3D Druck im Heimbetrieb - Drucken mit Filament
Vor zwei Wochen schrieb ich von meinem neuen Filament-Drucker. Ich habe eine Menge gelernt und vor allem viel falsch gemacht. Damit euch das erspart bleibt, hier die Chronik meines Scheiterns! Bevor ihr direkt zu Beginn die Hände über dem Kopf zusammenschlagt ob meiner Ergebnisse, lest bis zum Ende. :)
Wie unterscheiden sich die Technologien?
Beim Ender 3 wird eine Spule mit einem Kunststoff-Filament abgerollt und im Druckkopf erhitzt, der dann nach und nach und Schickt für Schicht das Modell druckt. Da der Druckkopf sich nur auf zwei Ebenen (Horizontal und Vertikal) bewegt, um tatsächlich jede Schicht abzufahren, muss das Druckbett ebenfalls vor und zurück fahren, damit alle Teile auf dem Druckbett erreicht werden können. Während es beim Resin keinen zeitlichen Unterschied macht, ob man nun eine Figur oder sechs auf der Platte druckt, da die Lampe jede Ebene belichten und härten muss, unabhängig von der Menge der zu belichtenden Punkte, fährt der Druckkopf bei PLA alles ab. Das heißt, wenn ich etwa acht Bassen auf dem Ender drei drucken möchte, dann dauert das achtmal so lange, wie der Druck einer einzelnen Basis, während der Resindrucker die acht in der gleichen Zeit drucken kann wie nur eine. Während beim Resindruck jede Unterbrechung des Vorgangs zum Scheitern führt, kann der Ender 3 ein Projekt etwa bei einem Stromausfall danach direkt wieder an der Stelle aufnehmen, wenn keine Elemente verschoben wurden. Ein Problem beim PLA-Druck ist, dass sich das Objekt vom Druckbett lösen kann und dann auch den ganzen Druckvorgang abbricht.
Die ersten Erfahrungen mit der neuen Technologie
Der Ender 3 wird in Einzelteilen geliefert und muss noch zusammengesetzt und verkabelt werden, was mich als ungeschickte Person zwei Abende kostete. Aber auch nach dem Aufbau geht es nervenaufreibend weiter, denn das beheizbare Druckbett muss auch gelevelt werden, damit der Druckkopf weder über das Bett kratzt, noch zu weit oben das Filament in die Luft abgibt und dann verzerrt. Es gibt zwar auch hier Hilfsmittel aus der Community samt passendem Video, aber bei den ersten Testdrucken begegnete ich einem neuen Problem … die Drucke können sich während des Druckvorgangs von der Platte lösen und der Druckkopf erkennt dies nicht und druckt dann in der Luft weiter, wenn er das bisherige Werk weg oder umgestoßen hat. So verlor ich meine ersten beiden Drucke, also kein guter Start in die neue Technologie. Ein Problem, dass sich durch das Einschalten der Druckplattenhaftung mit ein paar extra Schichten Filament übrigens gut lösen lässt.
Das hört nicht bei der Hardware auf, sondern setzt sich mit der Cura-Software fort, für die man Workarounds und Erklärvideos aus der Community benötigt, um alte Profile weiter nutzen zu können, wenn man die Slicing-Software aktualisiert (Video von 3D Printed Tabletop, Kurzform: alte Profile verweisen auf Voreinstellungen, die es nicht mehr gibt und generieren so Fehlermeldungen). Der Drucker hat zudem offene Elektronik, frei bewegliche Kabel, etc. … insgesamt wirkt der Ender 3 und auch andere Drucker mit der Technologie nicht so, als hätten sie bereits Marktreife erlangt. Was die Community rund um die Technologie nicht nur nicht stört, sondern sie sogar dazu bewegt, eigene Lösungen zu finden und mit anderen zu teilen. Tatsächlich sind meine bisherigen Erfahrungen mit den dedizierten Gruppen für 3D Druck sowie für den Tabletop/Rollenspiel-Sektor wie auch allgemein überwiegend positiv. Und das Filament für den Drucker ist mit 20 bis 25 € für ein Kilo bemerkenswert preiswert, so eine Rolle hält überraschend lang! Und man kann das Modell direkt von der Platte nehmen und benutzen, wenn es fertig ist. Ein aufwändiger Reinigungsprozess und Härten wie beim Resin ist nicht notwendig. Auch gibt es keinen aufdringlichen Geruch, so dass nur die Geräusche des Druckers stören, was die Möglichkeiten ihn aufzustellen stark erweitern.
