkt liegt bei klassischen Thermometern mit Flüssigkeitsanzeige. Im Jahr 2005 haben wir die Produktionseinrichtungen unseres Zulieferers für Feinmechanik (Barometer, Hygrometer und Bimetallthermometer) übernommen, der aus Altersgründen verkauft hat. Da wir in Wertheim keinen Platz hatten und ich aus einer Geschäftsbeziehung Ing. Jan Skopik, kannte, haben wir zusammen die Firma Aroja s.r.o. gegründet. Der Name stammt übrigens von ROland und JAn, und weil wir bei der alphabetischen Suche immer oben stehen wollten, haben wir das A davorgestellt. In der Anfangszeit wurde hauptsächlich für die Adolf Fenz GmbH produziert, aber schon nach kurzer Zeit konnte Herr Skopik neue Geschäftsfelder eröffnen. Wir boten Lohnmontagen von Baugruppen an und im Lauf der Zeit konnten wir unseren Kunden dann auch die Produktion der Einzelteile und sogar die Entwicklung von Maschinen anbieten. Inzwischen haben wir eine eigene Entwicklungsabteilung und bauen Sondermaschinen und Handlingssysteme für diverse Kunden, unter anderem in der Automobilindustrie. Wir fertigen die Einzelteile inzwischen auf eigenen CNC-Maschinen und haben ca. 30 Mitarbeiter, davon 5 Entwickler und Konstrukteure, so Roland Diehm. Doch wie kam es zur Idee, 3D-Drucker zu fertigen? Roland Diehm: Durch den Bezug zum Sondermaschinenbau und dem dort natürlich immer wieder auftretenden Thema der Antriebsachsen und Antriebstechnik die Mechanik ist ja ähnlich wie z.b. bei einer CNC-Fräse hat Aroja sich dann zu Beginn 2012 mit der Thematik 3D-Druck beschäftigt. Zusammen mit Marek Zloch (Projektleiter und Initiator 3D), der die Thematik 3D-Druck initiierte und vorantrieb, waren dann die ersten Geräte Mitte 2012 lieferbar. Inzwischen hat Aroja Vertriebspartner in vielen europäischen Ländern und erweitert seine Produktionskapazität ständig. Durch die Beziehung war es nur logisch, daß die Adolf Fenz GmbH und damit ich den Vertrieb in Deutschland übernimmt. so Roland Diehm weiter Dadurch habe ich als Anteilseigner natürlich auch ein besonderes Interesse daran, dass gerade die deutschen Kunden eine besondere Betreuung erfahren. Wir möchten auch die Wün- sche und Anregungen unserer Kunden aufnehmen und nicht nur verkaufen denn es ist unser Interesse, dass die Produkte ständig verbessert werden und wir langfristig erfolgreich sind. Woher kommen die Kunden für diese innovativen Maschinen? Roland Diehm: Unser Kunden kommen aus den unterschiedlichsten Bereichen, wir haben sowohl Privat- als auch Geschäftskunden. Bei den Privatkunden ist ein Schwerpunkt neben den Technikbegeisterten natürlich der Modellbau. Im geschäftlichen Kundenbereich gib es neben Architekten und Designern auch viele Maschinenbauer und kunststoffverarbeitende Firmen, die den Drucker zum Rapid Prototyping einsetzen. Das Teilespektrum ist breit gestreut, z.b. Poller für den Schiffsmodellbau, Hausfronten für den Architektur-Modellbau, Verbindungselemente für Aluprofile bis hin zu Kreuzgelenken für Liegefahrräder. Einer unserer Kunden druckt beispielsweise auch Luftkanäle für seine Rallyefahrzeuge. Durch die universellen Einsatzmöglichkeiten sind dem Einsatz dieser Technologie kaum Grenzen gesetzt. An welchen Neuerungen arbeitet Aroja und welche Weiterentwicklungen sind zu erwarten? Auch Aroja arbeitet natürlich mit voller Kraft an Neuentwicklungen, allerdings liegt auch ein Schwerpunkt in der Betreuung bestehender Kunden und Geräte. erläutert Roland Diehm Das heißt z.b. konkret, dass bei Weiterentwicklungen der aktuellen Software auch unsere bestehenden Kunden mit diesen Neuerungen versorgt werden. Die Weiterentwicklung der Software ist immer ein Thema, so wird momentan an einem neuen Slicer und einer neuen Oberfläche gearbeitet, um die Software auch auf MAC- und Linuxsystemen einsetzen zu können. Auch ein Drucker für den industriellen Einsatz mit einem Bauraum von 1 m 1 m 1 m ist in Vorbereitung. Welche Bedeutung hat der Support für das Unternehmen? Die Kundenbetreuung und der Support ist eines der wichtigsten Themen für uns. Wir sind per und telefonisch erreichbar und versuchen immer innerhalb kürzester Zeit zu antworten. erklärt Roland Diehm Unsere Homepage wird demnächst auch bessere Hilfestellung bei einfacheren Fragen geben. Sollte es dennoch Probleme geben, kann das Gerät bei uns in Deutschland gecheckt und repariert werden. Sollte eine größere Reparatur notwendig sein, ist durch den regelmäßigen Kontakt und Warentransport eine kurze Bearbeitungszeit sichergestellt. Auch gibt es bei Aroja deutschsprachige Mitarbeiter, dadurch ist eine gute und schnelle Kommunikation möglich. Produktion des Easy3DMakers und des Profi3DMakers in Strážnice in der Tschechischen Republik (Foto: 3Dfactories) Marek Zloch, Roland Diehm und Jan Skopik (von links) die Macher hinter dem Easy3DMaker (Foto: 3Dfactories) 44

45 flächenvergrößerung) eingegeben und einfach auf G-Code Generieren/Drucken gedrückt. Danach läuft alles wie von selbst, bis das fertige Teil auf der Plattform auf die Entnahmeposition gefahren wird und aus dem Drucker entnommen werden kann. In der Software G3DMaker wird das zu druckende Teil als STL-Datei ausgewählt, nach Einstellung einiger weniger Druckparameter wird auf Knopfdruck der G-Code für den Objektdruck erstellt und bei Bereitschaft des Druckers automatisch der Druck gestartet Fazit Der Easy3DMaker von 3Dfactories ist schon fast ein Plug-and-Play-Drucker, der auch für Anwender geeignet ist, die ohne große Hintergrundkenntnisse und ohne einen Drucker selbst zusammenbauen zu müssen schnell zu einem guten Ergebnis kommen wollen. Natürlich bedarf es auch bei diesem Gerät um gewisse Druckparameter zu optimieren einer gewissen Beschäftigung mit dem Thema. Aber wer sich dem Thema 3D-Druck widmet und die Faszination dieser Technik kennengelernt hat, der wird sich automatisch intensiver mit den verschiedenen Hintergründen beschäftigen, und an der einen oder anderen Stellschraube drehen. Für alle anderen ergeben sich auch ohne große Veränderungen an den Standardeinstellungen sehr gute Ergebnisse. Wer möchte, kann sich den G-Code direkt anschauen Auf dem Drucker entsteht derweil das echte Objekt Den Druckfortschritt kann man sich visualisiert auf dem PC anschauen, oder man kann sich die reinen Fakten anzeigen lassen 45

46 Drucken, ohne selb 3D-Modelle von Downloadplattformen Sie haben einen 3D-Drucker aber keine Lust oder keine Zeit selbst zu konstruieren? Auch das ist kein Problem und Ihnen werden die Druckobjekte nicht ausgehen! Schuld daran sind die verschiedensten Plattformen, von denen man fertige 3D-Modelle oft schon im STL-Format downloaden kann. Die Vielfalt ist hier immens. Ob Schmuckstück oder Blumenvase, Ersatzteil für das Handy oder Spielzeug für die Kinder es gibt hier (fast) nichts, was es nicht gibt. Der eigene 3D-Drucker wird so sogar ohne eigene Konstruktionen genug zu tun bekommen. Eines aber bitte nicht vergessen: Die Fairness. Die Modelle werden beispielsweise bei Thingiverse für den Privatanwender von anderen Nutzern kostenlos zur Verfügung gestellt. Wenn Sie ein solches Modell also verwenden, dürfen Sie dies nur für Ihre privaten Zwecke tun. Zum Verkauf sind die Modelle nicht gedacht! Und bitte schmücken Sie sich auch nicht mit fremden Federn, indem Sie solche Konstruktionen als Ihre eigenen ausgeben. Zumal dies insbesondere bei Dateien von professionellen Plattformen durchaus auch rechtliche Konsequenzen haben kann. Wie im Internet üblich sollte man beim Download von Dateien sehr gründlich die Nutzungsbedingungen durchlesen und allgemein auf Fallen achten. Hier kann nur eine Auswahl solcher Seiten angegeben werden, denn auch hier ist die Entwicklung sehr dynamisch und es tauchen immer wieder neue Plattformen auf, während andere verschwinden. Thingiverse Unter findet man eine gewaltige Anzahl (und stündlich werden es mehr) an fertigen STL-Dateien. Zur Verfügung gestellt wird diese Plattform von der Firma Makerbot, einem der ersten Unternehmen, welches sich dem Thema 3D-Drucker für den Heimanwender angenommen hat. Da es sich hierbei um eine reine Austauschplattform handelt, sind die Dateien nicht nur thematisch sehr unterschiedlich, sondern auch qualitativ. Neben perfekten Dateien, die man lediglich noch in den für den Drucker lesbaren Code umwandeln muss und ausdrucken kann, finden sich auch technisch nicht ganz ausgereifte Dateien, die einer gründlichen Überarbeitung bedürfen, bevor man sie nutzen kann. Screenshot der Startseite von Thingiverse, einer hervorragenden Austauschplattform für 3D-Modelle zum Ausdruck (Quelle: thingiverse.com) Nahezu minütlich kommen auf Thingiverse neue Modelle dazu In verschiedenen Kategorien kann auf Thingiverse nach Druckdateien gesucht werden (Quelle: thingiverse.com) Traceparts Eine Plattform, die ursprünglich für professionelle CAD-Zeichner gedacht ist und diesen die Arbeit erleichtern soll ist com. Hier finden sich CAD-Dateien von den Produkten verschiedenster Firmen aber auch DIN-Produkte, die von CAD-Zeichnern für ihre Arbeiten verwendet werden können, damit diese nicht speziell nachgezeichnet werden müssen. Sehr praktisch ist, dass man die Dateien im passenden Format für verschiedene CAD-Programme, aber auch gleich als STL-Dateien herunterladen kann. Die Seite verlangt eine Anmeldung, die aber schnell erledigt ist. Da die Dateien nicht speziell für den 3D-Druck konzipiert sind, muss man hier durchaus testen, ob sie dafür geeignet sind. Traceparts bietet eine Vielzahl an 3D-CAD-Dateien aus den verschiedensten Bereichen (Quelle: traceparts.com) 46

