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E-Book

3D-Druck für Anspruchsvolle

Mit dem Ultimaker perfekte Werkstücke erstellen

AutorChristian Rattat
Verlagdpunkt
Erscheinungsjahr2016
Seitenanzahl310 Seiten
ISBN9783864918797
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis29,90 EUR
3D-Drucker sind technisch anspruchsvoll und wartungsintensiv. Um gewünschte Ergebnisse zu erzielen, ist ein tiefgreifendes Verständnis der Eigenschaften der Druckmaterialien und der Funktionen des Gerätes unerlässlich. Ein 3D-Drucker muss zudem regelmäßig für kleinere Reparaturen - Reinigen verstopfter Düsen oder Austausch verschlissener Zahnriemen - auseinandergebaut werden. Nicht selten sind auch umfangreichere Maßnahmen notwendig, denn Schrittmotoren und Elektronik haben längst keine Standzeiten, wie man sie von gewöhnlichen Tintenstrahl- oder Laserdruckern kennt. Das Buch hilft Ihnen, die Technik eines 3D-Druckers im Detail zu verstehen, und erläutert, wie Sie damit qualitativ und mechanisch hochwertige Werkstücke mit geringer Toleranz erzeugen. Anhand des Originalbausatzes für den Ultimaker-3D-Drucker werden die Bauteile und -gruppen in allen Einzelheiten erklärt. Sie erfahren, wie Sie den Drucker mit Erweiterungen (beheizter Drucktisch, autonome Steuereinheit, geschlossener Druckraum, eigene Materialvorschubeinheit und viele selbstgedruckte Verbesserungen) für verschiedenste Materialien und beste Ergebnisse fit machen. Das erworbene Wissen können Sie ohne Weiteres auf andere hochwertige 3D-Drucker übertragen. Ausführlich besprochen werden darüber hinaus grundlegende Probleme beim Druck und wie man sie beseitigt. An praktischen Beispielen beschreibt Christian Rattat den gesamten Workflow und führt Sie schrittweise durch alle Parameter für den Druck, denn auch davor und danach gibt es viele Aufgaben, die erledigt werden müssen. Dabei kommen dem Autor seine umfangreichen Bastelerfahrungen bei der Erstellung von hochwertigen Werkstücken zugute. Mit diesem Buch gelingt es auch Einsteigern, den 3D-Druck in den Griff zu bekommen.

Christian Rattat wurde 1968 in Dinslaken geboren. Er arbeitet seit etwa 20 Jahren als Softwareentwickler und begann seine Karriere 1987 auf einem Commodore Amiga 2000. Heute arbeitet er für Großunternehmen im Microsoft- und Unix-Umfeld, hat aber auch mikrocontrollerbasierte Anwendungen gebaut und dafür Software implementiert. Sein Hobby, das Bauen und Fliegen von Multicoptern, brachte viele Berührpunkte mit Themen wie 3D-Druck und CNC-Fräsen und der Schritt zum eigenen 3D-Drucker lag nahe. Hohe Anforderungen erforderten die Perfektionierung des 3D-Drucks, um damit mechanisch beanspruchbare Teile mit guter Genauigkeit herzustellen. Mit einem aufgemotzten Ultimaker Original-3D-Drucker und vielen Stunden zur Optimierung von 3D-Drucken erzeugt er heute hochwertige Werkstücke für verschiedenste Zwecke aus PLA, ABS, HIPS, PET oder Holz- und CFK-Filamenten.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort von Ultimaker5
Ultimaker B.V.5
iGo3D GmbH5
Vorwort des Autors6
Die Webseite und weitere Informationen zum Buch7