Da das Druckbett des Ender 3 viel größer als das des Elegoo Mars ist, konnte ich endlich mal die Transporter für Blackstone Fortress angehen, mit deren geteiltem Druck ich bei dem Resin nicht so glücklich war. Und das Ergebnis war für mich durchaus überzeugend, auch wenn mein Kollege über die Druckqualität entsetzt war ...
Gert, der Zwergenkönig
Nach den ersten Tests und mehreren Abenden mit mehr Fluchen, Drohungen gegen seelenlose Gegenstände und beinahe Tränen, beschloss ich dann aber auch mal ein größeres Modell anzugehen. Tatsächlich hatte ich mir bereits Mitte 2019, also Monate vor meinem ersten 3D Drucker eine passende Datei gekauft … den Zwergenkönig von Avatars of War. Während ich ihn in Cura für den Druck vorbereitete, fiel mir auf, dass die Größe auch vielleicht noch in meinen Elegoo Mars passen könnte und ja! Das Geländestück ist gerade groß genug, um in den Resindrucker zu passen, also nutzte ich die Chance und druckte den Gesellen (den ich Gert getauft hatte) auf beiden Geräten aus.
An den Modellen zeigt sich aber auch gut meine Unerfahrenheit mit großen Modellen und kantigen Objekten. Die Probleme kann man sicher mit mehr Erfahrung und passenderen Einstellungen korrigieren, aber hier mal eine Auflistung der Probleme. Am deutlichsten wird vermutlich, dass das Modell aus vier Ebenen besteht, die einzeln gedruckt und dann später zusammengesetzt wurden. Das erkennt man leider daran so gut, dass zwischen den Ebenen dick Green Stuff gestopft wurde, um die Lücken zu schließen. Beim PLA gibt es das Problem, dass die Ränder sich hochgebogen hatten, da ich ohne Druckplattenhaftung gearbeitet hatte. Beim Resin haben sich mehrere Stufen gebildet, weswegen ich vermutlich noch mal meinen Drucker neu leveln und die Platten anziehen sollte.
Klares Problem beim PLA-Druck sind die vertikalen Streifen durch das Auftragen der Ebenen sowie feine Details, die beim Resin aber sauber herausgekommen sind.
Während das PLA seine technische Leistung bei geraden Linien wie dem Thron unter Beweis stellen kann und trotz verschiedener Teile die Reihen aufrechterhält, gibt es beim Resin sowohl innerhalb einzelner Komponenten, wie auch im Gesamtmodell einen auffälligen Verzug.
Bei der Spitze hat das Resin dann komplett versagt und sich in verschiedene Richtungen verzogen, so dass die angedeutete Krone aussieht, als wäre sie unter einem Fluch geschmolzen, während das PLA auch hier bei geraden Linien punktet.
Insgesamt würde ich trotz der wesentlich besseren Details solche großen Geländestücke in Zukunft wie geplant über den Ender 3 realisieren. Die Druckzeit ist zwar länger, aber die Kosten für das Material sind nur etwa halb so hoch wie beim Resin und die Härtung entfällt. Aber immerhin habe ich nun schon zwei Gerte für Szenarien!
Weitere Modelle mit PLA
Neben den Geländestücken habe ich mich aber auch an Miniaturen versucht, um einen direkten Vergleich zu den Resindrucken zu haben. Als Modell musste ein Heiler von briteminis herhalten, die eine Miniaturenreihe speziell ohne Anforderungen für Supports produziert haben.
Links sieht man den ersten Versuch mit den regulären, sehr feinen Voreinstellungen des Ender 3, in der Mitte das Profil für Miniaturen des 3D Printing DM und rechts den Resin-Druck über den Elegoo Mars. Das erste Modell ist eigentlich indiskutabel, mit dicken Rillen, verlorenen Details und … irgendwie ist es zu klein. Das mittlere hat ebenfalls Details verloren und das Bemalen würde vermutlich einige Probleme eher noch mal hervorheben als verbergen, aber auf Armlänge auf dem Tisch könnte sie funktionieren. Das Resinmodell sieht genau so aus, wie der Render es verspricht. Bei Figuren und allgemein natürlichen, runden Formen würde ich auf jeden Fall weiter auf Resindruck setzen!
