Meine Erfahrungen mit dem 3D-Druck

Eins vorab.
1. Alles was ich Ihnen hier sage gilt für meinen 3D-Drucker, dem Geeetech A10, einem FDM Drucker.
2. Es gibt unterschiedliche Filamente. Ich spreche hier ausschließlich von PLA- Filamenten. Die von mir verwendeten Filamente sind von den Firmen Verbatim und m4print, einem deutschen Hersteller.
Haben Sie einen anderen 3D-Drucker und/oder verwenden Sie andere Filamente, so kann das Gesagte für Sie unzutreffend sein. Ja, selbst wenn Sie das gleiche benutzen, können bei Ihnen völlig andere Ergebnisse herauskommen. Ich kann halt nur von den bei mir verwendeten Komponenten und meinen Erfahrungen damit, sprechen.
3. Ich setze voraus das Ihnen die Grundbegriffe des 3D-Druckens geläufig sind. Sollte das nicht der Fall sein und jeder fängt ja mal an, dann schauen Sie doch erst einmal die Tutorials von Wolfgang auf YouTube an:
https://www.youtube.com/watch?v=dYspUTf-V14
https://www.youtube.com/watch?v=-dG4WifXmPY
https://www.youtube.com/watch?v=jxkhHcdIJFc
die ich für Einsteiger, und nicht nur für diese, für ganz ausgezeichnet halte.

3D-Druck ist eine relativ junge Technologie. Zwar gibt es diese Fertigungstechnik für die Industrie schon seit vielen Jahren. Zu bezahlbaren Preisen für den Hobbyanwender, gibt es Geräte aber erst seit kurzem.

O.K. Was ist wichtig um zu einem erfolgreichen 3D-Druck zu gelangen.

Da ist zunächst einmal die Sauberkeit zu nennen. Halten Sie Ihren 3D-Drucker möglichst staubfrei. Entfernen Sie Staub und Filamentreste vor jedem Druck von dem Druckbett. Halten sie vor allem das Druckbett frei von jedweder Art von Fett. Ihre Hände sind stets mit einer dünnen Fettschicht überzogen. Vermeiden Sie es daher möglichst das Druckbett mit den Händen zu berühren. Leider lässt sich das nicht immer vermeiden. Es kann also nötig werden das Druckbett gelegentlich mit einem fett lösenden Mittel zu reinigen. Welches Sie dazu am besten verwenden, lässt sich leider nicht allgemeingültig sagen. Oftmals sind die Druckbetten vom Hersteller mit einer speziellen Beschichtung versehen, die die Haftung des Filaments auf dem Druckbett verbessern. Die wollen Sie natürlich nicht abwischen. Generell sollten Sie mit sanften Mitteln (z.B. Wasser) anfangen und nur wenn das nicht fruchtet zu stärkeren Mitteln greifen.
Auch der Rahmen des Druckers und die Kabel sollten sauber gehalten werden, damit möglichst kein Staub auf das Druckbett rieselt. Besonders die Laufflächen der Achsen und die darauf laufenden Rollen sollten Sie sauber halten.
Bei meinem Drucker decke ich das Hotend, nach Beenden der Arbeit, mit einem Stück Pappe ab, damit möglichst wenig Staub in das Hotend eindringt.
Den Extruder blase ich gelegentlich mit „Druckluft“ aus der Sprühdose aus. (Vorsicht, das Zeug ist keine Luft, sondern enthält ein feuergefährliches Aerosol. Also nur bei kaltem Drucker verwenden, keine offenen Flamme und nicht Rauchen!!!) Dabei führe ich das Röhrchen der Sprühdose von der Seite ein in der normalerweise der Silikonschlauch den Extruder mit dem Hotend verbindet. Den Schlauch habe ich vorher von dem Extruder gelöst. In den möchte ich den Staub natürlich nicht in den Schlauch blasen. Der würde sonst seinen Weg unweigerlich in das Hotend und in die Düse finden und diese mit der Zeit verstopfen.