Tab. 1 Druckobjekte aus dem Buch7
Persönliche Sicht des Autors8
Danksagungen8
Inhaltsübersicht9
Inhaltsverzeichnis11
1 Einführung17
1.1 An wen richtet sich dieses Buch?18
Worum geht es?18
Was bedeutet vernünftiges Ergebnis?18
Abb. 1–1 Beispiel für eine hochwertige Oberfläche18
Warum ein spezieller Drucker und kein allgemeines Buch?19
Abb. 1–2 Erweiterungen des Ultimaker Original (Vorderansicht) aus dem Buch19
Abb. 1–3 Erweiterungen des Ultimaker Original (Rückansicht)20
Wen interessiert es, wie ein 3D-Drucker zusammengebaut wird?20
1.2 Warum 3D-Druck?21
Additive Fertigungsverfahren21
Abb. 1–4 Mit Biss: Invisalign©-Zahnschiene aus dem 3D-Drucker22
1.3 Wie kam der 3D-Druck in die Bastelkeller?23
Abb. 1–5 Einplatinencomputer Raspberry Pi23
Abb. 1–6 Selbst gedruckte Smartphone-Ladeschale (http://www.thingiverse.com/thing:492101)25
1.4 Wie funktioniert 3D-Druck?26
Abb. 1–7 Zerlegung eines 3D-Objekts (Schriftzug) in Scheiben26
1.4.1 CAD27
Abb. 1–8 Kugel als Flächenmodell aus vielen und aus weniger Dreiecken28
Abb. 1–9 Konstruktionshilfen zur Positionierung der Kugel29
1.4.2 CAM31
Tab. 1–1 Einige CAM-Programme für den 3D-Druck32
1.4.3 G-Code32
Tab. 1–2 G-Code-Beispiel33
1.4.4 Druckvorbereitung33
1.4.5 Drucken34
1.4.6 Nachbearbeitung34
Abb. 1–10 Häufig benötigt: diamantierte Feilen zur Nachbearbeitung35
Abb. 1–11 Druckprozess von der Idee zum fertigen Werkstück36
In eigener Sache36
1.5 Welche 3D-Druckverfahren gibt es?37
1.5.1 Druck mit flüssigen Materialien37
1.5.1.1 Stereolithografie (SLA)37
Tab. 1–3 Eigenschaften des STL-Drucks38
1.5.1.2 Film Transfer Imaging (FTI)38
Tab. 1–4 Eigenschaften des FTI-Drucks38
1.5.1.3 Digital Light Processing (DLP)39
Tab. 1–5 Eigenschaften des DLP-Drucks39
1.5.1.4 Continuous Liquid Interface Production (CLIP)39
Tab. 1–6 Eigenschaften des CLIP-Drucks40
1.5.1.5 MultiJet Printing (MJP)40
Tab. 1–7 Eigenschaften des MJP-Drucks40
1.5.1.6 PolyJet Printing (PJ)41
Tab. 1–8 Eigenschaften des PJ-Drucks41
1.5.1.7 Contour Crafting (CC)41
1.5.1.8 Druck mit Pasten42
1.5.2 Druck mit festen Materialien, die verflüssigt werden42
1.5.2.1 Selektives Lasersintern (SLS)42
Tab. 1–9 Eigenschaften des SLS-Drucks43
1.5.2.2 Selektives Laserschmelzen (SLM)43
Tab. 1–10 Eigenschaften des SLM-Drucks43
1.5.2.3 Selektives Elektronenstrahlschmelzen (SEBM)44
Tab. 1–11 Eigenschaften des SEBM-Drucks44
1.5.2.4 Fused Deposition Modeling (FDM, FFF)44
Tab. 1–12 Eigenschaften des FDM-Drucks45
1.5.2.5 Laserauftragschweißen45
1.5.2.6 Anti-Gravity Object Modeling (AOM)46
1.5.3 Druck mit Druckmedien, die verklebt werden46
1.5.3.1 Laminated Object Modeling (LOM)46
Tab. 1–13 Eigenschaften des LOM-Drucks47
1.5.3.2 3D-Printing (3DP)47
Tab. 1–14 Eigenschaften des 3DP-Drucks48
Achtung: Brandgefahr!59
Gefährlich!64
PETG und T-GLASE66
Achtung!70
Achtung!70
2 FDM-3D-Druck49
2.1 Funktionsweise eines FDM-3D-Druckers50
Abb. 2–1 Typen von Schichten beim 3D-Druck51
2.2 Aufbau eines FDM-3D-Druckers52
2.2.1 Druckeinheit52
Abb. 2–2 Aufbau einer Druckeinheit (hier Ultimaker Original)52
2.2.2 Positioniereinheit54
