3D Druck für Anfänger: Der Leitfaden für Newcomer
Vielleicht hast du schon viel über 3D Druck gehört, aber wo und wie beginnt man als Neueinsteiger?
Keine Sorge, dieser Artikel wird dich Schritt für Schritt durch die faszinierende Welt des 3D Drucks führen.
Der 3D Druck hat in den letzten Jahren enorm an Popularität gewonnen, weil man damit Dinge erschaffen kann, die zuvor nur in unserer Vorstellung existierten. Angefangen bei Spielzeug über Schmuck bis hin zu Prototypen - mit einem 3D Drucker kannst du nahezu alles herstellen.
In diesem Artikel werden wir uns mit den Grundlagen des 3D Drucks beschäftigen, die verschiedenen Arten von 3D Druckern erkunden und einige hilfreiche Tipps für den Einstieg geben.
Egal, ob du ein Technikenthusiast, ein Hobbybastler oder ein Unternehmer bist, dieser Leitfaden wird dir helfen, das nötige Wissen über 3D-Drucken zu erlangen und deine ersten Schritte in dieser faszinierenden Welt zu machen. Also schnall dich an und lass uns gemeinsam in die Welt des 3D Drucks stürzen!
1.Einführung in den 3D Druck
Der 3D Druck (auch als additive Fertigung bezeichnet) ermöglicht es, dreidimensionale Objekte Schicht für Schicht aufzubauen. Im Gegensatz zu traditionellen Fertigungsmethoden wie Fräsen oder Gießen, bei denen Material entfernt oder geformt wird, fügt der 3D Druck Material hinzu, um ein Objekt zu erstellen.
Dieser Prozess basiert auf digitalen Modellen, die in speziellen Softwareprogrammen erstellt werden. Diese Modelle werden anschließend in den 3D Drucker geladen, der diese vorgegebene Aufgabe ausführt und das Objekt Schicht für Schicht aufbaut.
Der 3D Druck hat sowohl in der Industrie als auch im privaten Bereich viele Anwendungsbereiche. In der Industrie wird er zur Herstellung von Prototypen, Ersatzteilen und maßgeschneiderten Produkten verwendet. Im privaten Bereich kann man mit einem 3D Drucker seine eigenen Spielzeuge, Dekorationsgegenstände oder sogar funktionale Objekte herstellen.
2.Wie funktioniert der 3D Druck?
Der 3D-Druckprozess besteht aus mehreren Schritten. Zunächst wird ein digitales 3D-Modell des gewünschten Objekts erstellt. Dieses Modell kann entweder selbst konstruiert oder aus schon einer vorhandenen 3D-Datei importiert werden. Anschließend wird das Modell in eine spezielle Software übertragen, die das Objekt in Schichten aufteilt und Anweisungen für den 3D Drucker generiert.
Der eigentliche 3D-Druckprozess startet, sobald das Material in den 3D Drucker geladen wird. Es gibt verschiedene Arten von Materialien, die für den 3D Druck verwendet werden können, darunter Kunststoffe, Metalle, Keramiken und sogar Lebensmittel. Um die Schichten des Objekts nach und nach aufzubauen, wird das Material erhitzt oder verfestigt. Der 3D Drucker bewegt sich dabei präzise nach den Anweisungen der Software und fügt das Material Schicht für Schicht hinzu, solange bis das Objekt komplett ist.
Hier findest du mehr Informationen rund um die Prozesskette der additiven Fertigung.
3.Vorteile des 3D Drucks
Der 3D Druck bietet eine Vielzahl von Vorteilen, die ihn zu einer attraktiven Fertigungsmethode machen. Sein größter Vorteil ist die ausgesprochen hohe Designfreiheit. Durch den Schichtaufbau können komplexe Geometrien und organische Formen problemlos umgesetzt werden. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Produktentwicklung und ermöglicht die Realisierung von optimierten und individualisierten Designs.