47 st zu konstruieren Qualitativ hochwertige 3D-Dateien findet man ebenfalls auf GrabCAD (Quelle: grabcad.com) Eine Vielzahl von 3D-Dateien, die allerdings immer noch umgewandelt werden müssen bietet Archive3D (Quelle: archive3d.net) GrabCAD Ebenso wie Traceparts ist auch GrabCAD eine Sammlung sehr hochwertiger 3D-Dateien in den verschiedensten Formaten. Die Modelle sind hierbei zum großen Teil sehr aufwendig ausgearbeitet und für die unterschiedlichsten Anwendungen sehr interessant. Weitere Plattformen Es existiert noch eine Vielzahl weiterer Plattformen, auf denen 3D- Modelle ausgetauscht werden. Die Qualität der Modelle und auch der Plattformen selbst ist dabei sehr unterschiedlich und nur ein Teil der Dateien überhaupt für den Druck geeignet. Häufig muss auf jeden Fall stark nachgearbeitet werden, um ein vernünftiges Objekt dabei ausdrucken zu können. Hier noch eine kleine Auswahl an Plattformen ohne Anspruch auf Vollständigkeit und ohne Garantie für die Qualität der Modelle. Viele der Dateien müssen erst aus klassischen 3D-Formaten in das STL-Format umgewandelt werden. Bei einigen dieser Plattformen müssen Sie sich anmelden, andere bieten nur einen Teil der Modelle kostenlos an, die anderen müssen bezahlt werden. Archive3D: Dieses Seite ist eine echte Fundgrube einer Vielzahl an 3D-Modellen, die allerdings zu einem großen Teil eher einfach gestaltet sind und aus speziellen 3D-Formaten extrahiert werden müssen. > Trimble 3D Galerie: Hier wird für das Programm Sketchup eine große Zahl fertiger 3D-Modelle zum Download angeboten. > sketchup.google.com/3dwarehouse Nasa: Die amerikanische Raumfahrtbehörde bietet auf ihrer Seite eine Fülle ihrer verschiedenen Raumfahrzeuge, Sonden und Satelliten als 3D-Modelle zum Download an. > multimedia/3d_resources Exchange3D: Diese Seite bietet neben vielen kostenpflichtigen 3D-Modellen auch eine ganze Menge kostenfreier Dateien aus den verschiedensten Bereichen an. > Trekmeshes: Für die Fans des Star-Trek-Universums gibt es noch ein besonderes Highlight: Eine Seite, auf der die verschiedensten Fahrzeuge etc. dieser Filme und Fernsehserien zum Download angeboten werden. > Natürlich werden für Sketchup auf einer eigenen Seite eine ganze Anzahl an 3D-Modellen fertig angeboten (Quelle: Trimble 3D Galerie) Die Nasa bietet eine Fülle ihrer Sonden, Satelliten und andere Raumfahrzeuge als fertige 3D- Modelle an (Quelle: Kostenpflichtige aber auch viele kostenlose 3D- Modelle finden sich auf www. exchange3d. com (Quelle: Für Trekkies ein Muss: Die Seite ch mit den verschiedensten Fahrzeugen als 3D-Modelle (Quelle: 47

48 Konstruktion fü Um ein Objekt ausdrucken zu können, muss man zunächst eimal eine Datei dieses Werkstücks als dreidimensionale Konstruktion besitzen. Je nachdem, was man machen möchte, können unterschiedliche Programme sinnvoll sein. Will man beispielsweise technische und maßhaltige Teile für den Haushalt oder den Modellbau konstruieren, kommt man um ein CAD-Programm fast nicht herum. Je nachdem, welches Programm man nutzen will, kann man hier eine Menge Geld ausgeben. Man kann aber auch auf freie oder kostengünstige Versionen verschiedener Programme ausweichen. So ist beispielsweise für den Hobbybereich in vielen Fällen eine ältere Version eines CAD-Programms sinnvoll, die es häufig zu sehr viel günstigeren Preisen als die aktuellen Versionen gibt. Wichtig ist, dass bei den Programmen, mit denen Sie Ihre 3D-Modelle erstellen möchten, die Möglichkeit der Ausgabe im STL- Format gegeben, beziehungsweise diese in Form von Zusatzmodulen/Plug-Ins einzufügen ist. STL dies steht für Surface Tesselation Language, manchmal auch übersetzt mit Stereolithografie oder verballhornt als Stupid Triangels, lots of them ist die allgemein übliche Dateiform für dreidimensionale Konstruktionen. Bei diesem Dateiformat werden die Oberflächen durch Dreiecke dargestellt. Je mehr Dreiecke hierfür verwendet werden, umso feiner werden beispielsweise Rundungen etc. dargestellt, dafür sind die entsprechenden Dateien aber auch umso größer. Allen Programmen, mit denen dreidimensionales Konstruieren möglich ist, ist eines gemein: einfach in der Bedienung sind sie nicht. So bedarf es schon einiger Beschäftigung mit den Programmen, um ein sinnvolles Ergebnis zu erreichen. Vor allem ist ein sehr gutes räumliches Vorstellungsvermögen unabdingbar, um mit einem PC eine dreidimensionale Zeichnung zu erstellen. Beispiel einer CAD-Konstruktion. Ziel ist ein Halter, der einen Gartenschlauch an einem Zaun führt. Zunächst beginnt man mit dem Ring, der den Schlauch führt. Dazu wird ein Klotz in Form eines Quaders gezeichnet, der den Ring am Zaunpfahl befestigten soll. Beide Teile werden miteinander verschmolzen und somit verbunden Um den Quader am Zaunpfahl befestigen zu können, benötigt er ein entsprechendes Loch. Hier zeichnet man einen Zylinder mit dem Durchmesser des Zaunpfahls CAD Für die meisten technischen Konstruktionen dürfte ein CAD-Programm die beste Wahl sein. Nun kann man für die aktuelle Version eines professionellen CAD-Programms leicht einen vier- zum Teil sogar fünfstelligen Betrag bezahlen. Neben einigen einfachen kostenlosen CAD-Programmen gibt es aber auch immer ältere Versionen dieser Programme, die zum Teil für unter einhundert Euro zu erwerben sind. Beispielsweise kostete das hier von mir verwendete Programm TurboCAD Pro in der Version 17 99, während für die aktuelle Version 19 um die zu bezahlen waren. Die Unterschiede in den Versionen sind für den Heimanwender kaum relevant. Bei CAD-Programmen ist die Vorgehensweise einer dreidimensionalen Konstruktion immer ähnlich. Es werden verschiedene 3D-Objekte wie Quader, Kugeln und Zylinder miteinander verschmolzen beziehungsweise voneinander abgezogen. Verschmilzt man beispielsweise einen Quader mit einem Zylinder in der Längsachse, so erhält man einen länglichen Kasten, an dem ein Stück Rundmaterial angesetzt ist. Zieht man den Zylinder vom Quader ab, so erhält man einen Kasten, durch den ein rundes Loch verläuft. Als praktisches Beispiel hier die schrittweise Konstruktion eines Halters für einen Gartenschlauch in TurboCAD 17 Pro. 48

49 r den 3D-Druck positioniert ihn im Quader und entfernt sein Volumen aus dem Quader, es entsteht das gewünschte Loch Wenn man das Objekt rendert, ihm also die entsprechende Farbe und Oberfläche zuordnet, kann man sich das fertige Produkt schon fast vorstellen Nach der Umwandlung in eine STL-Datei sieht das Ganze dann so aus Und nach dem Druck so 49