Abb. 2–3 X/Y-Positioniereinheit zur Positionierung der Druckeinheit54
2.2.3 Materialvorschubeinheit55
Abb. 2–4 Materialvorschubeinheit55
Abb. 2–5 Schema einer Materialvorschubeinheit für Filament56
2.2.4 Steuereinheit57
Abb. 2–6 Steuerplatine des Ultimaker Original, auf der Rückseite sitzt huckepack ein Arduino.57
2.2.5 Drucktisch58
Abb. 2–7 Einfacher Drucktisch mit Spindel zur Positionierung58
2.3 Druckmaterialien für den FDM-3D-Druck60
Kennzeichnung von Filamenten60
Tab. 2–1 Übersicht über die Eigenschaften der wichtigsten Filamente60
Vorsicht!61
2.3.1 PLA (Polylactic Acid)61
Abb. 2–8 Der Laubfrosch aus PLA (0,05 mm Schichtdicke)61
Abb. 2–9 Der Laubfrosch aus PLA/PHA62
Brennbar?62
2.3.2 ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)62
Abb. 2–10 Laubfrosch aus ABS (0,1 mm Schichtdicke)63
Achtung!63
Abb. 2–11 Der Frosch aus Abbildung 2–10 nach insgesamt 15 Sekunden Acetonbad64
2.3.3 PA 6.6 (Polyamid)65
2.3.4 PET (Polyethylenterephthalat)65
Abb. 2–12 Der Frosch aus PET (0,1 mm Schichtdicke)66
2.3.5 PC (Polycarbonate)66
2.3.6 Holzfilament67
Abb. 2–13 Der Frosch aus Laywoo-3D (0,2 mm Schichtdicke)68
2.3.7 TPE (Thermoplastische Elastomere)68
2.3.8 PVA (Polyvinylalkohol)69
2.3.9 HIPS (High Impact Polystyrol)69
Abb. 2–14 Der Frosch aus HIPS (0,2 mm Schichtdicke)70
2.3.10 Wachsfilament70
2.3.11 Sonstige Filamente71
2.4 Der richtige FDM-3D-Drucker71
2.5 Auswahlkriterien72
2.6 Auswahlprozess74
Abb. 2–15 Stärken und Schwächen verschiedener Lösungen76
Dienstleister76
Abb. 2–16 Frosch mit 3DP-Druck hergestellt. Freundlicherweise zur Verfügung gestellt von 3D Fab.77
Fertigdrucker77
Bausatz78
Eigenbau78
Was tun, sprach Zeus?79
2.6.1 Ultimaker Original & Ultimaker Original Plus79
Tab. 2–2 Ultimaker Original und Ultimaker Original Plus80
2.6.2 printMATE 3D81
Tab. 2–3 printMATE 3D81
2.6.3 PRotos v3 Base-KIT und PRotos v3 Full-KIT82
Tab. 2–4 PRotos v3 Base-KIT und PRotos v3 Full-KIT83
2.6.4 Felix 3.083
Tab. 2–5 Felix 3.084
2.6.5 Entscheidungsfindung84
Richtige Motoren!93
Fest anziehen?115
Nichts einklemmen!97
Achsen nicht verbiegen!122
Richtige Verwendung der Kabelklemmen121
Achsen und Wellen nicht parallel?126
Vorsicht vor statischen Aufladungen146
3 Montage des 3D-Druckers87
Abb. 3–1 Ultimaker Original in Hunderte von Einzelteilen zerlegt88
Ruhe bewahren!88
Holzteile bearbeiten89
Abb. 3–2 Werkzeuge für die Montage89
3.1 Montage des Rahmens90
Schritt 1 – Kugellager einfügen90
Abb. 3–3 Teile für Schritt 190
Abb. 3–4 Kugellager montiert91
Schritt 2 – Endschalter91
Abb. 3–5 Benötigte Teile für Schritt 2 und montierte Schalter92
Abb. 3–6 Ausrichtung der Endschalter92
Schritt 3 – Montage der Motoren für die X- und Y-Achse92
Abb. 3–7 Teile für die Motormontage93
Abb. 3–8 Montierte Riemenscheiben94
Abb. 3–9 Befestigter Motor für die Y-Achse mit Abstandshaltern und Zahnriemen94
Abb. 3–10 Montierter Motor für die X-Achse95
Schritt 4 – Bodenplatte95
Abb. 3–11 Benötigte Teile für die Bodenplatte96
Abb. 3–12 Montage der Kupplung und fertige Bodenplatte97
Schritt 5 – Montage der Rahmenteile97
Abb. 3–13 Benötigtes Material für den Rahmen98
