Ob für persönliche, berufliche oder pädagogische Zwecke, 3D-Drucker sind erschwinglicher denn je. Sehen Sie sich an, was Sie über die Technologie wissen müssen, um mit dem Drucken zu beginnen, sowie über das leistungsstärkste Modell in unseren offiziellen Tests.

Wenn Sie in einem Markt tätig sind, ist es wichtig, die Unterschiede zwischen 3D-Druckern zu verstehen, damit Sie das richtige Modell auswählen können. Sie sind in einer Vielzahl von Stilen erhältlich und können für ein bestimmtes Publikum oder eine bestimmte Druckart optimiert werden. Bereit für ein Abenteuer? Dies ist, was Sie berücksichtigen müssen.

Was möchten Sie drucken?

Eine grundlegendere Frage zu den Inhalten, die Sie drucken möchten: Warum in 3D drucken? Interessieren Sie sich für bedrucktes Spielzeug und/oder Haushaltsartikel? Ein Trendleader, der Ihren Freunden gerne die neuesten Gadgets zeigt? Pädagogen, die 3D-Drucker in Klassenzimmern, Bibliotheken oder Gemeindezentren installieren möchten? Bastler oder Heimwerker, die gerne neue Projekte und Technologien ausprobieren? Designer, Ingenieure oder Architekten, die Prototypen oder Modelle für neue Produkte, Teile oder Strukturen erstellen müssen? Künstler, die das kreative Potenzial der Herstellung von 3D-Objekten erkunden möchten? Oder ein Hersteller, der Kunststoffprodukte in kürzerer Zeit bedrucken möchte?

Der beste 3D-Drucker hängt davon ab, wie Sie ihn verwenden möchten. Verbraucher und Schulen benötigen ein Modell, das einfach einzurichten und zu verwenden ist, nicht viel Wartung erfordert und eine ziemlich gute Druckqualität hat. Bastler und Künstler benötigen möglicherweise spezielle Funktionen, z. B. die Möglichkeit, Objekte in mehr als einer Farbe zu drucken oder mehrere Filamenttypen zu verwenden. Designer und andere Fachleute benötigen eine hervorragende Druckqualität. Fabriken mit kurzfristiger Fertigung benötigen eine größere Grundfläche, um mehrere Objekte gleichzeitig zu drucken. Einzelpersonen oder Unternehmen, die ihren Freunden oder Kunden das Wunder des 3D-Drucks zeigen möchten, benötigen eine schöne und zuverlässige Maschine.

In diesem Handbuch konzentrieren wir uns auf 3D-Drucker, die weniger als 4,000 US-Dollar kosten. Diese Produkte richten sich an Verbraucher, Bastler, Schulen, Produktdesigner und andere Fachleute wie Ingenieure und Architekten. Drucker haben eingebaute 3D-Objekte in einer kontinuierlichen Schicht aus geschmolzenem Kunststoff, einer Technologie namens FFF (Fuse Manufacturing). Der Begriff ist Stratasys, Inc. Trademark, wird aber auch allgemein als Fused Deposition Modeling (FDM) bezeichnet. (Obwohl es sich nicht ausschließlich um 3D-Drucker handelt, enthalten wir auch 3D-Stifte, bei denen die "Tinte" geschmolzener Kunststoff ist, die der Benutzer in dieser Übersicht verwenden kann, sie wird von Hand oder mithilfe einer Schablone ersetzt.) Einige 3D-Drucker verwenden Stereolicht Gravurtechnologie (dies ist die erste 3D-Drucktechnologie, die entwickelt wurde), bei der ultraviolette (UV) Laser Muster auf lichtempfindliches flüssiges Harz zeichnen,

Welche Objektgröße möchten Sie drucken?

Stellen Sie die Größe (in drei Größen) des größten Objekts im Bereich sicher, das mit einem bestimmten Drucker gedruckt werden kann (zumindest theoretisch, wenn die Bauplattform beispielsweise nicht vollständig horizontal ist, kann sie kleiner sein). Die Baufläche eines typischen 3D-Druckers beträgt 6 bis 9 Zoll im Quadrat, aber die Seiten können von wenigen Zoll bis zu mehr als 2 Fuß reichen und sind tatsächlich quadratisch. In unserem Test haben wir die vergrößerte Fläche, Höhe, Breite und Tiefe (HWD) in Zoll angegeben.

Welches Material möchten Sie für den Druck verwenden?

Die meisten der teuersten 3D-Drucker verwenden die FFF-Technologie, um die auf der Spule verfügbaren Kunststofffilamente zu schmelzen und zu extrudieren und dann zu einem Objekt zu verfestigen. Stattdessen sind die beiden gängigsten Filamenttypen Nitril-Butadien-Styrol (per ABS) und Polymilchsäure (PLA). Jeder hat leicht unterschiedliche Attribute. ABS zum Beispiel schmilzt bei einer höheren Temperatur als PLA und kann sanft eliminiert werden, aber es gibt beim Schmelzen Rauch ab. Viele Benutzer fühlen sich unwohl, daher wird ein beheiztes Druckbett benötigt. PLA-Druck sieht glatt aus, neigt aber dazu, spröde zu sein.

