November 2017

Makerbot Review: Tipps FDM

Gimelli und der Makerbot 2: Review und Anwendertipps FDM

Das Angebot verschiedenster 3D-Drucker, unter anderem auch für den breiten Konsumgütermarkt, ist mittlerweile stark gewachsen und die Preise gesunken. Auch bei den mittlerweile recht günstigen Angeboten stellt sich die Frage, ob sich eine solche Investition lohnt. Denn viele Dienstleister im In- und Ausland bieten eine grosse Palette an generischen Herstellungsverfahren, faire Preise und eine schnelle Lieferung. Die Teile werden dabei auf professionellen Anlagen hergestellt, welche für die meisten KMU’s kaum rentabel wären.

Dennoch…
Teile selbst drucken zu können ist einfach eine zu grosse Verlockung und bietet eine noch höhere Flexibilität. So wurde bei der Gimelli Engineering AG unter anderem ein Makerbot 2 angeschafft. Weniger mit dem Hintergedanken der Lohnfertigung von Bauteilen, sondern viel mehr zur Ergänzung der Produktentwicklungsprozesse. Daher fiel der Entscheid auf einen relativ günstigen FDM Drucker (Fused Deposition Modeling – Schmelzschichtung).

Die Inbetriebnahme gestaltet sich sehr einfach und schnell. Mit den mitgelieferten Beispieldateien lässt sich innert Minuten ein 3D Druck starten, nachdem man die notwendigen Einstellungen vorgenommen hat. Zu den initialen Schritten gehört nebst dem Auspacken das Ausrichten der Plattform und das Einlegen des mitgelieferten Filaments. Die intuitive Menüführung erleichtert diese Arbeiten.

Die Qualität der Teile aus unserem Makerbot kann sich durchaus sehen lassen. Die Schichtstärke, das wohl wichtigste Kriterium beim FDM-Druck, kann auf 0.1mm, 0.2mm oder 0.3mm eingestellt werden. Nach unserer Erfahrung hat man mit 0.3mm die wenigsten Probleme und die Druckzeiten liegen in einem wirtschaftlichen Bereich.

Bei der 0.1mm Auflösung hatten wir nebst der langen Durchlaufzeit ab und zu Probleme mit verstopften Düsen oder unsauberen Geometrien. Ausserdem neigen manche Filamente dazu, feine Fäden am Rand der Teile zu hinterlassen. Die Qualität ist aber durchaus ansprechend.

Die mitgelieferte Software „MakerBot Desktop“ ist übersichtlich, unkompliziert und bietet sehr viele Möglichkeiten den Druck zu beeinflussen. So kann zum Beispiel das Stützmaterial entscheidend beeinflusst werden. Mit „Leaky Connections“ lässt sich der Support beispielsweise um einiges einfacher vom Teil lösen.

Das „Raft“, eine Art gedruckte Grundplatte, bietet besonders bei kleinen Teilen mit wenig Auflagefläche einen sicheren Halt. Ausserdem können die wichtigsten Parameter wie Temperatur, Geschwindigkeit, Dichte, usw. frei eingestellt werden.

Da die Komponenten des Makerbot keine Industriequalität aufweisen, ist es wichtig, den Drucker gut zu kennen und die notwendigen Wartungsarbeiten regelmässig durchzuführen,  wie z.B. Führungen ölen, Riemenspannung kontrollieren, Druckplatte justieren etc.

Beim Drucken von grossen Teilen mit damit verbundener grosser Auflagefläche haben wir festgestellt, dass durch den Materialschwund beim Abkühlen der Schichten die Teile stark verziehen (Warping). Dies bedeutet wiederum, dass sich die komplette Unterseite nach oben hin wölbt und sich die Ränder des Teils mehrere Millimeter von der Druckplatte lösen können. Es gibt beheizbare Platten welche dies verhindern sollen. Wir haben inzwischen eine spezielle, aufklebbare Matte im Einsatz, welche dieses Phänomen ebenfalls recht effektiv verhindert.

Sollen Teile zusammenpassen, empfiehlt es sich die 3D-Modelle mit genügend Spiel zu konstruieren. Bei beweglichen zylindrischen Passungen geben wir beispielsweise 0.4mm Spiel im Radius. Dies erspart mühsame Nacharbeiten. Die Teile lassen sich jedoch auch relativ angenehm nacharbeiten. Beispielsweise mit Schleifpapier oder sogar auf einer Drehbank oder mit der Fräsmaschine. Auch mit dem Lötkolben bei 160-200°C können Oberflächen geglättet oder sogar Teile verschweisst werden.

Wir haben mittlerweile viele verschiedene Filamente getestet. Zu unseren Favoriten gehört das mit 40% Holz versetzte Material. Das Material lässt sich auch um einiges besser schleifen und nachbearbeiten als das normale PLA Filament. Ganz nebenbei riecht es wunderbar nach Holz. Ein Tipp hierzu: Verwendung der 0.4mm-Düse, da speziell beim „Holzfilament“ die 0.3mm-Düse schnell verstopft. Ebenfalls sehr interessant ist das flexible „Ninja-Flex“ Filament. Damit lassen sich erstaunlich hochwertige Weichteile herstellen.

Bei den PLA Filamenten konnten wir erhebliche Unterschiede feststellen. Hierbei ist der Preis nach unseren Erfahrungen nicht entscheidend. Wir erreichen auch mit günstigen Filamenten gleiche oder sogar bessere Ergebnisse.

Die Auswahl an verschiedenen Filamenten ist überraschend vielseitig. ABS, PLA, ASA, POM, Nylon, Filamente mit Anteilen von Holz, Kupfer, Messing, Stahl oder sogar lebensmittverträgliche Materialien sind erhältlich. So werden wir demnächst ein Filament mit Kupferanteilen testen. Wir sind gespannt!

Makerbot ist Teil der ständig wachsenden DIY-Bewegung – Do-it-yourself. Findige Tüftler sind überall daran ihre Drucker aufzurüsten, zu verändern oder sie bauen sich den 3D-Drucker gleich selbst zusammen (z.B. Reprap). Dadurch hat sich im Internet eine grosse Community entwickelt. Man kann sich 3D-Modelle herunterladen, sich in Foren helfen lassen, Tutorials auf Youtube ansehen und sich sogar Anbauteile zum selbst drucken herunterladen.

Wir verwenden unseren Drucker mittlerweile auch für Kundenprojekte. Die Qualität ist vielleicht nicht zu vergleichen mit den anderen additiven Herstellungsverfahren von professionellen Anbietern – aber wenn man ein Konzept präsentiert, ist das Aussehen des Funktionsmodells im ersten Moment zweitrangig.

Unser Fazit: Es funktioniert!

Hier noch einige hilfreiche Links:
www.3d-printerstore.ch – Onlineshop mit guter Auswahl
www.thingiverse.com – grosse Sammlung von 3D-Modellen, Community, Tutorials
www.filament-test.com – Deutsche Seite mit Testberichten verschiedener Filamente