Abb. 3–14 Klemmverbindung zweier Platten98
Abb. 3–15 Teil 1 des Gehäuses99
Abb. 3–16 Der erste Lichtblick: das fast fertige Gehäuse100
Abb. 3–17 Stabilisierung für die Filamentaufhängung (11A) und Sperrplatten für die Wellen der Z-Achse101
Abb. 3–18 Abschluss erster Teil (links Rückwand, rechts Bodenplatte)101
3.2 Montage der X/Y-Positioniereinheit102
Abb. 3–19 Beispiel für die Reihenfolge für die hintere Welle102
Schritt 1 – Montage der Gleitblöcke103
Abb. 3–20 Bauteile für die Gleitblöcke103
Abb. 3–21 Montage des vorderen Gleitblocks104
Abb. 3–22 Vorbereitete Gleitblöcke104
Abb. 3–23 Klemmen vor und nach Anbringen der Schraube105
Abb. 3–24 Fast fertige Klemmblöcke105
Schritt 2 – Montage der Endkappen106
Abb. 3–25 Teile für Befestigung der Wellen106
Abb. 3–26 Montage der Kappen für ein Lager107
Schritt 3 – Montage der Wellen107
Abb. 3–27 Teile für die Montage der Wellen107
Abb. 3–28 Montagereihenfolge der vorderen Welle108
Abb. 3–29 Montierte hintere Welle109
Abb. 3–30 Montierte linke Welle110
Abb. 3–31 Montierte rechte Welle111
3.3 Montage der Druckeinheit112
Abb. 3–32 Das erste Teilziel: die fertige Druckeinheit112
Abb. 3–33 Teile für die Druckeinheit113
Schritt 1 – Montage des Gehäuses (1)113
Abb. 3–34 Gehäuse mit Gleitlagern114
Abb. 3–35 Verschraubtes Gehäuse mit Boden115
Schritt 2 – Montage des Extruders115
Abb. 3–36 Montage des Extruders116
Schritt 3 – Montage des Gehäuses (2)116
Abb. 3–37 Heizelement und Thermofühler116
Abb. 3–38 Durchführung der Elemente (links) und Einbau in den Extruder (rechts)117
Abb. 3–39 Durchgeführtes Lüfterkabel117
Abb. 3–40 Drei Schritte bis zum fertigen Deckel118
Abb. 3–41 Hochzeit: Gehäuse und Deckel haben sich gefunden.119
Abb. 3–42 Verschraubung von Extruder und Gehäuse und Montage des Lüfters120
Abb. 3–43 Blaue Schlauchsicherung und Anschluss des Temperaturfühlers121
Schritt 4 – Montage der Druckeinheit an die X/Y-Positioniereinheit122
Abb. 3–44 Benötigte Teile für Schritt 4122
Abb. 3–45 Befestigung einer Achse123
Abb. 3–46 Befestigte Druckeinheit124
Schritt 5 – Kalibrierung der Achsen124
Abb. 3–47 Abstandslehren zur Kalibrierung125
Abb. 3–48 Verwendung der Abstandslehre125
Abb. 3–49 Befestigung der Riemenscheibe126
Schritt 6 – Spannen der kurzen Zahnriemen127
Schritt 7 – Kalibrierung der Endschalter127
3.4 Montage der Z-Positioniereinheit mit Drucktisch128
Abb. 3–50 Der fertige Drucktisch128
Schritt 1 – Montage des Drucktisches129
Abb. 3–51 Teile für die Aufhängung129
Abb. 3–52 Zusammengesetzte Aufhängung130
Abb. 3–53 Oben: Teile für die Basis, unten: fertig montiert130
Abb. 3–54 Teile für das linke Seitenteil131
Abb. 3–55 Vorbereitete Seitenteile132
Abb. 3–56 Rechtes Seitenteil montiert133
Abb. 3–57 Träger für den Drucktisch134
Abb. 3–58 Fertiger Drucktisch135
Schritt 2 – Aufhängung des Drucktisches135
Abb. 3–59 Drei Schritte, um den Drucktisch aufzuhängen136
Abb. 3–60 Montierter Drucktisch137
3.5 Montage der Materialvorschubeinheit137
Abb. 3–61 Teile für den Materialvorschub138
Schritt 1 – Montage des Gehäuses138
Abb. 3–62 Antrieb mit Gehäuse139
Abb. 3–63 Teile für den Materialtransport139
