Briefe, Fotos oder die Steuererklärung – Schreiben aller Art kamen bislang aus Druckern. Alles schön flach auf Papier, also in 2-D. Aber jetzt können Drucker auch 3-D: Wie von Geisterhand erstellen diese Geräte Spielzeug, Handyhüllen oder Weihnachtsdeko aus Kunststoff.
Sie erhitzen das sogenannte Filament, eine Düse im beweglichen Druckkopf bringt das flüssige Material in dünnen Schichten in die gewünschte Form. Bislang waren 3-D-Drucker exotische Geräte für Tüftler, doch jetzt drängen immer mehr Hersteller auf den Markt.
Damit ist die Zeit reif für den ersten Vergleichstest von 3-D-Druckern. Die Tester haben zehn Modelle zwischen 599 und 2299 Euro getestet – und dabei nicht nur erfreuliche Überraschungen erlebt.
Bausatz oder komplett?
Der 3-D-Drucker-Markt ist noch jung, hier tummeln sich viele, bislang kaum bekannte Anbieter. Bei einigen Modellen muss der Kunde vor dem Kauf entscheiden, ob er einen fertigen Drucker oder ein Gerät als Bausatz möchte.
Da der Zusammenbau aus Hunderten Einzelteilen sehr kompliziert ist, wurden nur fertige Drucker getestet. Auspacken, einschalten und loslegen – so die Vorstellung der Tester.
Allerdings zerplatzten bei einigen Testkandidaten schnell solche Wunschträume: Beim Weistek etwa war die mitgelieferte Software fehlerhaft, beim German Rep-Rap die Filament-Bestückung fummelig und der da Vinci brauchte entgegen der Herstellerangabe eine aufwendige Kalibrierung.
Woher kommen die Vorlagen?
Wer mit einem 3-D-Drucker arbeiten will, benötigt dreidimensionale Vorlagen. Die lassen sich per Software oder mit einem 3-D-Scanner erstellen – oder aus dem Internet laden. Zum 3-D-Drucker gelangen die Daten der Objekte ganz einfach per USB-Verbindung. Treiber und eine passende Software liefern alle Hersteller mit oder stellen sie als Download bereit.
Da viele 3-D-Drucker aber einen Höllenlärm veranstalten, bieten sechs Modelle eine zweite Variante: Wer die Druckdatei auf einer SD-Karte speichert, startet den Ausdruck ohne PC – und lässt den Drucker etwa im Keller oder in der Garage rattern.
Das Modell von Makerbot empfängt die Daten auch drahtlos per WLAN. Dabei muss aber – wie bei den Geräten ohne Kartenleser – der PC während des gesamten Druckvorgangs eingeschaltet bleiben. Das verursacht zusätzliche Stromkosten, denn der Druck dauert je nach Größe und Qualität der Objekte zwischen einigen Minuten und 40 Stunden.
Digitale 3-D-Objekte – Wo bekomme ich die her?
– Software: Im Netz finden sich Dutzende Programme, mit denen sich Objekte wie Rennwagen oder Figuren, etwa Nintendos Spieleheld Super Mario, erstellen lassen. Das Beste: Viele davon sind gratis. Allerdings erfordert selbst das recht einfach zu bedienende SketchUp von Google viel räumliches Verständnis des Nutzers. Wer fein detaillierte und komplexe Objekte wie Zahnräder erstellen will, braucht viel Geduld – oder teure Software wie AutoCad.
– 3-D-Scanner: Egal ob Schrauben oder Figuren – die Digitalisierung per 3-D-Scanner ist viel einfacher als das mühsame Zeichnen der Objekte mit einer Software. 3-D-Scanner wie der Makerbot Digitizer haben dazu einen motorisierten Drehteller. Zwei Kameras erfassen das darauf befindliche Objekt und übertragen die Daten zum PC, wo eine Software die Druckdaten berechnet. Allerdings sind 3-D-Scanner mit Preisen zwischen 400 und 1500 Euro teuer und bislang noch sehr ungenau.
– Datenbanken: Hunderte Datenbanken stellen im Internet fertiggestaltete Objekte zum Download bereit – so wie die Seite Grabcad (www.grabcad.com). Darunter befinden sich viele mehr oder weniger nützliche Dinge wie Modellautos oder Spielfiguren, viele davon gratis. Wer nach konkreten Bauteilen mit exakten Maßen sucht, findet auch das. Allerdings gibt’s solche Dateien nicht für lau, sie kosten von wenigen Cent bis zu mehreren Hundert Euro.
Das richtige Filament
Vor dem Druck wählt der Nutzer das passende Filament – bei immerhin sieben der zehn Testkandidaten muss er nicht den vom Hersteller vorgeschriebenen Kunststoff verwenden. Das Filament darf nicht spröde sein, als sehr geschmeidig erwies sich Innofil.
Das im Test verwendete German RepRap riss dagegen während des Drucks, die Ausdrucke waren futsch. Natürlich muss der Drucker das Filament auch sinnvoll nutzen. Der Fabbster verarbeitet statt einem Kilogramm Filament auf einer Rolle nur 25 Zentimeter lange Stäbchen. Die muss der Kunde zuvor mühsam in eine Kassette fummeln, und zwar in die vorgegebene Richtung.