Andere Materialien, die beim FFF-Druck verwendet werden, sind unter anderem hochschlagfestes Polystyrol (HIPS), Holz-, Bronze- und Kupferverbundfilamente, ultraviolettes Licht emittierende Filamente, Nylon, Tritan-Polyester, Polyvinylalkohol (PVA), Polymer Tertiäres Ethylen Diester (PETT), Polycarbonat, leitfähiges PLA und ABS, thermoplastisches plastifiziertes Copolymer-Elastomer (PCTPE) und PC-ABS. Verschiedene Materialien haben unterschiedliche Schmelzpunkte, daher ist die Verwendung dieser exotischen Filamente auf dafür ausgelegte Drucker oder Drucker mit Software beschränkt, mit der Benutzer die Temperatur des Extruders steuern können.

Das Filament hat zwei Durchmesser (1.85 mm und 3 mm) und die meisten Modelle verwenden ein Filament mit kleinerem Durchmesser. Filament wird normalerweise in 1-kg-Spulen (2.2 lb) verkauft, und das Minimum für ABS und PLA beträgt 20 bis 50 US-Dollar pro kg. Obwohl viele 3D-Drucker Universalspulen akzeptieren, verwenden die 3D-Drucker einiger Unternehmen proprietäre Spulen oder Tintenpatronen. Stellen Sie sicher, dass der Durchmesser des Filaments für Ihren Drucker geeignet ist und die Spule die richtige Größe hat. In vielen Fällen können Sie Spulenhalter kaufen oder herstellen (oder sogar 3D drucken), die auf verschiedene Spulengrößen passen. (Weitere Informationen zu Filamenten für den 3D-Druck finden Sie in unserem Filament-Specifier.)

Stereolithografiedrucker können unter Druck drucken, Filamente vermeiden und lichtempfindliches (ultraviolett-härtbares) Flüssigharz (in Flaschen verkauft) verwenden. Es stehen nur begrenzte Alternativen zur Verfügung: hauptsächlich transparent, weiß, grau, schwarz oder gold. Es kann mühsam sein, flüssiges Harz und dotierten Alkohol zu verwenden, die im Endbearbeitungsverfahren der Stereolithographie verwendet werden.

Welche Auflösung benötigen Sie?

In einem 3D-Drucker entspricht die Datei der codierten Anweisung des zu druckenden Objekts und erstreckt sich über eine kontinuierliche dünne Schicht geschmolzenen Kunststoffs. Beim 3D-Druck entspricht die Auflösung der Schichthöhe. Die Auflösung ist in Mikrometern angegeben und der Mikrometer beträgt 0.001 mm. Je kleiner der Wert, desto höher die Auflösung. Dies liegt daran, dass je dünner jede Schicht ist, desto mehr Schichten werden benötigt, um ein bestimmtes Objekt zu drucken, und desto feiner können die Details erfasst werden. Beachten Sie jedoch, dass das Erhöhen der Auflösung ein wenig mit der Erhöhung der Megapixelzahl in einer Digitalkamera vergleichbar ist: obwohl höhere Auflösungen normalerweise helfen und somit keine gute Druckqualität garantieren.

Fast alle heute verkauften 3D-Drucker können mit einer Auflösung von 200 Mikrometern drucken (dies sollte hochauflösende Drucke erzeugen) oder noch besser, und viele Drucker können mit einer Auflösung von 100 Mikrometern drucken, die normalerweise in den Größen Print erhältlich sind. Einige Drucker können immer noch mit hohen Auflösungen unter 20 Mikrometer drucken, aber Sie müssen möglicherweise die voreingestellte Auflösung überschreiten und benutzerdefinierte Einstellungen eingeben, um Auflösungen unter 100 Mikrometer zu aktivieren.

Eine höhere Auflösung hat ihren Preis, denn für Drucker mit einer Auflösung von mehr als 100 Mikrometer zahlt man in der Regel einen höheren Preis. Ein weiterer Nachteil der Erhöhung der Auflösung besteht darin, dass die Druckzeit verlängert werden kann. Eine Halbierung der Auflösung verdoppelt ungefähr die Zeit, die zum Drucken eines bestimmten Objekts erforderlich ist. Aber für Profis, die ihre Druckobjekte verkleinern müssen, kann sich der Mehraufwand lohnen.

Der Bereich 3D-Druck für Verbraucher und Bastler steckt noch in den Kinderschuhen. Die Technologie entwickelt sich schnell weiter, wodurch diese Produkte immer praktikabler und erschwinglicher werden. Wir sind gespannt, welche Verbesserungen die nächsten Jahre bringen werden.

Möchten Sie mehrfarbig drucken?