Abb. 3–64 Einbau des Materialtransporters140
Abb. 3–65 Montiertes Gehäuse und Antrieb141
Schritt 2 – Montage des Federspanners141
Abb. 3–66 Rahmenteile der Spannvorrichtung142
Abb. 3–67 Bügel mit Federspanner einzeln und montiert142
Abb. 3–68 Fertige Materialvorschubeinheit143
Schritt 4 – Montage des Filamentrollenhalters144
Abb. 3–69 Teile für den Filamentrollenhalter144
Abb. 3–70 Materialvorschubeinheit und Filamenthalter am Drucker montiert145
3.6 Montage der Steuerelektronik145
Abb. 3–71 Erdungsarmband146
Schritt 1 – Kabel ordnen146
Abb. 3–72 Anschluss der Druckeinheit147
Abb. 3–73 Kabelführung von der Druckeinheit zum Gehäuse148
Abb. 3–74 Kabel für die Endschalter und den X- und Y-Motor149
Schritt 2 – Steuerplatine montieren150
Abb. 3–75 Steuerplatine und Montagematerial150
Abb. 3–76 Schrauben zur Befestigung der Steuerplatine151
Abb. 3–77 Montierte Steuerplatine152
Schritt 3 – Anschluss der Steuerplatine152
Abb. 3–78 Anschlüsse der Steuerplatine153
Abb. 3–79 Steuerplatine mit fast allen Kabeln154
Abb. 3–80 Geordnete Kabel155
Schritt 4 – Montage der Kühleinheit156
Abb. 3–81 Teile für die Kühleinheit156
Abb. 3–82 Montierter Lüfter156
Abb. 3–83 Vorbereitung Lüftungskanal157
Abb. 3–84 Montierte Abdeckplatte157
Abb. 3–85 Fertige Kühleinheit158
Abb. 3–86 Montierte Kühleinheit159
Abb. 3–87 Ready to print!160
CURA-Versionen165
Druck abbrechen172
4 Inbetriebnahme161
4.1 Vorbereitung des Drucktisches162
Abb. 4–1 Voreinstellung der Federspannung162
Abb. 4–2 Feinarbeit: Kalibrierung des Drucktisches163
Tipps zur Kalibrierung164
4.2 Checkliste164
4.3 Inbetriebnahme mit CURA165
Abb. 4–3 CURA im Expertenmodus166
Abb. 4–4 Voreingestellte Experteneinstellungen unter Grundlegend (links) und Fortgeschritten (rechts)167
Abb. 4–5 COM-Anschluss des Druckers168
4.4 Kalibrierung des Drucktisches mit CURA168
Abb. 4–6 Einfädeln des Filaments169
Abb. 4–7 Kalibrierter Drucktisch170
Druckgeschwindigkeiten171
Abb. 4–8 Rotation von Werkstücken in CURA172
Abb. 4–9 Kleine Änderungen, große Wirkung173
Abb. 4–10 Einstellungen für den linken Roboter in Abbildung 4–9173
Abb. 4–11 Roboter mit einer Schichtdicke von 0,2 mm links und 0,1 mm rechts174
Abb. 4–12 Umrandung als Hilfsstruktur175
Abb. 4–13 Druckeinstellungen für den Zylinder175
Abb. 4–14 Ansichten in CURA176
Abb. 4–15 So sieht CURA den Zylinder und so würde dieser auch gedruckt.176
Abb. 4–16 Black Magic und die automatische Reparatur177
4.5 Weitere Funktionen in CURA177
Abb. 4–17 Skalierungsfunktionen178
Abb. 4–18 Erweiterungen in CURA178
Abb. 4–19 Pause at height-Erweiterung179
Abb. 4–20 Tweak at Z-Erweiterung179
Herzlichen Glückwunsch!180
Achtung!188
5 Erweiterung 1: UltiController181
5.1 Montage des UltiControllers182
Abb. 5–1 Teile des UltiControllers182
Abb. 5–2 Befestigung des Display-Boards183
Abb. 5–3 Kabel zur Verbindung mit dem Drucker183
Abb. 5–4 Zusammenbau des Gehäuses184
Abb. 5–5 Anschluss des UltiControllers185
Abb. 5–6 Fertig montierter UltiController185
5.2 Bedienung des UltiControllers186
Abb. 5–7 Info-Bildschirm186
Eine Datei von der SD-Karte drucken189
Schraubenlängen203
