3D Druck Anfänger – Was muss man wissen?

Du möchtest mit dem 3D Druck anfangen? Hast dich aber noch nicht wirklich darüber informiert, wie das geht? Du bist dir auch noch nicht sicher, worauf du achten musst und was die Unterschiede zwischen den verschiedenen 3D Drucker Arten und den druckbaren Materialien sind? Ich versuche dir in diesem Blogpost die Grundzüge zu erklären, die du unbedingt wissen musst und die für dich absolut wichtig sind, wenn du mit dem 3D Druck beginnen willst.

Für den 3D Druck brauchst du einen 3D Drucker – Nur welchen?

Das mag banal klingen. Aber möchte man mit dem 3D Druck beginnen, muss man sich tatsächlich als erste einmal Gedanken über den Drucker machen. Denn es gibt unterschiedliche 3D-Druckerarten, die jeweils andere Materialien verarbeiten und deswegen auch grundlegend unterschiedlich funktionieren. Allein schon aus diesem Grund unterscheiden die verschiedenen 3D Drucker sich auch in ihrem Einsatzzweck. So haben sich für den Hausgebrauch zwei Arten 3D Drucker durchgesetzt. Zum einen der sogenannte FDM Drucker und der Resin Drucker. Beide Arten gibt es mittlerweile von verschiedenen Herstellern recht günstig zu kaufen.

Der FDM Drucker

FDM steht hier für Fused Deposition Modelling und bedeutet im Grunde nichts anderes, dass der FDM Drucker schmelzbares Material schichtweise aufträgt und so ein Modell formt. Das Prinzip ist dabei ähnlich, wie bei einer Heißklebepistole. Material wird heiß gemacht und so geschmolzen und dann durch eine Düse gedrückt.

FDM 3D Drucker sind vor allem im 3D Druck-Heimbereich weit verbreitet. Was vor allem daran liegt, dass die Geräte mittlerweile sehr günstig sind und grundsätzlich sehr unkompliziert zu handhaben sein können. Außerdem hat sich hier eine große und durchaus hilfsbereite Community gebildet. Das hat dann natürlich den Vorteil, dass zu fast jedem Problem, welches auftreten könnte, irgendjemand schon die ein oder andere Lösung im Netz hinterlassen hat. Gleiches gilt für diverse Tuning Tipps.

Der Resin Drucker

Vollkommen anders funktioniert der Resin Drucker. Bei diesem wird flüssiges Kunstharz (Resin) Schichtweise mit UV Licht ausgehärtet. Die entsprechenden Drucker sind zwar auch sehr günstig zu bekommen. Allerdings benötigt man deutlich mehr Zubehör als bei einem FDM Drucker. Das liegt vor allem auch daran, dass die Ausdrucke nach dem Herstellungsprozess noch mit Isopropanol gewaschen und noch mal abschließend mit UV Licht gehärtet werden müssen.

Hinzu kommt, dass das Resin nicht gerade ungiftig ist und sowohl Haut als auch Atemwege stark reizen kann. Man arbeitet also mit Handschuhen, Schutzbrille und einer Atemmaske. Insgesamt sollte man hier sehr sorgsam arbeiten, sonst kann das wirklich gesundheitliche Folgen haben. Dementsprechend ist ein Resin Drucker auch nichts für Kinder.

Wozu braucht man einen Resin Drucker und wozu einen FDM Drucker

Die Unterschiede der beiden 3D Druckerarten liegen nicht allein in der Technik und dem verwendeten Material, sondern vor allem anderen auch im Ergebnis bzw Verwendungszweck.

So lassen sich mit einem FDM Drucker, da es hier vergleichsweise günstige Geräte, mit einem großen Bauvolumen gibt, sehr gut große, funktionale Dinge drucken. Wohingegen Resin Drucker mit großem Bauvolumen recht teuer sind. Dafür kann man mit einem Resin Drucker wirklich extrem detailreiche Dinge drucken.

Hier mal der Unterschied im Detailreichtum auf einem Bild:

Die Unterschiede sind deutlich zu erkennen. Beide Druckerarten haben ihre Daseinsberechtigung, da man sie zu durchaus unterschiedlichen Zwecken verwenden kann.

Und noch einen Unterschied gibt es: Das Material. Und das ist besonders beim FDM Drucker ein wichtiger Punkt.

Das 3D Druckmaterial

Beim Resin Drucker liegt das Augenmerk nicht so stark auf dem Material. Hier kommt UV aktives Resin (Kunstharz) zum Einsatz. Von Bedeutung ist hier eigentlich nur die gewünschte Farbe und Transparenz und ob es waterwashable ist oder nicht. Das heisst, ob man Isopropanol zum Reinigen des Druckes benötigt oder ob das Resin auch mit Wasser zu reinigen ist.

Deutlich interessanter wird die Materialauswahl beim FDM Drucker. Hier gibt es einfach mehr verwendbares und unterschiedliches Material. Die Unterschiede liegen hier im Härtegrad, der Flexibilität und bei welchen Temperaturen gedruckt wird. Deswegen hier mal ein kurzer Überblick über die gängigen Materialien die im 3D Drucker Heimbereich Verwendung finden:

PLA

PLA steht für Polylactide. PLA ist das im 3D Druck Bereich wohl am weitest verbreitete Filament (so nennt man das Material allgemein für den FDM Drucker). PLA lässt sich besonders einfach verarbeiten und stört auch nicht, im Gegensatz zu ABS, durch einen unangenehmen Geruch.