50 Der 3D-Drucker EX1 von Pearl (Foto: Pearl) Plug and Print? 3D-Drucker FreeSculpt EX1 von Pearl Wie konnte man neulich auf der Homepage 3D-Druck.com lesen: Ein sicheres Zeichen, dass eine Technologie langsam den gewöhnlichen Konsumenten erreicht, ist die Aufnahme in den Retail-Vertriebskanal. So scheint es auch mit dem 3D-Druck passiert zu sein, denn neben anderen bietet nun auch der Versandhändler Pearl einen eigenen 3D- Drucker zu günstigen Preisen an. Doch was kann das Gerät? Der 3D-Drucker von Pearl wird in drei verschiedenen Versionen ausgeliefert. Die Basisversion EX1-Basic für 799,- umfasst in ihrem Lieferumfang neben dem Drucker eine Modellplatte mit Halteklammern, eine SD-Karte mit Beispielmodellen und Software, ein Werkzeug-Set (Schnitzmesser, Spachtel und Pinzette), eine 1-kg-Rolle weißes 1,75-mm-ABS-Filament, ein USBund ein Stromkabel sowie die Bedienungsanleitung. Die Version EX1-Plus für 899,- enthält neben dem eben genannten noch die 3D-Software Trimodo 3D. Das Komplettpaket EX1-ScanCopy für 1.099,- wird zu dem Grundset und der Software Trimodo 3D noch mit einer kleinen Kamera als Scanner und der dazugehörigen Scan-Software Triscatch 3D geliefert, die es ermöglichen, Objekte durch Abfotografieren und anschließende Nachbearbeitung mittels der Software als 3D-Objekt zu speichern und auszudrucken. Auf der Rückseite des Druckers befindet sich der Vorrat an Kunststofffilament auf einer Rolle (Foto: Pearl) 50

51 In das mitgelieferte Programm Myriwell wird eine STL-Datei, die ausgedruckt werden soll, geladen und dann der benötigte G-Code für den Ausdruck erstellt Der Drucker selbst entstammt wie nicht anders zu vermuten fernöstlicher Produktion. Das ganze Gerät macht einen stabilen Eindruck und das, obwohl er nahezu komplett aus Kunststoff besteht. Um eine Verwindung des Druckers bei der Arbeit zu verhindern die für die Genauigkeit des Ausdrucks Gift wäre wurde das geschlossene Gehäuse sehr massiv ausgeführt. Der Drucker arbeitet wie alle solchen Heimgeräte zum 3D-Druck nach dem sogenannten Fused Deposition Modeling (FDM) Verfahren. Hierbei wird in einer Heizdüse das Rohmaterial eines thermoplastischen Kunststoffs (Filament) geschmolzen und dann als dünne Kunststofffäden nebenund aufeinandergelegt, um so das Modell zu erzeugen. Das Gerät von Pearl arbeitet dabei mit ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) einem erdölbasierten Kunststoff. Dieses Material bietet das Unternehmen auch zum Nachkauf in verschiedenen Farben an. Von Pearl nicht expilzit vorgesehen ist die Verwendung von PLA (Polymilchsäuren) einem Biokunststoff, der ansonsten auch mit vielen FDM-Geräten verarbeitet wird. Leider hat ABS einige Nachteile gegenüber PLA, so entsteht bei der Erhitzung im Drucker ein mehr oder weniger unangenehmer Geruch. Für maßhaltige Modellbauteile aber weitaus gravierender ist die Tatsache, dass ABS relativ stark zum Schrumpfen neigt. Dies führt dazu, dass es nur schwer am Drucktisch haftet bzw. dazu neigt sich zu lösen und die fertigen Teile nicht unbedingt die Maße haben, wie man sie ursprünglich einmal gezeichnet hat. Diesen Maßhaltigkeitsproblemen kann man nur in der Konstruktionsphase entgegentretet, indem man die Teile mit einem entsprechenden Übermaß konstruiert. Hier ist viel Versuchsarbeit vonnöten. Das Problem der Haftung hat Pearl dagegen sehr gut gelöst. Der Drucktisch wird recht stark beheizt zudem befindet sich darauf (gehalten von vier Klammern) eine dünne, gelochte GFK-Platte, die das Druckteil recht zuverlässig festhält. Bei den Tests ist es nur in einigen wenigen Fällen dazu gekommen, dass sich das Druckteil gelöst hat. Die Mechanik des Druckers selbst wirkt auf den ersten Blick mit ihren gekanteten Blechteilen und vielen Kunststoffkomponenten zwar einfach, vollführt ihren Dienst aber absolut fehlerfrei. Der Aufbau ist dabei wie bei vielen anderen Geräten ähnlich. Der Extruder bei einem herkömmlichen Drucker würde man von einem Druckkopf sprechen wird von zwei Schrittmotoren mittels Zahnriemen in der X-Achse (rechtslinks) und der Y-Achse (vor-zurück) bewegt. Gelagert wird er dabei auf doppelten Rundführungen. In der Z-Achse (hoch-runter) bewegt ein weiterer Schrittmotor den Drucktisch mittels einer Trapezgewindespindel. Ein vierter Schrittmotor sorgt dann noch im Extruder für die Förderung des Kunststoffs in die Heizdüse. Alle Leitungen, die beweglich Der Ausdruck des Lok-Gehäuses von oben und von der Seite gesehen 51

52 Die fertige Lok auf der entnommenen Druckplatte Die Haftung auf der gelochten GFK-Platte die als Drucktisch dient ist trotz der Verwendung von ABS hoch und lässt sich nur mittels Werkzeug überwinden sein müssen, sind sauber in Energieketten verlegt. Die gesamte Technik ist dabei im geschlossenen Drucker untergebracht. Neben einer Öffnung an der Oberseite besitzt das Gerät noch eine Klappe an der Vorderseite, durch die man das Druckteil entnehmen kann. An der Rückseite des Druckers befindet sich neben den Anschlüssen für die Stromversorgung und die USB-Verbindung mit dem Drucker und dem Ein-Ausschalter auch noch die Spule mit dem Kunststofffilament, welches von hier in das Gerät geführt wird. Auf der Oberseite sind dann die wenigen Bedienelemente angebracht. Neben einem kleinen LCD-Bildschirm finden sich hier ein SD-Karten-Slot sowie vier große Bedientasten. Erste Drucke Wie immer wenn man das erste Mal ein neues technisches Gerät in Betrieb nimmt, will man am liebsten sofort loslegen. Doch zunächst gilt es die gute und recht kurze Anleitung des Druckers durchzulesen, denn einfach so loszudrucken ist eher schädlich für die Lebensdauer eines 3D-Druckers, denn zunächst sollte die Druckplattform entsprechend justiert werden. Dank der Anleitung und mithilfe eines zusammengefalteten Blattes 80-g-Papier gelingt dies mit Unterstützung eines am Display abrufbaren Kalibrierungslaufs sehr gut. Der Drucktisch wird dabei einfach mittels vier Schrauben auf den richtigen Abstand zur Druckdüse gebracht. Ebenfalls von Angaben im Display unterstützt lädt man dann das Kunststofffilament und kann danach mit einem Testdruck starten. Ist dieser erfolgreich gelaufen, steht weiteren Ausdrucken nichts mehr im Wege. Am schnellst kommt man dabei zu ersten Erfolgen mit den auf der SD-Karte mitgelieferten Modellen, bei denen es sich um Deko-Objekte handelt und die für die ersten Beobachtungen der Arbeit des Druckers gut geeignet sind. Bei diesen vorgefertigten Dateien sind die Geschwindigkeit und auch die Oberflächenqualität überzeugend. Doch wie bewährt sich das Gerät bei eigenen Dateien? Eigene Konstruktionen drucken Zunächst benötigt man eine Datei, die sich drucken lässt. Hierzu ist immer eine STL- Datei nötig. Für eigene Konstruktionen erstellt man diese am besten in einem CAD- Programm. Nahezu jedes CAD-Programm kann die Dateien nach dem Zeichnen in das STL-Format umwandeln. Die STL-Datei wird dann in einem geeigneten Programm (beispielsweise netfabb Basic) auf Fehler kontrolliert und repariert. Danach kann sie in den für den 3D-Drucker umsetzbaren Maschinen-Ablaufplan, den sogenannten G-Code, umgewandelt werden. Die Stärken dieses Druckers liegen wie es auch Pearl in der Anleitung schreibt weniger in Modellen mit feinen Details, sonder massiveren Ausdrucken, wie diesem Drehknopf und einer Halterung für Servos (beide Modelle aus Thingiverse: Drehknopf von User fastryan, Servohalterung von Mindfab) Hier sind durchaus auch feine Oberflächen zu erreichen 52