Ein weiterer Vorteil des 3D Drucks ist die Einsparung von Zeit und Kosten bei der Herstellung von Prototypen. Mit dem 3D Druck können mehrere Variationen eines Designs schnell und kostengünstig gleichzeitig produziert werden. Bei der Optimierung des Bauteils spart man so Zeit und Geld.
Im Vergleich zu traditionellen Fertigungsmethoden, bei denen spezielle Werkzeuge oder Formen hergestellt werden müssen, ist der 3D Druck deutlich schneller und effizienter.
Durch das gezielte Hinzufügen von Material können auch leichtgewichtige Konstruktionen entstehen, die dennoch stark und stabil sind. Dies ist besonders in der Luft- und Raumfahrtindustrie vorteilhaft, wobei so auch eine enorme Menge an Material gespart werden kann.
Hier findest du 10 gute Gründe für einen eigenen 3D-Drucker.
4. Beliebte Anwendungen des 3D Drucks
Der 3D Druck findet in verschiedenen Branchen und Bereichen Anwendung. Eine der bekanntesten Nutzungen des 3D Drucks ist das Prototyping. Unternehmen nutzen den 3D-Druck zur schnellen und kostengünstigen Herstellung von Prototypen, um die Eigenschaften zu testen, bevor die Erzeugnisse in die Massenproduktion gehen.
In der Medizin hat der 3D Druck ebenfalls groß an Bedeutung gewonnen.
Ärzte nutzen den 3D Druck zur maßgeschneiderten Herstellung von Implantaten und Prothesen, die perfekt auf die individuellen Bedürfnisse der Patienten zugeschnitten sind. Darüber hinaus wird der 3D Druck in der medizinischen Forschung eingesetzt, um Gewebe und Organe zu drucken, die für Transplantationen verwendet werden können.
Die Firma Kriwat GmbH stellt personalisierte Schuheinlagen mittels 3D Druck für ihre Patieten her. Den Artikel findest du hier.
Lais Kriwat mit 3d-gedruckten Schuheinlagen
Die Automobilindustrie verwendet die additive Fertigung vor allem für die Prototypenentwicklung, die Herstellung von Werkzeugen und die Produktion von maßgeschneiderten Bauteilen. Durch den Einsatz von additiver Fertigung können Automobilhersteller die Entwicklungszeit verkürzen und die Produktionskosten senken.
Bildquelle: https://www.press.bmwgroup.com/deutschland/article/detail/T0322259DE/industrialisierung-von-3d-druck-schreitet-bei-der-bmw-group-voran?language=de
Auch in der Architektur und im Bauwesen gibt es für den 3D Druck die verschiedensten Anwendungsbereiche.
Architekten nutzen den 3D Druck, um Modelle ihrer Gebäude zu erstellen und deren Design zu visualisieren. Im Bauwesen werden mittels 3D Druck sogar vollständige Gebäude gedruckt, was zu schnelleren und kostengünstigeren Bauprozessen führt.
Sogar in der Lebensmittelindustrie findet die additive Fertigung Anwendung, beispielsweise bei der Herstellung von Schokoladenkreationen oder der Gestaltung von Speisen mit 3D-gedruckten Formen.
Die Einsatzmöglichkeiten der additiven Fertigung sind nahezu grenzenlos.
5. Die Wahl des richtigen 3D Druckers für Newcomer
Die Auswahl des optimalen 3D Druckers kann eine Herausforderung sein, da es viele verschiedene Modelle auf dem Markt gibt. Es gibt jedoch einige wichtige Faktoren, die du bei der Auswahl eines 3D Druckers berücksichtigen solltest.
Budget: Setze dir ein realistisches Budget für deinen ersten 3D Drucker. Es gibt Modelle für jeden Geldbeutel. Bedenke aber, dass günstige Drucker möglicherweise nicht die gleiche Druckqualität und Zuverlässigkeit bieten wie preisintensivere Modelle.
Druckqualität: Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Druckqualität. 3D Drucker besitzen unterschiedliche Druckauflösungen und Genauigkeiten. Dies solltest du beim Kauf berücksichtigen und klaren Vorstellungen haben, wofür du den 3D Drucker einsetzen möchtest.