Seit Februar bin ich auch Patreon für Titanforge und Lion Tower und habe mich dank ihrer Starterpakete auch mal am Druck von Basen versucht. Auch hier wieder im Vergleich von PLA und Resin.
Bei den Resinmodellen habe ich drei verschiedene Formen für den Druck versucht. Einmal auf 5 mm Supportstreben, einmal abgeschrägt wie bei den Miniaturen und einmal hochkant, so wie sie als Datei kamen.
Das beste Ergebnis gab es bei den abgeschrägten Basen, alle hochkanten hatten eine seltsame Stufe, als sich das gesamte Druckbett wieder etwas verschob. Auf der Oberseite fällt dies weniger auf und könnte auch eine Stufe sein, aber die Basis wackelt durch die verschobenen Elemente.
Die Basen konnten alle flach aufliegen und wurden ohne Unterstützung gedruckt. Die Rillen der Pflastersteine sind wesentlich breiter als beim Resin, wodurch das ganze unrealistischer für Kopfsteinpflaster wirkt. Bei diesem Set würde ich eher wieder auf Resin setzen, werde aber auch mit weiteren Mustern weitere Tests für beide Drucker durchführen.
Ich, der Kacknoob
Nachdem ich meine ersten Drucke mit in die Firma nahm, um meinem PLA-Druck-erfahrenen Kollegen Sven um Hilfe zu bitten. Wir nahmen uns meinen Drucker ein paar Stunden zwischen und einen Baumarktbesuch später waren drei von drei Achsen meines Druckers korrekt eingestellt, so dass sich meine Ergebnisse endlich wirklich sehen lassen können.
Allerdings zeigte sich, dass man mit der Plattenbefestigung via Layer zwar endlich das Problem der sich ablösenden Elemente gelöst bekommt, aber ein neues Problem auftritt ... ich bekam meinen ersten sauberen Druck nicht mehr von der Platte! Irgendwann nahm ich dann einen Hammer zur Hilfe und zerstörte meinen ersten sauberen Druck.
Das Problem der harten Festigkeit besteht zwar auch noch bei neueren Projekten, aber ich bin jetzt viel vorsichtiger damit, den Spachtel anzusetzen und den behutsam mit einem Hammer unter die Elemente zu bugsieren, um sie dann ablösen zu können.
Mit den neu gewonnen Erfahrungen konnte ich dann auch mal größere Projekte angehen, wie etwa diese Hütte, die ich mit 0,08 mm Layouterhöhe gedruckt habe, was für ein Geländestück vermutlich viel zu kleinteilig war. Daraus ergab sich dann eine Gesamtdruckzeit von etwa 90 Stunden.
Die Hütte besteht aus nur drei Teilen, wovon das Dach zwei sind. Ich habe die Elemente nicht beklebt, so dass sogar der Innenteil der Hütte bespielbar ist (aber mit sechs Feldern nicht viele Möglichkeiten bietet). Das waren auch die ersten Teile, die ich mit Supports drucken musste, die sich aber erstaunlich einfach ablösen ließen. Also fühlte ich mich gefordert, mal etwas komplexeres auszuprobieren ...
Insgesamt wurde der Baum in knapp 25 Stunden gedruckt, aber diesmal mit einer Layerhöhe von 0,15 mm, was einem "Standarddruck" entspricht.
Die Stützelemente sind bei den vielen komplexen Ästen natürlich sehr viel umfangreicher als bei der fast quadratischen Hütte. Die Elemente alle zu entfernen hat mich dann auch über zwei Stunden gekostet, wonach ich leider aufgrund meiner Unachtsamkeit auch einen Arm neu befestigen musste, der abgebrochen war. Da mir ein paar Lücken zwischen den einzelnen Elementen zu groß waren, warf ich auch noch mal Green Stuff drauf.
Fazit
Puh, der neue Drucker kostete mich wesentlich mehr Zeit und Nerven als ich angenommen habe. Erst durch Svens Unterstützung konnte ich die Probleme der Druckqualität und das ständige Neuleveln der Druckplatte lösen, was mich vorher fast dazu geführt hätte den Drucker zu entsorgen. Ich bleibe aber dran und schaue auch mal, ob ich hier nicht analog zu den Monsterwerten der gedruckten Modelle auch mal Szenarien für Gelände zusammenschreiben kann …
Tags: 3d print, resin, miniatures, Elegoo Mars, pla, Ender3