Druckbett
Als Druckbett verwende ich die Geeetech Superplate, die ich aber nicht auf dem Heizbett festklebe, sonder mit sogenannten Folderback- Klammern auf der Heizplattform befestige. Vorne und hinten lasse ich die die Betätigungen der Klammern nach außen vorstehen, rechts und links klappe ich die unteren nach innen und die oberen entferne ich, damit sie nicht an dem Rahmen des Druckers stoßen. Diese Art der Befestigung hat den Vorteil, dass das Druckbett austauschbar bleibt; was dann nützlich ist wenn Sie zum Beispiel eine Glasplatte mit mit einer Beschichtung mit Pritt- Stift oder anderen Haftgründen verwenden wollen oder die Superplate mal ersetzt werden muss. Haftgründe auf der Superplate zu verwenden empfiehlt sich nicht, weil die Superplate mit einer Mikroperforation versehen ist, die insbesondere die Haftung von ABS begünstigt. In diese Poren setzt sich das Haftmittel fest und ist nicht oder doch nur sehr schwer zu entfernen. Der Nachteil der Folderback- Klammern ist, dass Sie damit die verfügbare Fläche des Bauraums auf 200 x 200 mm reduziert.

Druckbett leveln
Grundvoraussetzung für einen erfolgreichen Druck ist ein korrekt eingestellter Abstand zwischen Druckbett und Düse. Er sollte 0,1 mm betragen. Diesen Vorgang nennt man Leveln. Auch wenn Ihr Drucker dazu eingerichtet ist das Druckbett automatisch zu leveln, müssen Sie diesen Vorgang einmalig von Hand ausführen. Wichtig zu wissen: Sowohl das Hotend, als auch das Druckbett müssen dabei auf Betriebstemperatur aufgeheizt sein, weil sich das Metall der Düse und das Druckbett bei Erwärmung unterschiedlich ausdehnen und bei Abkühlung wieder zusammenziehen. Das heißt, wenn Sie Ihr Druckbett im kalten Zustand leveln, stimmt der Abstand später beim Druck nicht mehr.
Ebenfalls wichtig: Aus der Düse darf während des levelns kein Filament austreten. Entferne Sie das Filament aus dem Drucker und wischen Sie die heiße Düse (Vorsicht!!) mit einem Papierküchentuch so lange ab bis kein Filament mehr austritt.
Dann kann es los gehen. Zuerst drehen Sie die vier Handräder einige Umdrehungen nach links (von oben gesehen) um ein wenig Abstand zwischen Druckbett und Düse zu schaffen. Nicht das Ihnen beim leveln die Düse Ihr Druckbett verschrammt. (Wenn Sie das Druckbett bereits gelevelt haben und nur die Abstände überprüfen wollen, brauchen Sie das natürlich nicht machen.) Ihr Drucker hat unter dem Menüpunkt Prepare den Punkt Level corner. Ehe Sie den anwählen heizen sie also den Drucker mit dem Punkt Preheat PLA auf und wählen dann den Menüpunkt Auto Home und dann den Punkt Level corner. Wie bereits gesagt: alles unter dem Menüpunkt Prepare. Der Druckkopf fährt dann in die Linke Ecke und wird abgesenkt. Stellen Sie nun das Handrad unter dem Druckbett, in der linken Ecke so ein, das ein Blatt Schreibmaschinenpapier sich gerade darunter herziehen lässt. Das Blatt darf wirklich nur gerade eben an der Düse des Druckkopfs entlang schaben. Eine leise Drehung des Handrads nach links von oben gesehen) muss das Schaben beenden. Dann den gleichen Betrag wieder zurück bis das leichte Schaben wieder einsetzt. Dann wählen Sie den Menüpunkt Next corner und verfahren genauso mit der nächsten Ecke. Eben so mit den restlichen zwei Ecken. Jetzt beginnen Sie wieder mit der ersten Ecke. Wundern Sie sich nicht, wenn die letzte Einstellung jetzt nicht mehr stimmt. Mit jeder Veränderung des Abstands an einer Ecke verändern sie automatisch auch die Einstellungen an den anderen Ecken, weil dabei das Druckbett ja etwas kippt. Das ganze leveln ist also eine Annäherung, die Sie so lange wiederholen bis das Ergebnis zufriedenstellend ist.