53 Beim Pearl-3D-Drucker geschieht dies mit der mitgelieferten Software Myriwell. Hier wird die STL-Datei aufgerufen und dann der G-Code generiert. Hierfür kann man entweder voreingestellte Druckeinstellungen verwenden oder verschiedene Parameter, wie die Schichtdicke und das Drucken von Unterstützungsmaterial (wichtig bei Teilen, die ansonsten quasi in die Luft gedruckt würden) in Myriwell direkt ändern. Im Hintergrund arbeitet die Software dabei mit einem Programm zu G-Code-Erstellung, welches bei vielen anderen 3D-Druckern auch verwendet wird, dem Open-Source- Programm Skeinforge. Dieses Programm, in das man direkt über den Button Edit in den Einstellungsbereichen der Profile kommt, erlaubt noch deutlich mehr Einstellungen, deren Erläuterung hier aber zu weit führen würde. Hier möchte ich auf die weiterführende Literatur und die Hilfen im Programm Skeinforge verweisen. Hat man die wesentlichen Druckparameter eingestellt, erstellt man mittels Generate den G-Code. Diese Erstellung kann von wenigen Sekunden bei sehr kleinen Teilen bis hin zu mehreren Stunden dauern, da hier die einzelnen Verfahrwege der Druckdüse berechnet und auch optimiert werden. Nachdem der Code fertig erstellt wurde, hat man nun die Möglichkeit entweder bei einer USB-Verbindung und der Installation der geeigneten Treiber direkt vom PC auf dem Drucker zu drucken oder aber den G-Code auf einer SD-Karte zu speichern. Diese SD-Karte kann man nun in den Slot auf der Oberseite des Druckers stecken und direkt von diesem ohne Anschluss eines Computers drucken. Eine sehr komfortable Möglichkeit, denn so muss nicht ständig ein Rechner den Drucker mit Daten füttern und angeschlossen bleiben. Zudem kann man so den Drucker auch in einem separaten Zimmer oder beispielsweise der Werkstatt alleine werken lassen. Dies ist sehr vorteilhaft, denn nicht nur der Geruch des ABS ist auf Dauer vor allem bei längeren Druckaufträgen störend, sondern auch der Geräuschpegel, den das Gerät entwickelt. Alleine schon durch Lüfter und mechanische Elemente zählt der EX1 nicht gerade zu den leisen Vertretern seiner Zunft. Fazit Der Pearl 3D-Drucker FreeSculpt EX1 ermöglicht den Ausdruck vieler Objekte, vor allem wie es Pearl in der Bedienungsanleitung auch angibt solcher mit eher massiver Struktur. Die mögliche Feinheit der Oberflächen ist für einen Ausdruck sehr detaillierter Objekte mit glatten Oberflächen sicher- Auf dem LCD-Bildschirm lassen sich die wichtigsten Werte während des Drucks überwachen. Rechts daneben zu sehen der SD-Karten-Slot, der ein praktisches Drucken ohne PC ermöglicht lich noch nicht geeignet oder mit einer aufwendigen speziellen Konstruktion und Nachbearbeitung verbunden. Der Drucker ist sicherlich für den Nutzer interessant, der ohne große Vorarbeiten zu einem schnellen Ergebnis kommen will und dabei auch nicht unbedingt auf die letzten Finessen des 3D-Drucks zurückgreifen Technische Daten, Lieferumfang und Preise FreeSculpt EX1-Basic Maximale Verfahrwege/ maximale Druckgröße: X-Achse 225 mm Y-Achse 145 mm Z-Achse 150 mm Gewicht: ca.11 kg Außenmaße: Breite 52 cm Tiefe 45 cm Höhe 42 cm Lieferumfang EX-1 Basic: Software möchte. Hier ist die Flexibilität des Geräts und die fehlende Möglichkeit zukünftige technische Neuerungen aufgrund der abgeschlossenen Bauweise nachzurüsten ein Manko. Für einfache Drucke ist der Free- Sculpt EX1 aber sicher geeignet. Weitere Informationen unter de/3dds Weitere Versionen: EX1-Plus (mit 3D-Bearbeitungssoftware Trimodo 3D) 899,- EX1-ScanCopy (mit 3D-Bearbeitungssoftware Trimodo 3D, 3D-Scan-Software Triscatch 3D und Kamera-Scanner) 1.099,- Info & Bezug: Pearl GmbH Pearl-Straße Buggingen Tel.: 0180/55582 (0,14 /Minute aus dem Festnetz, Mobilfunk max. 0,42 /Minute) Fax: 07631/

54 Der Weg zum eigenen Roboter Mini-Flugmodelle Modell-U-Boote Trial, Scaler & Crawler Umfang: 104 Seiten Abbildungen: 207 Best.-Nr.: Preis: 25,80 Umfang: 144 Seiten Abbildungen: 200 Best.-Nr.: Preis: 18,80 Umfang: 80 Seiten Abbildungen: 105 Best.-Nr.: Preis: 16, Umfang: 132 Seiten Abbildungen: 182 Best.-Nr.: Preis: 21,50 Badische Erfinder, Ingenieure und Unternehmer Umfang: 176 Seiten Abbildungen: 82 Best.-Nr.: Preis: 19,90 Hartlöten Umfang: 148 Seiten Abbildugen: 126 Best.-Nr.: Preis: 22,80 Der Einstieg in den RC-Panzermodellbau Umfang: 116 Seiten Abbildungen: 170 Best.-Nr.: Preis: 18,80 Elektrorennboote für Einsteiger Umfang: 88 Seiten Abbildungen: 130 Best.-Nr.: Preis: 17,80 Bestellen Sie jetzt! Verlag für Technik und Handwerk neue Medien GmbH BESTELLSERVICE D Baden-Baden Tel.: Fax: service@vth.de Internet: Digitale Satelliten- Empfangsanlagen Umfang: 164 Seiten Abbildungen: 251 Best.-Nr.: Preis: 19, Strom aus Wind und Wasser Umfang: 56 Seiten Abbildungen: 43 Best.-Nr.: Preis: 12,50 Photovoltaikanlagen Umfang: 144 Seiten Abbildungen: 180 Best.-Nr.: Preis: 21,

55 Buchtipps Makers Das Internet der Dinge: Die nächste industrielle Revolution Weniger auf die Praxis sondern eher auf die ökonomischen und sozialen Auswirkungen, die der 3D-Druck und seine vielfältigen Möglichkeiten haben wird, geht Chris Anderson in seinem neuen Buch ein. Ein faszinierender Ausblick auf die Möglichkeiten, die diese Technik bietet und zudem kurzweilig geschrieben. Chris Anderson: Makers Das Internet der Dinge: Die nächste industrielle Revolution, München: Carl Hanser Verlag, 2013, 286 Seiten, ISBN , 14,50 3D-Druck-Praxis Die Praxis des 3D-Drucks in Heimanwendung stellt dieses neue Buch vor. Von den Grundlagen über verschiedene Konstruktions- und Bearbeitungsprogramme, die Vorstellung verschiedener Heimdrucker bis hin zu Tipps und Tricks für die Druckpraxis gibt es eine umfassende praktische Einführung in dieses Thema. Oliver Bothmann: 3D-Druck-Praxis, Baden-Baden: Verlag für Technik und Handwerk neue Medien GmbH, 2013, 144 Seiten, 250 Abbildungen, ISBN , 14,50 3D-Druck/ Rapid Prototyping Schon fast ein Klassiker zum Thema ist dieses Buch von Petra Fastermann aus der Reihe X.media.press des Springer Vieweg Verlags. Umfassend wird hier über das Thema Rapid Prototyping und den 3D-Druck aus verschiedenen Gesichtspunkten berichtet. Vor allem die vielen Beispiele für Anwendungen führen dem Leser die Vielfältigkeit des Themas vor Augen und zeigen, was uns mit dieser Technik in Zukunft noch erwarten wird. Petra Fastermann: 3D-Druck/Rapid Prototyping, Berlin: Springer Vieweg Verlag, 2012, 179 Seiten, 112 Abbildungen, ISBN , 39,95 Anzeige

56 Drucksachen Anwendungen des 3D-Drucks Jetzt wissen Sie also, wie ein 3D-Drucker funktioniert und besitzen vielleicht sogar schon einen doch was damit machen? Diese Frage mag komisch klingen, doch häufig wird einem erst bewusst für wie vielfältige Möglichkeiten man seinen 3D-Drucker einsetzen kann, wenn man regelmäßig damit arbeitet und sich mit der Materie näher beschäftigt. Ich möchte Ihnen daher hier einige Beispiele für die Verwendung von Objekten aus dem 3D-Drucker aufzeigen natürlich werden Sie selbst noch viel mehr Ideen haben, für was Sie diesen neuen Helfer einsetzen können. Oliver Bothmann Modellbau und Modellbahn Ob man Modellflugzeuge, -schiffe oder anderes baut und ob diese ferngesteuert sind oder nicht der 3D-Druck stellt für dieses Hobby eine echte Bereicherung dar. Auch für den Modelleisenbahner ergeben sich fast unerschöpfliche Möglichkeiten. So kann man Ausrüstungsteile für seine Schiffe oder Trucks direkt am Rechner konstruieren und ausdrucken. Gerade bei Teilen, die bei einem Modell mehrfach gebraucht werden oder immer wieder bei unterschiedlichen Modellen verwendet werden können eine echte Erleichterung und eine Möglichkeit noch detailreicher zu bauen. Eine tolle Möglichkeit ist dabei auch, dass man die Teile, wenn sie einmal konstruiert sind, beliebig skalieren kann. Will ich also ein Teil, welches ich schon bei einem Modell im Maßstab 1:50 verwendet habe, auch auf einem kleineren Nachbau verwenden, so muss ich einfach das Bauteil nur für den Maßstab passend (beispielsweise in 1:100) skalieren und kann es entsprechend ausdrucken. Daher empfiehlt es sich Modellbauteile, die für den 3D-Druck konstruiert werden immer in der Originalgröße zu zeichnen und erst für den Druck entsprechend herunterzuskalieren. Doch nicht nur sichtbare Verzierungsteile sind mittels des heimischen 3D-Drucks für den Modellbau machbar. Besonders hilfreich ist diese Technik gerade auch für Teile, die benötigt werden, um beispielsweise die elektronische Ausstattung unterzubringen. Ob eine absolut passende Halterung für ein 56

