How to FDM: Drucken mit einem 3D Drucker

Dein kleiner Guide für den schnellen Start in die große Welt des 3D Drucks

Der 3D Druck hat seine Kinderschuhe längst abgelegt und ist in der Industrie 4.0 angekommen. Dabei hat sich das additive Fertigungsverfahren auch im privaten Bereich auf ein neues Niveau professionalisiert und ermöglicht präzises und zuverlässiges Arbeiten. Und das zu einem erschwinglichen Preis, von zu Hause aus, in der eigenen Werkstatt, im Hobbyraum oder auf jedem Tisch mit etwas freiem Platz.

how-to-3ddruck-anycubic-vyper Der Anycubic Vyper 3D Drucker kann auch Auto-Levelling

Wie funktioniert ein 3D Drucker?

Der 3D Druck bietet viele Möglichkeiten ein gewünschtes Bauteil zu fertigen. Der Einfachheit halber beschränken wir uns auf das in der Hobby-, bzw. Makerszene geläufigste Verfahren. Die FDM- oder auch FFF-Methode ist leicht zu verstehen und einfach umzusetzen.

Das Akronym "FDM" (nicht zu verwechseln mit Fasziendistorsionsmodell aus der Osteopathie) steht für Fused Deposition Modeling. Es ist zwar ein geschützter Begriff, findet jedoch häufig im allgemeinen Sprachgebrauch Anwendung. "FFF" steht für Fused Filament Fabrication und dient nur als alternative Bezeichnung. Beide Bezeichnungen stehen für ein und dieselbe 3D Druck-Technologie – also bitte nicht verwirren lassen.

Das FDM/FFF Verfahren lässt sich sehr leicht am Beispiel einer Heißklebepistole erklären. Als Druckmaterial, das s.g. Filament, dient ein langer starrer Strang aus Kunststoff. Diese Kunststoffe sind zum Teil mit verstärkenden Partikeln, wie z.B. Metall oder Kohle- bzw. Glasfasern versetzt. Der Filament-Strang wird in einer Düse (Extruder) so stark erhitzt, dass das Material dickflüssig auf der Druckplatte schichtweise, in s.g. Layern aufgetragen werden kann. Die entstehenden Schichten kühlen ab und ergeben das fertige Bauteil.

Woher weiß der Drucker was er drucken soll?

how-to-3ddruck-cura-slicing-software Cura Slicing Software

Die meisten Drucker im Maker-Bereich werden mit einer Software zum Vorbereiten des Drucks angeboten. Außerdem sind online weitere kostenlose Tools für den 3D Druck zum Download verfügbar.
Wir empfehlen die kostenlose Software Cura des Herstellers Ultimaker, die mit vielen gängigen 3D Druckern – wie z. B. dem Anycubic Vyper – kompatibel ist.

Bevor mit einem 3D Drucker etwas gedruckt werden kann, wird ein digitales Modell benötigt. Diese sind entweder bereits vorhanden oder müssen noch erstellt werden.

Oft bieten im Internet teilweise frei verfügbare 3D Modelle schnelle Abhilfe. Die Plattform Thingiverse ist eine beliebte Anlaufstelle, um druckfertige 3D Dateien auf den eigenen Computer zu laden.

Kreativen Freiraum zum Erstellen eigener 3D Modelle bieten diverse 3D Konstruktions- bzw. Modellierungstools, die ebenfalls frei zum Download verfügbar sind. In diesem Blog-Artikel findest du eine Zusammenfassung der wichtigsten, kostenlosen 3D Software.

Die Software zum Vorbereiten des Drucks (s.g. Slicing Software) zerlegt dann die Bauteile in einzelne druckbare Schichten und übermittelt dem Drucker, wo er an welcher Stelle auf der Bauplattform Filament aufzutragen hat.
Mittels eines Datenträgers (USB-Sticks, Speicherkarte, etc.) oder drahtlos wird die in der Slicing Software entstandene Datei des zu druckenden Bauteils auf den 3D Drucker geladen. Nun kann der Druck endlich starten.

Welche Druckmaterialien sind für den Start geeignet?

Das Filament wird geladen.

Das Druckmaterial für FDM-Drucker nennt man Filament. Filamente können aus den verschiedensten Kunststoffen und anderen zugrundeliegenden Werkstoffen bestehen. Die drei wichtigsten Kunststoffe – auch Polymere genannt – für den Anfang sind jedoch PLA, ABS & PETG.