Filamente
Die Filamente kaufe ich, wie schon eingangs erwähnt, von Markenherstellern. Die kosten zwar mehr als die Produkte aus Fernost, sind aber in der Kontinuität der Qualität wesentlich besser als die Billigprodukte made in China. Das heißt nicht, dass Sie in China keine guten Produkte zu günstigen Preisen bekommen können. Ich habe, als ich mit dem 3D-Druck anfing, meine Filamente von Geeetech gekauft, der Annahme folgend, das Drucker und Filament vom gleichen Hersteller besonders gut zusammenpassen würden. Das stimmte auch das erste Mal, dann aber nicht wieder. Die Qualität schwankte deutlich. Und die Einstellungen der erforderlichen Druckparameter war jedes mal anders. Ich zahle lieber für ein Filament 10,-€ mehr und habe dafür eine gleichbleibend gute Qualität. Verpacken Sie das Filament nach jedem Gebrauch wieder luftdicht, damit sich kein Staub darauf ablagert, der dann seinen Weg in Düse findet und diese mit der Zeit verstopft. Vergessen Sie auch nicht das Tütchen mit der SILICAGEL in den Beutel mit dem Filament zu geben, damit das Filament keine Feuchtigkeit zieht. (PLA ist hygroskopisch). Das Filament kommt zwar luftdicht verschweißt vom Hersteller, Der Beutel muss aber aufgeschnitten werden und ist dann natürlich nicht wieder verschließbar. Verwenden Sie nach dem Öffnen der Verpackung einen Gefrierbeutel. Der ist wieder verschließbar. In den Beutel der Größe 6 von Toppits passt eine 1kg Filament-rolle.

Fehler beim Druck
Es gibt eine Menge möglicher Fehler, die beim Drucken auftreten können. Die Foren im Internet geben dazu Hilfe. Ich berichte hier nur von den Problemen, die bei mir auftraten.

Warpen
Eine ärgerliche Begleiterscheinung beim Drucken ist das sogenannte Warpen. Darunter versteht man den Umstand dass sich Ihr Druckobjekt an einer Ecke vom Druckbett löst und nach oben wölbt. Ist Ihr Filament heiß, so dehnt es sich aus. Erkaltet es, so zieht es sich wieder zusammen und übt eine nicht unerhebliche Zugkraft aus. Dem muss die Haftung des Objektes auf dem Druckbett widerstehen. Tut es das nicht dann wird die Zugkraft des erkaltenden Filament zu groß und zieht das bereits gedruckte Filament von dem Druckbett. Das tut es meist an einer der Ecken des Objektes. Ins besondere dann, wenn beim Start des Drucks zu viel und bereits erkaltetes Filament auf das Druckbett gelangt und dort im ersten Moment nicht haftet. Es bildet sich dann ein kleiner Knubbel, der nicht fest auf dem Druckbett sitzt. Sie können fast sicher sein dass das Objekt genau an dieser Stelle warpen wird. Im Extremfall kann das dazu führen dass das ganze Druckobjekt vom Druckbett geworfen wird. Manche Filament neigen stark zum warpen, andere weniger. Kleine Objekte warpen seltener, als große. Ebenso neigen längliche Objekte eher dazu als Quadratische oder Kreisförmige.
Es kann sein dass Ihre Objekte niemals warpen werden. Dann dürfen Sie sich glücklich schätzen. Was können Sie jedoch tun wenn Ihr Druck Sie mit Warpen plagt. Häufige Ursache ist ein schlecht geleveltes Druckbett. Also leveln Sie das Druckbett. Ein verschmutztes Druckbett kann eine weitere Ursache sein. Vor allem wenn sich noch Filamentreste auf dem Druckbett befinden. In die gleiche Kategorie fällt Fett, das sich auf dem Druckbett befindet. Reinigen Sie das Druckbett.
Liegt die Ursache in der Geometrie des Druckobjektes begründet, so können Sie Ihren Slicer so einstellen, dass eine Schicht um das eigentliche Druckobjekt herum gedruckt wird, die sich später relativ leicht entfernen lässt. Mann nennt diese Haftungsart Brim. Eine weitere Haftungsart nennt sich Raft. Bei dieser Haftungsart wird eine Fläche unter das zu druckende Objekt gedruckt. Dies ist hilfreich wenn Sie Figuren oder ähnliches drucken. Drucken Sie technische Dinge, können Sie diese Haftungsart nicht brauchen. Konstruiere ich technische Objekte selbst, setze ich an warp gefährdeten Ecken kleine Kreise von 10 bis 20mm Durchmesser mit einer Layerschicht. Diese „Ohren“ verhindern oft das warpen. Nach dem Druck kann man sie leicht entfernen. Wenn gar nichts hilft kann man eine Schicht Pritt- Stift, verdünnten Leim oder Haarspray auf das Druckbett kleben. Das sollte man aber nur machen wenn man keine Superplate oder ein beschichtetes Druckbett hat. Es gibt auch käufliche Haftmittel z.B. Magigoo, mit dem ich gute Erfahrungen gemacht habe.