57 Verschiedene Beispiele für Modellbauzubehör, welches auf 3D-Druckern entstand. Im Uhrzeigersinn von oben: Winde in verschiedenen Maßstäben für Schiffsmodelle, Reifen, Kisten in verschiedenen Maßstäben für Schiffsmodelle oder Modelleisenbahn, Kette z.b. für Modellbagger (aus Thingiverse von User erdinger), Bremskeil für Modelltrucks, Steuerscheibe für Servos (aus Thingiverse von User Newton- Rob), Spinner für Modellflugzeuge (aus Thingiverse von User odie_wan) Steuerservo, die gleich mit den benötigten Befestigungsteilen im Modell konstruiert wird oder eine perfekt sitzende Schale für den Antriebsakku all das ist jetzt einfach zu konstruieren und schnell zu drucken. Auch spezielle Anlenkungen für das Modell sind kein Problem mehr. Im Plastikmodellbau lassen sich mit dem 3D-Druck Teile für besondere Umbauten von Flug- und Fahrzeugen einfach konstruieren und herstellen. Auch ganze Modelle beispielsweise von Konstruktionen, die es nicht als Serienmodelle gibt, sind so machbar. Und natürlich eröffnen sich auch für die Modellbahnfreunde ganz neue Möglichkeiten. So lässt sich das eigene Haus in 3D-Konstruieren und einfach (am besten in einzelnen Bauteilen) ausdrucken. Wer will, kann so seinen gesamten Heimatort detailgenau nachbauen Haus für Haus. Haushalt und Garten Wer hat nicht schon einmal ein bestimmtes Teil zur Befestigung im Haushalt oder Garten gesucht, das es so nicht gibt? Meist endet das mit einem (häufig sehr dauerhaften) Provisorium, welches weder vom praktischen, noch vom ästhetischen Gesichtspunkt überzeugen kann. Doch auch das gehört, dank des 3D-Drucks, nun der Vergangenheit an. Ob man einen Sichtschutz fest am Balkon oder einen Gartenschlauch beweglich am Zaun befestigen will für alles kann man (ein wenig Arbeit bei der Konstruktion vorausgesetzt), die absolut passende Lösung erhalten. Alleine schon beim Durchstöbern von Thingiverse bekommt man viele Vorschläge für Dinge, die es so nicht zu kaufen gibt, die im Haushalt oder Garten aber absolut sinnvoll zu verwenden sind. Und manches Mal ist eine Konstruktion hier eine hervorragende Idee für eine ganz eigene, angepasste Konstruktion. Deko und Schmuck Sie suchen noch ein passendes Deko-Objekt für die neue Wohnung? Oder ein extravagantes Schmuckstück für die nächste Party? Kein Problem, denn mit dem 3D- Druck werden Sie selbst zum Designer für die ungewöhnlichsten Kunstwerke und Schmuckstücke. Aufgrund der besonderen Herstellungsweise sind nahezu keine Grenzen gesetzt und man kann auch die optisch ausgefallensten Teile kreieren. Zudem bietet beispielsweise Thingiverse gerade im Deko und Schmuckbereich eine Vielzahl faszinierender Konstruktionen, die alleine schon Spaß machen, weil man wissen möchte, ob solche geometrisch komplexen Strukturen überhaupt druckbar sind und meistens sind sie es wirklich! Und bevor die Frage aufkommt: Ja, man kann natürlich auch ganz individuelle Smartphone-Hüllen drucken. Dies ist merkwürdigerweise, wenn man entsprechende Berichte und Diskussionen verfolgt, einer der am häufigsten geäußerten Wünsche. Ich denke fast so häufig, wie die Idee einer Waffe aus dem 3D-Drucker Ein selbst konstruierter Schlauchhalter für den Garten Beispiele für Schmuckstücke aus dem Fundus von Thingiverse: Ring des Users allenz, zwei Mal das Korallenarmband von Pixil3D und Kette (an einem Stück gedruckt!) von Belfry Zwei Beispiele für Dekoobjekte aus dem 3D-Drucker (Fotos: Aroja) 57

58 Ersatzteile Ein absolut perfektes Einsatzgebiet für 3D- Drucker ist der Herstellung von Ersatzteilen aller Art. Gemeint sind jetzt nicht solche Ersatzteile, die es im Handel noch gibt da lohnt sich gegenüber dem Kauf die Konstruktion und der Druck meist nicht, sondern gerade solche für Dinge, die schon lange nicht mehr im Handel sind. Das kann eine ältere Fernbedienung sein, deren Batteriedeckel verschwunden ist, ein altes lieb gewonnenes Radio, dessen Drehknopf zerbrochen ist oder besonders katastrophal ein Teil eines Spielzeugs, für das es keine Ersatzteile mehr gibt. Wenn es um solche Dinge geht, schlägt die große Stunde des 3D-Drucks. Natürlich bedarf es meist einigen Geschicks und Geduld bei der Konstruktion, doch der Erfolg in Form eines wieder nutzbaren Geräts und im Idealfall sogar glänzender Kinderaugen sind dies allemal wert. Im Folgenden eine Beschreibung für die Konstruktion eines solchen Ersatzteils für einen Spielzeugtraktor, der schon einige Jahre auf dem Buckel hatte aber (von der nächsten Generation) immer noch heiß geliebt wird. Die Ausgangssituation: Die Anhängerkupplung ist abgebrochen Jetzt gilt es Maße nehmen und in CAD entsprechend konstruieren In Netfabb wird das Ganze dann überarbeitet Der Ausdruck ist dann nur noch ein Klacks 58

59 Das fertige Teil wird dann einfach auf die vorhandene Struktur aufgeklickt fertig! Personalisierte Objekte Und in noch einem Bereich ist der 3D-Druck nahezu unschlagbar: Der Herstellung von ganz speziell personalisierten Objekten. Ein Ring mit dem Namen der Frau oder Freundin kein Problem. Büroklammern mit dem Namen des eigenen Unternehmens ein Klacks. Ausstecher für Kekse mit dem Logo des eigenen Vereins für den nächsten Weihnachtsbasar werden schnell gedruckt. All dies und noch viel mehr ist mittels eines 3D-Druckers möglich. Für viele dieser Ideen bietet erneut Thingiverse bereits fertige Vorlagen, die mittels eines Programms auf dieser Seite (dies erfordert allerdings eine kostenlose Registrierung) auf die eigenen Bedürfnisse angepasst werden können. Doch auch wenn man eine ganz eigene Idee hat, die man umsetzen will, ist dies kein Problem, wenn man die entsprechenden Programme bedienen kann. So lässt sich schnell das Firmenlogo in CAD nachzeichnen und für den Druck vorbereiten oder das ganz eigene Schmuckstück mit Widmung designen. Ob Schlüsselanhänger mit Namen (Vorlage aus Thingiverse von User allenz) Firmenlogos in 3D oder Büroklammern mit Initialen (Vorlage aus Thingiverse von User KyroPaul) mit dem 3D-Druck lässt sich alles personalisieren 59