Die Stäbchen zieht sich der Drucker dann aus der Kassette, zwei Haken verbinden das Filament. Das klappte im Testlauf aber nicht zuverlässig, immer wieder brach die Filament-Schlange.
Nicht zu schnell und nicht zu dick!
Wer zum Beispiel das eigene Konterfei in 3-D drucken will, braucht neben dem richtigen Filament genug Zeit. Der Test zeigte: Hochwertige 3-D-Drucke detailreicher Objekte liefern die Geräte nur mit geringem Drucktempo.
Aber auch die Höhe der Druckbahnen bestimmt die Qualität. So lassen sich mit einer Schichtstärke von 0,05 Millimetern Figuren sehr detailliert darstellen – inklusive feiner Narben und angedeuteter Frisur. Mit 0,20 Millimeter Schichtstärke gab’s weit weniger Details.
Temperaturfrage
Neben der Schichtstärke bestimmt auch die Konsistenz des Filaments die Qualität der Objekte. Die Heizung am Druckkopf, der sogenannte Extruder, muss es auf eine Temperatur bringen, mit der es der Drucker lagenweise verarbeiten kann.
Ist die Temperatur zu hoch, löst sich das Filament in Brei auf, ein 3-D-Objekt entsteht dann nicht. Wird das Filament nicht heiß genug, ist es dagegen zu zäh für eine präzise Verarbeitung.
Das Druckbett
Auch die Platte, auf der das Objekt entsteht, beeinflusst das Ergebnis. Das sogenannte Druckbett muss an jedem Punkt den gleichen Abstand zum Druckkopf haben und absolut eben sein. Weil 3-D-Drucker starke Schwingungen verursachen, muss das Druckbett wie beim Ultimaker 2 und Felix 3.0 richtig fixiert sein.
Andernfalls entstehen krumme und schiefe Objekte. Noch schlimmere Ergebnisse gibt’s, wenn sich das Druckbett löst. So flog beim iRapid, in dem Magnete statt Schrauben die Fixierung übernehmen, die Platte gleich mehrmals aus dem Drucker. Dieses Kunststück gelang übrigens auch dem Weistek. Hier lösten sich die Befestigungsschrauben der Platte während des Druckens.
Zudem muss das Filament sicher auf dem Druckbett haften. Dafür sorgen spezielle Oberflächen, zum Beispiel die Löcher im Druckbett des Weistek-Druckers. Dieses Gerät erstellt vor dem eigentlichen Druck eine Halteschicht. Diese sogenannte Raft-Schicht lässt sich nach dem Ausdruck entfernen. Allerdings ließen sich im Test Objekte nur mit Hammer und angeschliffenem Spachtel vom Druckbett lösen.
Nicht selten war dann auch der gesamte Ausdruck hin. Besser geht es mit einer Glasplatte und einer unter dem Druckbett angebrachten Heizung – wie beim Ultimaker 2. Hier haftete das Objekt perfekt – und lässt sich nach dem Abkühlen einfach lösen.
Zuverlässigkeit und Präzision
Doch selbst ein fixiertes Druckbett, die korrekte Temperatur und das richtige Filament garantieren keine perfekten Objekte. Die Modelle von Renkforce, Fabbster und iRapid kamen beim Druck großer Objekte auf einen fehlerfreien Versuch und drei Fehldrucke! Beim da Vinci war jeder zweite Ausdruck Müll.
Testsieger Ultimaker 2 lieferte dagegen keinen einzigen Fehldruck – die Objekte erstellte er mit hoher Präzision und sehr detailliert mit feinsten Strukturen. Auch der zweitplatzierte Felix druckte qualitativ hochwertige 3-D-Objekte.
Achtung, Verletzungsgefahr!
Viele Testkandidaten wiesen aber nicht nur in Sachen Druckqualität Mängel auf, sondern hatten auch in Sicherheitsfragen gravierende Probleme. So wiesen die Modelle Neo, iRapid und Fabbster erhebliche elektrische Mängel auf – schlimmstenfalls droht Nutzern ein Stromschlag!
Noch bedenklicher: Die mechanische Sicherheit ist etwa beim Renkforce und beim Fabbster nicht gegeben. So fährt das Druckbett per Motor ungeschützt auf und ab – einmal den Finger dazwischen, und er ist ab.
Kurios: Hersteller Fabbster spricht von hochwertiger Industrietechnik, die angesichts der beobachteten Sicherheitsmängel in dieser Bauweise aber gar nicht in der Industrie zum Einsatz kommen dürfte. Jede Gewerbeaufsicht oder Berufsgenossenschaft würde das Gerät stilllegen.
Fazit: Miserable Verarbeitung, schlechte Druckqualität, gravierende Sicherheitsmängel – die meisten Testkandidaten zeigten erschreckende Mängel. Überzeugt hat in diesem Vergleich nur der Ultimaker 2. Er ist mit 2299 Euro zwar teuer, aber das hochwertig verarbeitete Gerät lieferte gute Ergebnisse – na bitte, es geht doch!
Strati: Das erste Auto aus dem 3-D-Drucker
Quelle: "Computer Bild". Mehr Tests bei computerbild.de.