Bohrungen
Enthält Ihre Konstruktion Bohrungen auf den ersten Layer, kann es sein dass diese nicht auf dem Druckbett haften, von der Düse mitgenommen werden und dann irgendwo im Objekt liegenbleiben. Mit Vorliebe an den Ecken des Objekts. Da sie dann bereits erkaltet sind werden sie zur einer Warp- Quelle. Jedenfalls ist das bei meinem Drucker der Fall. Auch mit den unterschiedlichsten Einstellung habe ich dieses Problem bislang nicht meistern können. Daher drucke ich die Bohrungen jetzt erst ab dem zweiten Layer. Nach dem Druck durchstoße ich den ersten Layer und arbeite die Ränder nach.

Etwas zur Druckgeschwindigkeit
Die Hersteller von 3D Druckern werben oft mit hohen Druckgeschwindigkeiten, die die Drucker auch tatsächlich erreichen. Der Benutzer bemerkt jedoch schnell dass er mit diesen Geschwindigkeiten keine guten Ausdrucke bekommt. Die Hersteller von Filamenten geben da schon realistischere Werte an. Nach meiner Erfahrung kommt man mit einer Druckgeschwindigkeit von 40 mm/s gut zurecht. Den ersten Layer drucke ich sogar mit der Hälfte, also mit 20mm/s. Der Druck dauert dann zwar länger aber die Ergebnisse können sich sehen lassen. Dies gilt insbesondere für technische Konstruktionen. Viele Druckprobleme (z.B. Warpen) tauchen damit erst gar nicht auf. Außerdem verringert eine geringe Geschwindigkeit den Verschleiß des Druckers.

Zu guter Letzt
Warum habe ich mich nun für den Geeetech entschieden? Die Frage ist ganz einfach zu beantworten. Aus Preisgründen. Ich bin mir natürlich darüber im Klaren, das es qualitativ bessere Drucker gibt, die dann natürlich auch deutlich teurer sind. Der Geeetech ist, um es einmal böse zu sagen, ein Basteldrucker. Ungeachtet dessen lassen sich mit dem Geeetech erstaunlich gute Ergebnisse erzielen. Viel Experimentieren und Einstellen vorausgesetzt. Es lassen sich damit nicht nur Accessoires drucken, sondern auch technische Objekte in befriedigender Qualität herstellen. Zu Letzterem nutze ich den Drucker vornehmlich. Falls Sie einige dieser Ergebnisse gerne sehen möchten, folgen Sie diesem Link:

https://www.thingiverse.com/search?q=lischeck&page=1&type=things&sort=relevant