60 für Modellba Selektives L Als erstes Rapid Prototyping Verfahren erlangte die Stereolithografie (SLA) Bedeutung in der industriellen Produktentwicklung und -herstellung. Stereolithografieanlagen waren auch die ersten kommerziell verfügbaren Rapid Prototyping Geräte. Das Verfahren beruht, ähnlich wie das in diesem Artikel vorgestellte Laser Sintern, auf der schichtweisen Herstellung von Bauteilen. Sven Grundmann Als Ausgangsmaterial kommt ein Harz (Resin) zum Einsatz, bei welchem die Polymerisation durch einen UV-Laser initiiert wird. Nur an der Stelle, wo der Laserfokus auftrifft, härtet der Kunststoff aus. So kann in dem Harzbad Schicht für Schicht ein Bauteil erzeugt werden. Die Stereolithografie steht dem Modellbauer grundsätzlich zur Verfügung, jedoch muss beachtet werden, dass nicht jede Art von Bauteil sich damit sinnvoll herstellen lässt. Problematisch ist nämlich, dass der chemische Prozess des Polymerisierens in der Fertigung nicht immer zu 100% abgeschlossen werden kann. Obwohl das Bauteil hart und fertig ist, sind noch wenige Prozent der reaktionsfähigen Ketten noch immer unvernetzt. Im Alterungsprozess des Bauteils kann dies dazu führen, dass bei starkem Lichteinfall, höheren Temperaturen oder einfach nur nach längerer Zeit diese Reaktionen vollständig abgeschlossen werden, was zu einer Deformation, insbesondere von dünnwandigen Bauteilen führen kann. In Abbildung 1 ist die Inneneinrichtung des Fahrerhauses eines Modellbaggers zu sehen, die mit Stereolithografie hergestellt wurde. Diese Sorte von Bauteil ist bezüglich der angesprochenen Probleme unempfindlich und es sind keine Deformationen zu erwarten. Selektives Laser Sintern (SLS) Im Gegensatz zur Stereolithografie, basiert das selektive Lasersintern nicht auf einer chemischen Reaktion, sondern auf einem thermischen Prozess bei welchem Teilchen pulverförmigen Materials miteinander verschmolzen werden. Hierbei sind keine Langzeiteffekte nach dem Fertigungsprozess zu erwarten. Ganz ohne Schwierigkeiten geht aber auch das nicht. Besonders beim Sintern von Kunststoff hat man es mit Problemen der thermischen Ausdehnung des Ausgangsmaterials zu tun. Die Schrumpfung beim Abkühlen von der Schmelztemperatur bis zur Raumtemperatur beträgt zwischen 2 und 3 Prozent. Ohne geeignete Maßnahmen führt das zu Problemen mit der Maßhaltigkeit der Teile und zum Verziehen der Bauteile während des Abkühlens. Um dennoch Bauteile von hoher Geometrietreue und Maßhaltigkeit herstellen zu können, muss der Bauprozess in komplexen Anlagen sehr präzise kontrolliert werden. Abbildung 1: Mittels Stereolithografie hergestellte Fahrerhauseinrichtung eines Modellbaggers Abbildung 2: Lasersinteranlage Formiga P 110 für Polyamid (Quelle: EOS) 60

61 aser Sintern uer Abbildung 3: Frisch gesinterte Bauteile während des Auspackens Das Sinterverfahren Wegen dieser Schwierigkeiten rangieren die Anschaffungskosten der Sintermaschinen weit außerhalb der üblichen Modellbauerbudgets. Dafür werden die Bauteile erfahrungsgemäß auf 0,1 mm Genauigkeit mit hervorragender Reproduzierbarkeit hergestellt, zum Beispiel in der Anlage aus Abbildung 2. Die einzelnen Arbeitsschritte des Bauprozesses des selektiven Laser Sinterns sind die Folgenden: Zunächst wird das pulverförmige Material in einer dünnen Schicht gleichmäßig auf der Bauplattform aufgetragen. Der Fokus eines CO 2 -Lasers wird über elektrodynamisch bewegte Präzisionsspiegel auf der Plattform bewegt. Da, wo er kurzzeitig mit voller Lichtleistung auftrifft, schmelzen die einzelnen Partikel des Pulvers und vereinen sich beim sofortigen Erstarren zu einem soliden Bauteil. Der Laserstrahl wird entlang der Konturen des Bauteils bewegt und die Bereiche innerhalb der geschlossenen Kontur werden durch Schraffieren zu einer gleichmäßigen Fläche verschmolzen. Nach diesem Vorgang senkt sich die Plattform um das Maß der vertikalen Auflösung der Maschine und eine neue Schicht Pulver wird aufgetragen. Derselbe Vorgang wiederholt sich, wobei die Kontur natürlich von Schicht zu Schicht variieren kann, um dreidimensionale Bauteile herzustellen. Das Aufschmelzen jeder neuen Schicht muss derart gesteuert werden, dass die neue Schicht sich mit der darunterliegenden fest verbindet. Eine Maßnahme zur Berücksichtigung der thermischen Schrumpfung des Materials ist die Skalierung der Daten mit sorgfältig kalibrierten Skalierungsfaktoren in alle drei Raumrichtungen und für jede Position im Bauraum der Maschine. Zusätzlich muss während des Bauens von Polyamidteilen die Temperatur des Bauraums auf das Grad genau bei etwa 170 C gehalten werden. Das ist insbesondere schwierig, wenn man bedenkt, dass der Laser ja auch thermische Energie einbringt, die auch noch von Schicht zu Schicht stark variieren kann. Die geregelte Heizung muss hierauf schnell und gleichmäßig reagieren können. Zudem muss die Temperatur der bereits gefertigten Abschnitte der Bauteile unterhalb der Fertigungsebene auf ca. 150 C gehalten werden. Damit keine unerwünschten Veränderungen der chemischen Struktur des Materials stattfinden, sorgt in der Maschine ein druckluftgetriebener Stickstoffgenerator dafür, dass der Bauraum ständig mit einer Schutzatmosphäre geflutet ist. Der Bauprozess läuft mit bis zu 20 mm pro Stunde (Polyamid Sintern), oft dauert aber der Bau eines komplett gefüllten Bauraumes (200 mm 250 mm 330 mm bei der EOS Formiga P 100) 30 Stunden. Glücklicherweise macht die Maschine alles alleine. Aber man kann nach vollendetem Bauprozess die Teile nicht sofort auspacken. Eine Faustregel besagt, dass die vollständig in unversintertem Pulver eingepackten Bauteile nach dem Bauprozess eben solange abkühlen müssen, wie der Bau gedauert hat, also bis zu 30 Stunden. Andernfalls riskiert man durch zu schnelles und ungleichmäßiges Abkühlen der Bauteile, dass sie sich doch noch verziehen. Nach dem vollständigen Abkühlen werden die Bauteile aus dem nicht versinterten Pulver herausgezogen. Dann sehen die Bauteile so aus, wie die Figuren in Abbildung 3. Das übrige Pulver wird dem nächsten Sinterprozess wieder zugeführt und die Bauteile werden in einer speziell dafür reservierten Abbildung 4: Fehlerhafte Rohdaten aus einem 3D Ganzkörperscanner Glasperlstrahlanlage vom restlichen Pulver befreit. Daten-Aufbereitung: Wasserdichtes Modell Selbstverständlich müssen die Daten für das zu sinternde Bauteil digital vorliegen. Üblicherweise müssen die Daten im STL (Surface Tesselation Language) Format vorliegen, bevor sie in der Software für die jeweilige Maschine weiterverarbeitet werden können. Der einfachste Weg, solche Daten zu erhalten, ist das zu sinternde Bauteil in einem CAD-Programm zu konstruieren und dann als STL abzuspeichern. Das allein garantiert jedoch noch keinen fehlerfreien Datensatz. Die Geometriedaten werden in den STL- Dateien in Form von kleinen Dreiecken abgespeichert. Diese kleinen Dreiecke sollen allesamt Kante an Kante liegen. Die Dreiecke besitzen eine Innen- und eine Außenseite. Alle Dreiecke zusammen müssen eine wasserdichte Geometrie ergeben, bei der alle Dreiecksinnenseiten nach innen gerichtet sind. Fehlende Dreiecke, sich überschneidende Dreiecke, vertauschte Außen- und Innenseite oder ganze Löcher und Lücken im Bauteil sind Fehler in der STL-Datei, die zu Fehlinterpretationen der Maschinensoftware führen. Im besten Fall können solche Fehler von automatischen Korrekturalgorithmen behoben werden. Leider sind von CAD-Programmen erzeugte STL-Dateien nicht immer fehlerfrei. In der Regel sind diese Fehler allerdings von systematischer Natur und können von der Verarbeitungs- 61