Materialien: Neben der Druckqualität musst du über die notwendigen Materialien nachdenken. Möchtest du einen Filament- oder Kunstharzdrucker?
Während manche 3D Drucker eine breite Palette von Materialien verarbeiten können, sind andere nur für bestimmte Materialien geeignet. Stelle sicher, dass der ausgewählte Drucker die Materialien unterstützt, die du verwenden möchtest.
Support und Community: Gerade in der Anfangszeit gibt es viel Unbekanntes und Neues zu erlernen. Ich empfehle deshalb, mit einem Hersteller zu arbeiten, der auch einen guten Support und auch eine aktive Community bietet. So kannst du viel lernen und dich mit Gleichgesinnten austauschen.
Du möchtest mehr zum Thema 3D Drucker kaufen erfahren? Dann schau dir doch mal diese Seite an: 3D Drucker kaufen – Darauf solltest du beim Kauf achten!
6. Unverzichtbare Materialien und Hilfsmittel für den 3D Druck
Um mit dem 3D Druck loszulegen, benötigst du neben dem 3D Drucker auch einige weitere Materialien und Werkzeuge. Die genauen Anforderungen können je nach Druckermodell und Druckverfahren variieren. Wie bei jeder anderen Technologie auch, muss der 3D Drucker sorgfältig eingerichtet und laufend gewartet werden. Nur so können dauerhaft gute Ergebnisse erzielt werden.
Mit Hilfe von Zusatzgeräten und vielen Zubehörteilen können die Drucke verbessert, Zeit gespart und das Frustrationslevel deutlich gesenkt werden. Glücklicherweise gibt es dafür eine große Auswahl an Zubehör sowie verschiedene Zusatzgeräte wie Filamenttrockner, qualitativ hochwertige Düsen, etc.
Weiteres 3D Druck-Zubehör findest du hier.
Hakenklinge
Mit der Hakenklinge kannst du Kanten und Bohrungen sauber entgraten. Durch die Form der Klinge ist es mit diesem Werkzeug leichter, einen sauberen und durchgängigen Schnitt durchzuführen als mit einem Messer.
Messerset/Skalpell
Die vielleicht simpelsten Werkzeuge, die ich beim 3D Druck benutzte, sind Messer. Diese müssen scharf sein, damit man gut durch den Kunststoff schneiden kann. Eine kleine Auswahl von verschiedenen Formen der Messer kann sehr hilfreich sein, um alle Stellen gut zu erreichen.
Feilenset
Um das Ergebnis deiner 3D Drucke so gut wie möglich zu gestalten, kann ich dir auch ein Diamant Feilen Set empfehlen. Damit kannst du kleine Unebenheiten, Spuren oder optische Unstimmigkeiten legalisieren.
Digitaler Messschieber
Hiermit kannst du die Modelle auf Hundertstel genau vermessen. Auch das Messen der Filamentstranges ist wichtig, um die richtige Einstellung in der Drucksoftware zu wählen. Die korrekte Handhabung mit dem Messgerät hat hohe Priorität, da andererseits abgelesene Werte verfälscht dargestellt werden können.
3D Druck für Einsteiger - Einstieg mit System!
Diese faszinierende Technologie wird dich begeistern und du wirst feststellen, dass der 3D Druck viel einfacher ist, als oft angenommen wird.
Egal, ob du neu in diesem Bereich bist oder bereits Erfahrung gesammelt hast, ich werde dir den 3D Druck auf eine ausführliche, aber dennoch spannende und praktische Weise näherbringen.
Vorkenntnisse sind nicht erforderlich. Wir werden die einzelnen Bereiche der 3D-Druck-Prozesskette Schritt für Schritt behandeln und gemeinsam durchgehen.
7. Vorbereitung deines 3D-Modells für den 3D Druck
Vor dem Start des Druckes müssen deine 3D-Daten vorbereitet werden. Folgende Schritte solltest du dabei beachten:
Modellierung oder Import:
Erstelle ein 3D-Modell mit Hilfe einer 3D-Modellierungssoftware oder importiere ein vorhandenes Modell.