Ein Vorteil ist, dass PLA bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen gedruckt werden kann. Auch ein beheiztes Druckbett ist zwar von Vorteil, aber nicht unbedingt notwendig. Allerdings ist PLA nicht sonderlich temperaturstabil. Das heißt, sollte man mal ein mit PLA gedrucktes Teil im Sommer im Auto liegen lassen, bleibt am Ende davon nicht viel übrig.

Mechanisch hat PLA durchaus gute Eigenschaften. Hierzu zählt eine hohe Oberflächenhärte, Steifigkeit und ein hohe Zugfestigkeit. Allerdings ist PLA nur mäßig schlagfest.

PETG

PETG (Polyethylenterephthalat plus Glykol) ist ähnlich einsteigerfreundlich, wie PLA. Die Temperaturen bei denen es verarbeitet werden muss, sind zwar etwas höher. Allerdings lässt es sich noch immer problemlos drucken. Dafür bekommt man zudem eine höherer Schlagfestigkeit als bei PLA und PETG ist witterungsbeständig. Das heißt, eine hübsche Gartendeko ist damit machbar.

ABS

ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) kennt man. Noppensteine (wie das berühmte LEGO) sind aus diesem Material gegossen. ABS zeichnet sich durch eine hohe erreichbare Steifigkeit, Zähigkeit, Festigkeit und durch hohe Kratz- und Schlagfestigkeit aus. Ein kleiner Nachteil ist allerdings die nur mäßige witterungsbeständigkeit.

Allerdings neigt ABS beim 3D Druck zum sogenannten Warping. Das heisst, es kann passieren, dass es sich aufgrund seiner thermischen Eigenschaften beim Druck verzieht, was zu sehr unschönen Ergbnissen führt. Ohne beheiztes Druckbett ist ein Druck nicht möglich. Auch ein abgeschlossener (beheizter) Druckraum ist mehr als nur von Vorteil. Gedruckt werden sollte zudem in einem gut belüftetem Zimmer. Denn die Gerüche, die beim Druck entstehen, sind nicht nur unangenehm, sondern auch nicht gesund.

TPE

TPE nennt man flexibles Filament. Oder anders ausgedrückt: thermoplastisches Elastomere. Das bedeutet, man kann es drücken, ziehen, quetschen und es kehrt danach in seine ursprüngliche Form zurück. Fast wie Gummi also. Das ergibt natürlich durchaus interessante Anwendungsmöglichkeiten.

Allerdings ist flexibles Filament durchaus auch etwas schwerer zu drucken. Es neigt auch dazu, die Düse des 3D Druckers zu verstopfen. Es gilt zudem, dass je flexibler das Material ist, desto schwieriger wird der Druck und desto langsamer muss man auch drucken. Es ist also eher etwas für erfahrenere 3D Drucker Nutzer.

Andere Materialien

Es gibt natürlich noch eine Reihe andere Materialien. Zum Beispiel Filament mit Holz oder Carbon. Diese sind aber erstens vergleichsweise teuer und erfordern mitunter auch kleine Veränderungen am 3D Drucker und sind somit für Anfänger eher nicht geeignet.

Die Software

Um mit dem Druck überhaupt loslegen zu können, benötigt man noch entsprechende Software. Den sogenannten Slicer. Hier muss man die bereits vorhandenen 3D Modelle für den 3D Druck vorbereiten. Das ist weniger kompliziert, als es auf den ersten Blick aussieht.

Weit verbreitet mit jeweils großer Community sind bei den FDM Druckern der Ultimaker Cura Slicer und bei den Resin Drucker Druckern ist es Chitubox. Natürlich gibt es hier auch noch andere Softwarelösungen. Und ja, für die unterschiedlichen 3D Druckerarten braucht man tatsächlich auch unterschiedliche Software.

Die 3D Modelle

Die ganze Hard- und Software nützt natürlich nichts, wenn man keine 3D Modelle hat, die man durch den 3D Drucker jagen könnte. Hier gibt es jetzt zwei Möglichkeiten:

• Man erstellt seine 3D Modelle selbst. Hierzu kann man dann eine CAD Software nutzen, wie Fusion 360 oder eine der vielen kostenlosen Lösungen. Oder man nutzt zum Beispiel Blender, welches sich durchaus auch eignet. Das eigene Erstellen von 3D Modellen setzt natürlich voraus, dass man über ein gewisses Know How in Hinblick auf die verwendete Software besitzt
• Die zweite und sehr viel einfachere Lösung, gerade für Anfänger, ist dass man einfach auf bereits vorhandene Modelle setzt. So findet man zum Beispiel auf https://www.thingiverse.com/ oder auf https://www.myminifactory.com/ (meine beiden Lieblingsverzeichnisse) eine enorme Menge unterschiedlichster und zum Teil richtig cooler 3D Modelle.

Kurzes Fazit

Ja, das Thema 3D Druck ist komplex. Und ja, in viele Dinge muss man sich tatsächlich auch ein Stück weit hineinarbeiten. Aber es ist auch tatsächlich auch so, dass viele Dinge auch auf den ersten Blick nur kompliziert aussehen. Auf den zweiten Blick, ist es dann schon nicht mehr so dramatisch. Letztendlich ist und bleibt der 3D Druck auf alle Fälle ein faszinierendes und teilweise sogar sehr praktisches Hobby.