Einige 3D-Drucker mit mehreren Extrudern können Objekte in zwei oder mehr Farben drucken. Die meisten von ihnen sind Dual-Extruder-Modelle, und jeder Extruder wird mit Filamenten unterschiedlicher Farbe gespeist. Eine Einschränkung besteht darin, dass sie nur farbige Objekte aus Dateien drucken können, die für den Mehrfarbendruck ausgelegt sind. Für jede Farbe gibt es separate Dateien, sodass Bereiche unterschiedlicher Farbe wie ein (Puzzle-)Puzzle gruppiert werden können.

Auf welcher Oberfläche soll gebaut werden?

Für Neulinge im 3D-Druck ist die Beschaffenheit der Bauplattform (der Oberfläche, auf der gedruckt werden soll) möglicherweise nicht offensichtlich, aber in der Praxis von entscheidender Bedeutung. Eine gute Plattform ermöglicht es, das Objekt beim Drucken darauf auszurichten, sollte sich aber nach dem Drucken leicht entfernen lassen. Die häufigste Konfiguration ist eine beheizte Glasplattform, die mit blauem Malerband oder einer ähnlichen Oberfläche bedeckt ist. Die Gegenstände haften gut auf dem Klebeband und können nach Fertigstellung leicht entfernt werden. Die beheizte Plattform kann verhindern, dass die untere Ecke des Objekts nach oben kippt, was insbesondere beim Drucken mit ABS ein häufiges Problem ist.

Auf einigen Bauplattformen können Sie Kleber (vom Klebestift) auf die Oberfläche auftragen, damit das Objekt an etwas haftet. Dies ist möglich, sofern sich das Objekt nach dem Drucken leicht entfernen lässt. (In einigen Fällen müssen Sie sowohl die Plattform als auch das Objekt in warmes Wasser tauchen, um das Objekt zu lösen.)

Die Perforationen einiger 3D-Drucker haben winzige Löcher, die während des Druckvorgangs mit Thermoplast gefüllt werden. Das Problem bei diesem Verfahren besteht darin, dass das Objekt zwar während des Druckvorgangs fest fixiert werden kann, sich das Objekt jedoch später nicht so leicht lösen lässt. Die Verwendung von Reißnägeln oder Ahle, um gehärtete Kunststoffstopfen aus den Perforationen zu drücken, um Gegenstände freizugeben und/oder die Platine zu reinigen, ist ein zeitaufwendiger Vorgang und kann die Platine beschädigen.

Wenn die Bauplattform geneigt ist, kann das Drucken, insbesondere das Drucken größerer Objekte, verhindert werden. Die meisten 3D-Drucker bieten Anweisungen zum Nivellieren der Bauplattform oder bieten eine Kalibrierungsroutine, bei der der Extruder zu verschiedenen Punkten auf der Plattform bewegt wird, um sicherzustellen, dass sich diese Punkte alle auf der gleichen Höhe befinden. Eine kleine, aber wachsende Anzahl von 3D-Druckern passt das Niveau der Bauplattform automatisch an.

Bei vielen Druckern ist es außerdem wichtig, den Extruder beim Starten eines Druckauftrags auf die richtige Höhe über der Bauplattform einzustellen. Eine solche "Z-Achsen-Kalibrierung" wird normalerweise manuell durchgeführt, indem die Höhe des Extruders abgesenkt wird, bis die Bauplattform so nahe ist, dass sich ein zwischen Extruder und Plattform gelegtes Blatt Papier mit geringem Widerstand horizontal bewegen kann. Einige Drucker führen diese Kalibrierung automatisch durch.

Benötigen Sie einen geschlossenen Rahmen?

Geschlossene 3D-Drucker haben eine geschlossene Struktur mit Türen, Wänden und Abdeckungen oder Hauben. Das offene Modell ermöglicht eine einfache Anzeige laufender Druckaufträge und einen einfachen Zugang zu Druckbett und Extruder. Das geschlossene Modell ist sicherer und verhindert, dass Kinder und Haustiere (und Erwachsene) versehentlich mit dem heißen Extruder in Kontakt kommen. Darüber hinaus bedeutet dies auch einen leiseren Betrieb, reduziert Lüftergeräusche und mögliche Gerüche, insbesondere beim Drucken mit ABS, das den Geruch von verbranntem Kunststoff verströmt.

Wie möchten Sie den Drucker anschließen?

Bei den meisten 3D-Druckern können Sie über eine USB-Verbindung von einem Computer aus drucken. Einige Drucker fügen ihren eigenen internen Speicher hinzu, was von Vorteil ist, da sie den Druckauftrag im Speicher behalten und weiterdrucken können, auch wenn das USB-Kabel abgezogen oder der Computer ausgeschaltet ist. Einige bieten drahtlose Verbindungen, entweder über 802.11 Wi-Fi oder direkte Peer-to-Peer-Verbindungen. Der Nachteil der drahtlosen Technologie besteht darin, dass die Übertragung von 3D-gedruckten Dateien bis zu 10 MB groß sein kann. Eine andere Verbindungsmethode, die wir gesehen haben, ist Ethernet.

Link zu diesem Artikel: Wie wählt man einen 3D-Drucker aus?

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