6 Erweiterung 2: Beheizter Drucktisch191
Vorsichtsmaßnahmen192
6.1 Montage des Drucktisches192
Abb. 6–1 Benötigte Teile für den Drucktisch (ohne Glasplatte)193
Abb. 6–2 Montierte Gleitlager193
Abb. 6–3 Glasplattenhalter montiert und Kabel angeschlossen194
Achtung Brandgefahr!194
Abb. 6–4 Vorbereitung für die Befestigung der Heizplatte195
Abb. 6–5 Heizplatte und Aluminiumplatte verschraubt196
Abb. 6–6 Montierte Glasplatte197
Abb. 6–7 Montierte Messingbuchse und Kabelhalterung198
6.2 Ausbau des bestehenden Drucktisches198
Abb. 6–8 Vorbereitung für den Ausbau des Drucktisches198
Abb. 6–9 Entnahme des Drucktisches199
6.3 Einbau der Steuerplatine199
Abb. 6–10 Verwendung der Bohrschablone 1200
Abb. 6–11 Verwendung der Bohrschablone 2201
Abb. 6–12 Bauteile für die Montage der Steuerplatine201
Abb. 6–13 Befestigung der Steuerplatine und Anschluss der Kabel201
Abb. 6–14 Neuer Z-Endschalter mit längerem Hebel202
Abb. 6–15 Verbindungen zwischen den beiden Steuerplatinen202
Abb. 6–16 Übersicht über die Anschlüsse203
6.4 Einbau des neuen Drucktisches203
Montage der Abdeckung203
Abb. 6–17 Teile für die Abdeckung204
Abb. 6–18 Befestigung der Seiten- und Mittelteile205
Einbau des Drucktisches205
Abb. 6–19 Einsetzen des Drucktisches206
Abb. 6–20 Befestigte Platten206
Abb. 6–21 Einführen des Z-Motors207
Abb. 6–22 Montierte Abdeckung208
Abb. 6–23 Anschluss des Drucktisches an die Steuerplatine209
Abb. 6–24 Anschluss des neuen Z-Motors209
Abb. 6–25 Geschafft!210
Abb. 6–26 Der Ultimaker mit UltiController und beheiztem Drucktisch211
Abb. 6–27 Fetten der Spindel212
6.5 Inbetriebnahme212
Abb. 6–28 Installation des neuen 3D-Druckers mit beheiztem Drucktisch212
Abb. 6–29 Neue Einstellung für die Temperatur des Drucktisches213
Abb. 6–30 Neue Einstellung im UltiController213
Abb. 6–31 Anpassung für den neuen Schrittmotor214
Schnellkalibrierung214
7 Verbesserungen und Umbauten215
7.1 Verlegen der Motoren nach außen216
Abb. 7–1 X-Motor außenliegend217
Abb. 7–2 Umkehren der Drehrichtung des Schrittmotors (rot und blau vertauscht)217
Abb. 7–3 Y-Motor von außen montiert218
7.2 Befestigung der Materialvorschubeinheit219
Abb. 7–4 Befestigungskeil – Download: http://www.thingiverse.com/thing:25436219
Abb. 7–5 Nichts wackelt mehr, noch fällt etwas heraus.219
7.3 Feineinstellung für oberen Z-Endschalter219
Abb. 7–6 Blöcke für Z-Justierung – Download: http://www.thingiverse.com/thing:58582220
Abb. 7–7 Viel besser: Feineinstellung für den Endschalter220
7.4 Lüfterbefestigung221
Abb. 7–8 Lüfterbefestigung – Download: http://www.thingiverse.com/thing: 77107221
Abb. 7–9 So sollte der Lüfter befestigt sein.221
Abb. 7–10 Version aus ABS mit kleinen Fehlern nach defektem Treiber für den Z-Motor222
7.5 Kabelführung für den UltiController222
Abb. 7–11 Kabelführung – Download: http://www.thingiverse.com/thing:22719223
Abb. 7–12 Schluss mit herumhängenden Kabeln223
7.6 Einstellbare Endkappen223
Abb. 7–13 Endkappen – Download: http://www.thingiverse.com/thing:54075224
Abb. 7–14 So haben die Wellen kein Spiel mehr.224
7.7 Beleuchtung224