Slicing:
Verwende eine Slicing-Software, um das 3D-Modell in Schichten aufzuteilen und die Befehle für den 3D Drucker (G-Code) zu generieren.
Druckeinstellungen:
Passe die Druckeinstellungen in der Slicing-Software an, um die gewünschte Schichthöhe, Fülldichte, Auflösung, Geschwindigkeit, etc. festzulegen.
Exportieren:
Schicke nun den G-Code an deinen 3D Drucker.
Es gibt drei verschiedene Möglichkeiten an ein 3D-Modell zu gelangen. In dem Beitrag Vom 3D-Modell zum 3D-gedruckten Bauteil findest du hierzu mehr Informationen.
8. Einrichten und Kalibrieren des 3D Druckers
Die nächsten Arbeitsschritte vor dem Druck sind die richtige Einrichtung und Kalibrierung deines 3D Druckers. Diese Schritte können je nach Drucker und Druckverfahren unterschiedlich ausfallen. Wir konzentrieren und fokussieren uns speziell auf das FDM-Druckverfahren. Bevor du beginnst, achte auf einen stabilen und festen Untergrund deines 3D Druckers.
Diese wichtigen Schritte musst du beim Einrichten und Kalibrieren unbedingt beachten.
Filament einfädeln:
Führe das Filament durch den Extruder ein und achte darauf, dass es gleichmäßig und ohne Verwicklungen eingezogen wird.
Extruder und Düse vorheizen: Heize den Extruder und die Düse auf die empfohlene Temperatur für das verwendete Filament vor.
Druckbett nivellieren:
Führe eine Druckbett-Nivellierung durch. So stellst du sicher, dass der Abstand zwischen Düse und Druckbett im kompletten Druckbereich identisch ist. Viele 3D Drucker machen dies mittlerweile automatisch.
9. Drucken deines ersten 3D-Objekts
Nachdem du deinen 3D Drucker erfolgreich eingerichtet und kalibriert hast, bist du bereit, dein erstes 3D-Objekt zu drucken. Dabei solltest du die folgenden grundlegenden Schritte befolgen:
1. Datei auswählen:
Wähle die gewünschte 3D-Datei aus der Bibliothek deines 3D Druckers aus oder importiere sie von deinem Computer auf den Drucker.
2. Druck starten:
Starte den Druckvorgang und überwache anfangs in regelmäßigen Abschnitten den Fortschritt des Druckes.
3. Objekt entfernen:
Sobald der Druck abgeschlossen ist, entferne das gedruckte Objekt vorsichtig von der Druckplatte. Anschließend verwende das oben erwähnte 3D Druck-Zubehör, um eventuelle Überhänge oder Stützstrukturen zu entfernen.
10. Fehlerbehebung bei häufigen Problemen im 3D Druck
Während des 3D Drucks können immer wieder Probleme auftreten. Besonders in der Anfangszeit stehen wir oftmals vor Herausforderungen, die uns an die Grenze der nervlichen Belastung bringen können.
Diese kurze Übersicht häufiger Probleme und möglicher Lösungen soll dir helfen, bei Druckfehlern nicht gleich aufzugeben:
Gespaltene Schichten
Gespaltene Schichten können jederzeit und unerwartet auftreten. Die dabei entstehenden Risse treten besonders bei großen Werkstücken auf. Die vom Heizbett ausgestrahlte Wärme reicht nicht bis in die oberen Regionen. Das geschmolzene Filament aus der Düse kühlt daher zu schnell ab und schlecht verbundenen Schichten sind die Folge. Das gedruckte Objekt wird dadurch meist unbrauchbar.