62 Abbildung 5: Automatisch korrigierte Daten aus dem 3D Scanner software zum Vorbereiten des Sinterjobs automatisch korrigiert werden. Beispiel Fahrerfigur STL-Daten müssen nicht unbedingt aus CAD-Programmen kommen. Im Beispiel aus Abbildung 4 hat sich ein Modellbauer in einer typischen Baumaschinenfahrerhaltung mit einem 3D-Ganzkörperscanner einscannen lassen. Das Ziel war die Herstellung einer Fahrerfigur, die dem Besitzer des Modells im Detail gleicht. Deutlich sieht man, wie löchrig die Daten sind. Speziell im Bereich der Haare funktioniert die Erfassung der Geometrie durch den Scanner nicht perfekt. Die blauen Oberflächen zeigen die Außenseiten der Dreiecke an und die olivgrünen die Innenseiten. Solche Daten können nicht gesintert werden. Die Kontur muss zuvor geschlossen werden, um die oben genannte Wasserdichtigkeit zu erreichen. Automatisierte Algorithmen können dies erreichen, jedoch nicht ohne Glättung, Verlust von Details und gegebenenfalls Verunstaltung von Frisuren. Abbildung 5 zeigt das Ergebnis von derart behandelten Daten. Die automatische Korrektur ist eine komfortable Alternative zur vollständig manuellen Fehlerbehebung und Lückenschließung, was etliche Stunden in Anspruch nehmen kann. Nachdem die Daten für die Fertigung bereit sind, erfolgt im nächsten Arbeitsschritt das sogenannte Slicen. Vom englischen Wort slice = Scheibe abgeleitet, bedeutet dieser Arbeitsschritt, dass das digitale Modell in zweidimensionale Scheiben zerschnitten wird, die dann Schicht für Schicht im Bauprozess gefertigt werden. Die Dicke der Scheiben muss dann natürlich der vertikalen Auflösung des Fertigungsverfahrens entsprechen, korrigiert mit dem Schrumpfungsfaktor für diese Baurichtung. Für eine wirtschaftliche Fertigung wird der Bauraum der Maschine mit möglichst vielen Teilen bis in alle Ecken gefüllt. Abbildung 6 zeigt solch einen vollgestopften Bauraum. In Abbildung 7 sieht man beispielhaft eine Scheibe dieses Bauraumes, wie sie dann im Bauprozess vom Laser abgescannt wird. In Abbildung 8 ist schließlich die aus dem 3D-Scan entstandene Fahrerfigur aus Kunststoff im Maßstab 1:14,5 zu sehen. Dieses Ergebnis ist ohne manuelle Nachbearbeitung und rein aus automatisierten Prozessen entstanden. Das Scannen hat 12 Sekunden gedauert, die automatische Korrektur der Daten etwa 10 Minuten und die Fertigung passiert ohnehin vollautomatisch. Eine manuelle Bearbeitung der digitalen Daten oder die Bearbeitung der gesinterten Figur können noch weitere Verbesserungen bringen. Kunststoffsintern Um auf dem Markt bestehen zu können, mussten die Sinteranlagenhersteller sicherstellen, dass sowohl die gesinterten Kunststoffteile, als auch die Metallteile bezüglich ihrer Materialeigenschaften den herkömmlich produzierten Teilen in Nichts nachstehen. So besitzen die gesinterten Polyamidteile dieselben Festigkeits- und Dichtewerte, wie per Spritzguss hergestellte Bauteile. Inzwischen kommt es nicht selten vor, dass Firmen keine großen Ersatzteillager mehr betreiben, sondern bei Bedarf ange- Abbildung 6: Ein Blick auf den Bildschirm des Programmes für die Bestückung der Sintermaschine mit Bauteilen Abbildung 7: Ein Beispiel für eine Schicht des Baujobs des in Abbildung 18 dargestellten Bauraumes als Ergebnis des Slicens 62

63 Abbildung 8: Die frisch aus Polyamid gesinterte Fahrerfigur in der ersten Version vor dem Bemalen Abbildung 9: Eine Empfängerbox getarnt als Batteriekasten für LKWs in 1:14,5 forderte Teile sintern. Tabelle 1 listet die Materialeigenschaften des Materials PA2200 auf. Dieses Material ist im Wesentlichen ein Pulver aus PA12, einem üblichen Polyamid. Spezielle Additive sorgen für eine gute Rieselfähigkeit in der Maschine und eine kontrollierbare Prozessabhängigkeit von der Feuchtigkeit des Materials. Neben diesem Standardmaterial gibt es noch weitere Materialkompositionen, die von entsprechenden Anlagen versintert werden können. Neben schwarz eingefärbtem Polyamid, welches direkt schwarze Bauteile hervorbringt, gibt es Kompositionen die Glaskugeln oder Aluminiumspäne beinhalten. Diese Zusatzmaterialien sorgen in der Polyamidmatrix nach dem Sintern für geänderte Materialeigenschaften. So können die Härte, die Abriebfestigkeit, die Gleiteigenschaften und die Temperaturleitfähigkeit und -beständigkeit beeinflusst werden. Der aufmerksame Leser wird gemerkt haben, dass der Bauraum der Maschine nach dem Sinterprozess nur zum Teil mit Bauteilen gefüllt ist, und der Rest mit nicht versintertem Pulver gefüllt ist. Beim Sintern von Metall kann dieses Pulver vollständig recycled werden. Es kann also direkt für den nächsten Bauprozess wiederverwendet werden. Nicht so beim Kunststoffsintern. Hier muss das Pulver, dass beim Bauprozess nicht versintert wurde, mit derselben Menge frischem Pulver vermischt werden, bevor es in einem nachfolgenden Bauprozess verwendet werden kann. Der Grund hierfür liegt darin, dass die hohe Temperatur im Bauraum zu einer geringfügigen Verän- Technische Daten Korngröße (Ausgangsmaterial) 56 μm Elastizitätsmodul MPa Zugfestigkeit 48 MPa Schmelztemperatur C Dichte (gesintert) 0,93 g/cm3 Shore-D Härte 75 Abbildung 10: Ein Querschnitt durch das CAD Modell der Empfängerbox. Oben Links zu erkennen: Das Filmscharnier, unten die beiden Clips, die den Blauzahnempfänger festklemmen Abbildung 11: Eine Halterung für den Empfänger zum Anschrauben ohne Box. Gut zu erkennen sind die beiden Clips Tabelle 1: Materialeigenschaften von PA2200, dem weitverbreiteten Material fürs Polyamidsintern. 63

64 Abbildung 12: CAD Modell einer Vorderachse für den Sprinter von Bruder. Die Achsschenkel sind zusammen mit der Achse (geschnitten dargestellt) in einem Arbeitsgang gesintert worden derung des Kunststoffes führt. Aufbrechen von langen Molekülketten oder neue Quervernetzungen verändern das Schmelz- und Erstarrungsverhalten, was zu schweren Problemen bei der Prozessbeherrschung führen kann. Neue Konstruktionsmöglichkeiten Für den Konstrukteur bietet das Lasersintern völlig neue Möglichkeiten und Freiheiten. Muss man bei klassischen Fertigungsverfahren, zum Beispiel dem Fräsen, die Fräsbarkeit, die Spannmöglichkeiten, Radien beim Ausfräsen von Taschen, etc. beim Konstruieren ständig im Auge behalten, fällt all dies beim Sintern weg. Schnell lernt man, die nahezu uneingeschränkten Möglichkeiten zu nutzen und entwickelt neue Fantasie beim Konstruieren. Daneben gibt es speziell beim Kunststoffsintern neue Konstruktionselemente, die man nach Bedarf in die Eigenkreationen integrieren kann. Abbildung 9 zeigt ein Bauteil Abbildung 13: Die reale Baugruppe der Vorderachse für den Bruder-Sprinter als Allradfahrzeug mit Einzelradantrieb mit zwei solcher Konstruktionselemente. Es handelt sich um eine Empfängerbox für einen Fernsteuerempfänger in Gestalt eines LKW-Batteriekastens. Der Kasten wird geschlossen gesintert. Dabei werden im CAD dünne Spalte (etwa 0,2 mm) dort freigelassen, wo Konstruktionselemente nicht verbunden werden sollen. Hier im Beispiel gibt es also einen umlaufenden Spalt zwischen Klappe und Kiste. Das Scharnier wird aus einem 0,3 mm dünnen Film gebildet, welcher Klappe und Kiste verbindet. Solche Filmscharniere sind üblich bei Kunststoffteilen und lassen sich leicht im CAD umsetzen. Der Empfänger wird nicht eingeschraubt oder geklebt. Die Platine wird links in einen Schlitz geschoben und rechts von zwei elastischen Clips in Position gehalten. Filmscharnier und Clips sind im CAD-Modell aus Abbildung 10 gut zu erkennen. Die Klappe wird über einen weiteren Clip geschlossen gehalten und die Kabel werden über die Öffnung in der Rückwand herausgeführt. Über die Klappe und die Clips kann der Empfänger komfortabel ein- und ausgebaut werden. Ein einfacher Halter zum Anschrauben mit denselben Clips für eine unkomplizierte Montage und Demontage des Empfängers ist in Abbildung 11 zu sehen. Wie bereits erwähnt, verhindert ein Spalt, dass Konstruktionselemente miteinander verbunden werden. Bei der Empfängerbox schwebt die Klappe knapp über der Kiste. Genauso kann man im CAD eine Welle koaxial in einer Bohrung schweben lassen und beide gemeinsam sintern. Sofern man das nicht versinterte Pulver aus dem Spalt entfernen kann, kann man auf die Weise mehrere bewegliche Teile in einer Baugruppe miteinander sintern und so extrem kompakte und hochintegrierte Mechanismen bauen. In Abbildung 12 sieht man ein teilgeschnittenes CAD-Modell einer Vorderachse für den Sprinter von Bruder die mittels kleiner Getriebemotoren über einen Einzelradantrieb verfügt. Das Besondere sind die Lager der Achsschenkel in der Achse. Die in Abbildung 12 geschnitten dargestellte Achse wird in einem Arbeitsgang mit den beiden Achsschenkeln als Baugruppe gesintert. Nach dem Entfernen des Pulvers aus dem ringförmigen Spalt sind die Achsschenkel in der Achse frei schwenkbar. Zusätzlich sind die Zapfen an den Achsschenkeln mit einem Bund versehen, der das Rausrutschen aus der Bohrung verhindert. So kann der kleinste Raum effizient genutzt werden. Die reale Vorderachsenbaugruppe in Abbildung 13 verfügt bereits über die Spiralfedern zur Federung der pendelnd aufgehängten Achse. Das Servo für die Lenkung sitzt in einem Sockel, der an der Achse befestigt ist und nicht an der Aufhängung. So passiert auch beim Einfedern kein ungewollter Lenkeinschlag. Die Hinterachse des Sprinters in Abbildung 14 ist ebenfalls mithilfe gesinterter Kunststoffteile mit Einzelradantrieb und Federung ausgestattet. Durch wenige Schnitte am Fahrzeugrahmen wird die Hinterachsbaugruppe in den Sprinter eingesetzt. Sintern von Metallen: Beispiel Schnellwechsler Wie einleitend bereits erwähnt, lassen sich verschiedene Materialien im additiven Produktionsverfahren zur Herstellung von soliden Bauteilen versintern. Im Bereich des selektiven Lasersinterns ist dabei neben dem Sintern von Polyamid auch das Sintern von Metall von industrieller Bedeutung. Der Bauprozess beim Metallsintern ist weitestgehend mit dem des Kunststoffsinterns identisch. Ein Unterschied im Ablauf des 64