Abb. 7–15 Halterung – Download: http://www.thingiverse.com/thing:970688225
Abb. 7–16 Es werde Licht!225
7.8 Füße mit Silikondämpfung226
Abb. 7–17 Füße – Download: http://www.thingiverse.com/thing:1013009226
Abb. 7–18 Vier Füße mit Silikondämpfern226
Abb. 7–19 Montierter Fuß227
7.9 Seitenscheiben und Frontklappe227
Abb. 7–20 Fertige rechte Scheibe228
Abb. 7–21 Fertige linke Scheibe229
Abb. 7–22 Fertige Frontklappe230
Tipp: Sauberer Drucktisch235
Generelle Maßnahme bei Problemen mit Materialschrumpfung233
Testobjekte zur Kalibrierung232
Tipp!243
Lagerung von Filamenten242
Bezugsquellen248
Richtiger Umgang mit dem Werkzeug257
Praxistests265
8 FDM-3D-Druck in der Praxis231
8.1 FDM-3D-Druck ist nicht trivial232
8.1.1 Materialschrumpfung232
Abb. 8–1 Theorie (links) und Praxis (rechts)233
Abb. 8–2 Testobjekt für Maßhaltigkeit vom c’t-Magazin233
8.1.2 Materialverwerfungen233
Abb. 8–3 Materialverwerfung234
Abb. 8–4 Warping bei PLA in der Praxis234
Abb. 8–5 Zugentlastung durch Schlitze235
8.1.3 Haftung auf dem Drucktisch235
Abb. 8–6 Verschiedene Hilfsmittel sorgen für eine bessere Haftung auf dem Drucktisch.235
Abb. 8–7 Zu großer Abstand der Düse vom Drucktisch236
Abb. 8–8 Mit sorgfältig kalibriertem Drucktisch stimmt das Ergebnis wieder.237
Abb. 8–9 Fundament (links) und Rahmen (rechts) zur Verbesserung der Haftung.237
Abb. 8–10 ABS haftet auf der Glasplatte des beheizten Drucktisches (100° C) gar nicht.238
Abb. 8–11 Auf Kapton-Band haftet ABS deutlich besser, aber auch nicht immer perfekt.238
8.1.4 Unterextrusion und verstopfte Düsen239
8.1.5 Feuchtes Filament241
Abb. 8–12 250-g-Beutel mit Trockenmittel241
Abb. 8–13 Vor Staub und Feuchtigkeit gut geschützt242
8.1.6 Falsche Geometrie243
8.1.7 Nicht verbundene Schichten243
Abb. 8–14 Deutliches Zeichen für zu wenig gespannte Zahnriemen244
Abb. 8–15 Deutlich erkennbare Unterextrusion244
8.1.8 Verschobene Schichten244
8.1.9 Beulen245
Abb. 8–16 Dünne Deckschicht und zu hohe Temperatur245
8.1.10 Fäden246
Abb. 8–17 Dasselbe Objekt nur rechts mit minimal veränderten Druckeinstellungen246
8.2 Beispiele aus der Praxis247
8.2.1 Neue Materialvorschubeinheit247
8.2.1.1 Vorbereitung des Druckes249
Abb. 8–18 Ansetzen einer ABS-Lösung für die Beschichtung des Drucktisches249
Abb. 8–19 Glas mit Kapton-Band und ABS-Beschichtung250
Abb. 8–20 Hauchdünne ABS-Beschichtung250
8.2.1.2 Drucken251
Druck der Basis251
Abb. 8–21 Basis auf Drucktisch251
Abb. 8–22 Druckeinstellungen für die Basis252
Abb. 8–23 Fertige Basis253
Druck des Arms für die Spannvorrichtung253
Abb. 8–24 Arm für die Spannvor- richtung im Modell253
Abb. 8–25 Fertiger und gesäuberter Arm254
Druck der Bowdenschlauchklemme254
Abb. 8–26 Mutter und Sockel auf dem Drucktisch in CURA254
Abb. 8–27 Mutter und Sockel255
Klemmkonus für den Bowdenschlauch255
Abb. 8–28 Modell auf dem Drucktisch und fertiger Konus255
Zahnräder256
Abb. 8–29 Die beiden Zahnräder auf dem Drucktisch in CURA256
Abb. 8–30 Zahnräder für die Materialvorschub- einheit256
8.2.1.3 Anfertigung des Transportrades und des Gegenlagers257
Abb. 8–31 Die ersten sechs Nuten257
Abb. 8–32 Der fertige Schraubenkopf258