Lösungsmöglichkeiten:
- Drucktemperatur erhöhen
- Lüftergeschwindigkeit reduzieren
- Layerhöhe verkleinern
- Druckgeschwindigkeit reduzieren
- Kurzeitige Unterextrusion vermeiden
- Bewegungsgeschwindigkeit der Z-Achse reduzieren
- Schritteinstellung des Z-Motors überprüfen
- Z-Achse reinigen und Schmieren
Tropfen an den Außenflächen
Tropfen an der Außenhülle werden oftmals durch eine überhöhte Extrusionsmenge verursacht. Während des Drucks kann es vorkommen, dass der 3D-Drucker den Materialfluss stoppt, zu einer anderen Position fährt und dann den Materialfluss wieder fortsetzt. An dieser Stelle kann der Fehler auftreten. Dieses eher optische Problem kann mit einfachen Einstellungsänderungen behoben werden. Beobachte den Druck, um heraus zu finden, ob der Tropfen am Anfang oder Ende der Kontur entsteht.
Lösungsmöglichkeiten:
- Drucktemperatur reduzieren
- Flussrate verringern
- Filamentdurchmesser prüfen
- Linienbreite reduzieren
- Rückzugweg erweitern
- Rückzugsgeschwindigkeit erhöhen
- Coasting einschalten
- Druckgeschwindigkeit reduzieren
Fäden
Dieses Problem tritt meistens dann auf, wenn die Düse von "Insel" zu "Insel" fahren muss. Da die Materialvorschubeinheit für einen regelmäßigen Materialfluss sorgt, muss bei den Freiflächen der Fluss des Materials kurzzeitig gestoppt werden.
Es wird dadurch für einen kurzen Moment zurückgezogen, um die gewünschten Punkte und Flächen frei von Material zu halten. Wenn die Parameter nicht richtig aufeinander abgestimmt sind, kann es passieren, das Material aus der Düse nachläuft und so die Fäden entstehen.
Lösungsmöglichkeiten:
- Drucktemperatur verringern
- Rückzugsweg erweitern
- Rückzugsgeschwindigkeit erhöhen
- Lüftergeschwindigkeit erhöhen
- Flussrate reduzieren
- Linienbreite reduzieren
- Bewegungsgeschwindigkeit erhöhen
- Teile einzeln drucken
11. Weiterentwicklung deiner 3D Druck Fähigkeiten mit neuen eigenen Projekten
Du hast nun die Grundlagen des 3D Drucks erarbeitet und deinen ersten Druck erfolgreich abgeschlossen. Jetzt ist es an der Zeit, deine 3D-Druckfähigkeiten zu erweitern und neue Projekte anzugehen. Hier sind einige Ideen, mit denen du deine Kreativität im 3D Druck voll entfalten kannst:
1. Designe deine eigenen Modelle:
Nutze eine 3D-Modellierungssoftware, um deine eigenen einzigartigen 3D-Modelle zu entwerfen und anschließend zu drucken.
2. Experimentiere mit verschiedenen Materialien:
Probiere einfach verschiedene Materialarten aus. Um unterschiedliche Effekte und Texturen zu erzielen, nutze zum Beispiel Holz-, Metall- oder auch flexible Filamente.
3. Lerne von der Community:
Tritt Online-Foren, sozialen Medien oder lokalen 3D Druck Communities bei. So kannst du dich mit anderen 3D Druck Enthusiasten auszutauschen und gemeinsam an Challenges teilnehmen.
Fazit
Ich hoffe, dieser kleine Leitfaden hat dir geholfen, in die faszinierende Welt des 3D Drucks einzutauchen. Du hast sicher bemerkt, mit einem 3D Drucker kann man unheimlich kreativ sein und viele verschiedene Dinge herstellen und verwirklichen.
Würdest du gerne noch tiefer in die Welt des 3D Drucks eintauchen?
Du brauchst aber dafür noch etwas Hilfe und eine systematische Anleitung?
Da habe ich genau das Richtige für dich.
In meinem E-Book „3D-Druck für Anfänger – Einstieg mit System!“ begleite ich dich Schritt für Schritt vom Modell bis zum fertigen Druck.
Du findest dort alle notwendigen Informationen, die du benötigst, um einen 3D Druck zu starten und erfolgreich auszuführen.
Schau einfach mal rein.