65 Bauprozesses zum Sintern von Polyamid ist, dass der Arbeitsraum nicht bis knapp unter die Schmelztemperatur des Materials aufgeheizt wird, sondern, dass die gesamte zum Aufschmelzen benötigte Energie vom Laser eingebracht wird. Die Schutzatmosphäre sorgt dafür, dass die plötzlich aufschmelzenden Metallteilchen nicht oxidieren, bzw. verbrennen. Allerdings bestehen für den Anwender durchaus weitreichende Einschränkungen in der Anpassung der Bauteile an dieses Herstellungsverfahren. Beim Metallsintern müssen alle Bauteile an einer Grundplatte festgesintert werden und es können kaum vertikale Überhänge bzw. Hinterschneidungen realisiert werden, ohne dass diese Bereiche mit einer Stützstruktur stabilisiert werden müssen. Die Software zum Aufbereiten der Daten und zum Platzieren der Bauteile im Bauraum der Maschine bietet komfortable Lösungen, um honigwabenförmige Stützstrukturen automatisch zu erzeugen, die mit Sollbruchstellen an das Bauteil angeschlossen sind. Selbstverständlich werden die Bauteile auch nur mit einer solchen Stützstruktur an die Grundplatte angesintert. Dennoch bleiben diese Stützstrukturen nach dem Absägen des Bauteils von der Grundplatte bestehen und müssen vom Bauteil abgetrennt werden. Das kann je nach Beschaffenheit der Struktur, Baumaterial und Geometrie des Bauteils überaus mühselig sein. Erfahrene Maschinenbetreiber können durch eine geschickte Ausrichtung der Bauteile im Bauraum und clever ausgelegte Stützstrukturen diese Nachteile beim Metallsintern teilweise abschwächen. Insgesamt kann das Metallsintern als eine hervorragende Alternative zum Metallguss betrachtet werden, wenn es um kleine Stückzahlen oder Prototypen geht. Abbildung 15 zeigt das CAD-Modell des Grundkörpers eines hydraulischen Schnellwechslers für einen Modellbagger. In der großen Querbohrung befinden sich Verriegelungsbolzen, die hydraulisch betätigt werden. Die grün markierten Ölkanäle zum Betätigen der Bolzen haben einen Innendurchmesser von 1 mm und liegen innerhalb des Bauteils. Die Kanäle können beim Lasersintern direkt mit hergestellt werden, jedoch muss man sicherstellen, dass das nicht versinterte Metallpulver aus diesen Kanälen entfernt werden kann. Abbildung 16 zeigt den Grundkörper hergestellt in zwei unterschiedlichen Orientierungen. Als Material wurde Edelstahl gewählt. Gut zu erkennen ist die Stützstruktur, die sich Abbildung 14: Die Hinterachse des Allrad-Sprinters unterhalb des Bauteils und innerhalb der Querbohrungen befindet. Bei der Variante hinten im Bild befindet sich die Stützstruktur in dem Bereich, wo die Schlauchstutzen und die Zugentlastung liegen. So ist es kaum möglich, die Stützstruktur zu entfernen. Der in Abbildung 17 noch jungfräuliche Schnellwechsler funktioniert dank der einfallsreichen Konstruktion und einer gelungenen Fertigung ganz hervorragend. In Abbildung 18 ist ein Reißzahn für einen Modellbagger zu sehen, der mit austauschbarer Krone und Schneide ausgestattet ist. Beide Teile sind aus Metall gesintert worden. Die Rohteile im Vordergrund sind noch mit der Stützstruktur versehen und stehen im Bild in genau der Orientierung, wie sie in der Sintermaschine gebaut worden sind. Selbst in den Befestigungsbohrungen der Schneide ist die wabenförmige Stützstruktur vonnöten. Finishing: Lackieren, Schleifen, Kleben Die Nachbearbeitung der gesinterten Bauteile kann im Allgemeinen als unkompliziert bewertet werden. Die Metallteile sind erwartungsgemäß, wie anders hergestellte Metallteile auch, spanend bearbeitbar. Unter Umständen merkt man eine größere Härte, die dem Herstellungsprozess geschuldet ist. Bei den Kunststoffteilen aus Polyamid (Nylon) erwartet man eher Probleme, glücklicherweise jedoch zu unrecht. Üblicherweise ist der Kunststoff Polyamid nicht ganz einfach in Bezug auf Kleben und Lackieren Abbildung 15: CAD Modell des Grundkörpers eines hydraulischen Schnellwechslers für einen Modellbagger. Innen liegende Ölkanäle sind in Grün dargestellt 65

66 Abbildung 16: In zwei unterschiedlichen Orientierungen gesinterter Schnellwechslergrundkörper Abbildung 17: Der fertige Schnellwechsler mit zusätzlichen Wangen aus Edelstahl und angeschlossenen Hydraulikleitungen und die Sinterteile wirken porös, das täuscht jedoch. Legt man durch Drehen oder Fräsen das Innere der Teile frei, bekommt man eine perfekt glatte Oberfläche. Wenn es ums Lackieren geht, sollte man das jedoch nicht tun, denn die raue und leicht körnige Oberfläche bietet perfekten Halt für Kunststoff- Primer und Spritzfüller. Mit ein oder zwei Schichten Spritzfüller und dem Decklack darüber bekommt man glatte, glänzende Oberflächen, die wie lackierte Metallteile wirken. Dazu hat man durch Wahl der Menge der Grundierung die Möglichkeit die Oberfläche von Gussteilen (z.b. Ballast eines Baggers) nachzuahmen. Will man die Grundierung zwischendurch schleifen, sollte man es vermeiden, durch die Grundierung auf das Polyamid durchzuschleifen. Dabei rupft man Teilchen aus der Oberfläche und man fängt wieder von vorne an. Sollen Polyamidteile geklebt werden, muss man sich der diesbezüglich schwierigen Eigenschaften des Polyamides im Klaren sein. Spezielle Primer und der dazugehörige Kunststoffkleber sind mit Einschränkungen dennoch geeignet. Beste Klebungen bekommt man beim Verkleben der rauen und nicht geschliffenen Oberflächen mit einem passenden Sekundenkleber. Die spanende Bearbeitung inklusive Bohren und Gewindeschneiden ist ganz unkompliziert. So können beispielsweise sämtliche Bohrungen für Gewinde mit Kernlochdurchmesser mitgesintert werden und man muss nur noch das Gewinde schneiden. Die Gewindegänge von großen Gewinden (~ab M18) können sogar direkt gesintert werden. Dienstleister: Shapeways, Materialise Die in diesem Artikel gezeigten Sinterteile sind auf Maschinen der Firma EOS hergestellt worden. Die Polyamidteile sind auf einer Formiga P 100 gebaut worden und Metallteile auf einer EOSINT M 270. Während das Metallsintern zwar über Dienstleister kommerziell verfügbar ist, dürften die Kosten für den Modellbauer im Privatbereich dennoch eher unerschwinglich sein. Ganz anders sehen da die Kosten für gesinterte Teile aus Polyamid aus. Hier kann sich die Beauftragung eines Dienstleisters für den Modellbauer durchaus lohnen, schon allein für die Erfahrung und den Spaß an der Sache. An dieser Stelle sollen zwei Dienstleister exemplarisch genannt werden, die Privatpersonen einen unkomplizierten Zugang zu lasergesinterten Polyamidteilen aber auch zu anderen Rapid Prototyping Verfahren bieten. Auf den Webseiten von und von kann man nach einer Registrierung seine STL-Daten hochladen, die Preise für verschiedene Fertigungsverfahren ermitteln und gegebenenfalls die Teile direkt bestellen. Abbildung 18: Ein Anbaugerät für den Schnellwechsler: Ein Reißzahn mit austauschbarer Krone und Schneide. Im Vordergrund sieht man beide Sinterteile direkt nach dem Sinterprozess 66

67 Nur 49, Siebel D10 Aktivbox Best.-Nr.: Abmessungen L/B/H: 230 mm x 75 mm x 40 mm Super Sound Akkubetrieb Aufladbar über USB Integriertes UKW-Radio Spielt MP3-Dateien direkt vom Stick Micro-SD-Kartenslot AUX IN Bestellen Sie jetzt! Verlag für Technik und Handwerk neue Medien GmbH BESTELLSERVICE D Baden-Baden Tel.: Fax: service@vth.de Internet: Lieferumfang: Aktivbox D10 Akku B2-5c USB-Ladekabel Klinkenkabel 3,5 mm

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