Abb. 8–33 Kugellager mit eingelassener Kerbe259
8.2.1.4 Zusammenbau259
Abb. 8–34 Schritt 1 der Montage260
Abb. 8–35 Transportrad und Gegenlager261
Abb. 8–36 Wärmeentkopplung mit Silikonschlauch262
Abb. 8–37 Motor mit Zahnrad an die Basis montiert262
Abb. 8–38 Einstellung des Abstands zwischen den Zahnrädern263
Abb. 8–39 Montage abgeschlossen: Der Filamentvorschub ist nun beim Druck einsehbar.264
8.2.2 Filamenthalter266
Abb. 8–40 Druckteile für den Filamenthalter266
8.2.2.1 Vorbereitung267
Abb. 8–41 Vorrat an ABS-Aceton-Lösung267
8.2.2.2 Drucken267
Abb. 8–42 Experteneinstellungen267
Abb. 8–43 Einstellungen für den Druck268
Druck der Basisplatte268
Abb. 8–44 Basisplatte auf dem Drucktisch in CURA269
Abb. 8–45 Fertige Basisplatte269
Zylinder270
Abb. 8–46 Zylinder auf dem Drucktisch in CURA270
Abb. 8–47 Fertiger Zylinder270
Arme und Winkel271
Abb. 8–48 Arme auf dem Drucktisch in CURA271
Abb. 8–49 Winkel auf dem Drucktisch in CURA271
Abb. 8–50 Fertige und gesäuberte Arme272
Abb. 8–51 Fertige und gesäuberte Winkel272
8.2.2.3 Zusammenbau273
Abb. 8–52 Befestigte Arme273
Abb. 8–53 Fertige Halterung274
Abb. 8–54 So hat auch das lose Laywood-Filament seine Halterung274
9 3D-Modelle275
9.1 Downloads aus dem Internet276
Tab. 9–1 Übersicht über die großen Portale mit kostenlosen Downloads276
Abb. 9–1 Ein Thing bei Thingiverse277
Abb. 9–2 Customizable: ein anpassbares Zahnrad278
9.2 3D-Scanner278
Abb. 9–3 3D-Druck aus einem 3D-Scan. Freundlicherweise zur Verfügung gestellt von 3D Fab (www.3dfab.net).279
Abb. 9–4 Artec Eva und Artec Spider: Scanner mit strukturiertem Licht. Freundlicherweise zur Verfügung gestellt von Artec 3D (http://www.artec3d.com).280
9.3 3D-CAD281
Abb. 9–5 Verschiedene Objekttypen281
Abb. 9–6 Eine Fläche und der daraus extrudierte Körper282
Abb. 9–7 Ausgeschnitten: Torus (links), ovale Zylinder (Mitte unten), Bohrung (Mitte oben) und Kugel (rechts)282
Abb. 9–8 Zylinderdurchbrüche mit Hilfskonstruktionen283
Abb. 9–9 152 Bohrungen in zwei Arbeitsschritten und 10 Sekunden284
Abb. 9–10 Das Inhaltscenter von Autodesk Inventor Professional285
Abb. 9–11 Belastungsanalyse eines Arms der Filamentspule aus Kapitel 8286
9.4 Parametrische Konstruktionen286
Abb. 9–12 Eine Sechskantschraube mit OpenSCAD erzeugt287
Abb. 9–13 OpenSCAD-3D-Modell eines Extruders287
9.5 Digitales Sculpting288
Abb. 9–14 Mit Sculptris wird aus einer Kugel ein Alien.288
Abb. 9–15 Mit MeshLab entsteht die STL-Datei.289
9.6 Ausblick290
Tab. 9–2 Häufig verwendete 3D-CAD-Programme291
A Filamente und Einstellungen293
Abb. A–1 Im Buch verwendete Filamente294
A.1 Innofil3D PLA 2,85 mm295
Tab. A–1 Innofil3D PLA295
A.2 REC PLA 2,85 mm296
Tab. A–2 REC PLA296
A.3 colorFabb Premium Soft PLA/PHA 2,85 mm297
Tab. A–3 colorFabb Premium Soft PLA/PHA297
A.4 Innofil3D InnoPET 2,85 mm298
Tab. A–4 Innofil3D InnoPET298
A.5 FormFutura Limosolve 2,85 mm299
Tab. A–5 FormFutura HIPS299
A.6 REC ABS 2,85 mm300
Tab. A–6 REC ABS300
A.7 FormFutura Laywoo-D3 Holz 2,85 mm301
Tab. A–7 FormFutura Laywoo-D3301
Glossar303
Index307
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