Diese Filamente werden in den unterschiedlichsten Farben von diversen Herstellern angeboten. Je nach Hersteller unterscheiden sich die verschiedenen Materialien dabei mal mehr und mal weniger in ihren technischen Eigenschaften.

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PLA (Polylactid-Acid) und ABS (Acrylnitril-Butadein-Styrol) unterscheiden sich auf den ersten Blick kaum. Jedoch weisen sie signifikante Unterschiede auf. ABS benötigt eine wesentlich höhere Drucktemperatur an der Düse (ca. 220°C bis 240°C) und ein um die 100°C heißes Druckbett.

PLA hingegen wird in der Regel mit ca. 190°C bis 220°C gedruckt und benötigt nicht zwangsläufig ein beheiztes Druckbett. 50°C sind hier jedoch empfehlenswert. Zudem ist PLA weniger fehleranfällig und leichter zu verarbeiten – und damit das ideale Filament für 3D Druck-Beginner.

PETG (Polyethylenterephthalat mit Glycolzusatz) weist gegenüber PLA und ABS andere technische Eigenschaften auf. Es ist flexibler sowie belastbarer und somit für anspruchsvollere Anwendungen geeignet. PLA und ABS sind dafür im Vergleich zu PETG etwas kostengünstiger.

Für wen lohnt sich die Anschaffung eines 3D Druckers?

how-to-3ddruck-zusammenbau-3ddrucker Der 3D Drucker wird aufgebaut.

how-to-3ddruck-filament-clipping Filament-Clipping.

3D Drucker gehören seit einiger Zeit bereits in jede gut sortierte professionelle Unternehmenswerkstatt. Aber gehören 3D Drucker auch in die Heimwerkerwerkstatt oder sogar ins Bastelzimmer?

Diese Fragen lässt sich mit einem Blick auf eine Auswahl an möglichen Anwendungsbereichen beantworten:

Autoteile
Werkzeuge
Halterungen aller Art, wie Kleiderhaken, Werkzeughalter etc.
Aufbewahrungsmöglichkeiten, wie kleine Boxen, Kisten, Etuis
Kinderspielzeuge
Dekorative Artikel
Modelle, Skulpturen
Kreative und individuelle Geschenkideen
u.v.m.

how-to-3ddruck-diverse-bauteile Typische Bauteile aus dem FDM 3D Drucker.

Die Möglichkeiten mit einem 3D-Drucker sind nahezu unbegrenzt. Es muss sich nur an einem Computer konstruieren lassen. Somit sind 3D Drucker für Hobbybastler, Schrauber, Künstler, Schulklassen, Universitäten und alle kreativen Köpfe bestens geeignet. Und das auch noch komplett Geschlechter unabhängig – 3D Druck ist für alle da.

Weitere Vorteile des 3D Drucks

Das Maker-Dasein hat sehr viele Vorteile: Umfangreiche Individualisierung, Just-In-Time Produktion, riesige Farbauswahl, personalisierte Bauteile wann und wo du willst, unendliche Gestaltungsmöglichkeiten, Kostenersparnis durch Eigenproduktion sowie Ersatzteile jederzeit verfügbar.

Übrigens werden immer häufiger Filamente aus recyceltem Material (sogar Holz) gewonnen. Einige Kunststoffe sind zudem beschleunigt kompostierbar, sprich: biologisch abbaubar.

Schau dir dazu die auf Bio-Kunststoff basierenden Filamente PolyTerra an.

how-to-3ddruck-sternenzerstoerer-mit-pla-gedruckt Der imperiale Sternenzerstörer mit PLA gedruckt.

Kleines 3D Lexikon

Short	Erklärung
ABS	Acrylnitril-Butadein Styrol, Kunststoff zur Verarbeitung mit einem 3D-Drucker
Additive Fertigung	Der 3D Druck ist ein Teil der Additiven Fertigung. Bei der Additiven Fertigung wird im Gegensatz zur Subtraktiven Fertigung, Material hinzugefügt, um das Ergebnis zu erzielen. Zur Subtraktiven Fertigung zählt z.B. das Fräsen.
CAD	Computer Aided Design. Mit CAD-Programmen lassen sich 3D-Modelle konstruieren, die mittels einer s.g. Slicing Software in druckbare Dateien umgewandelt werden können.
Düse / Nozzle / Extruder	Die Düse ist der Teil eines 3D-Druckers der so weit erhitzt wird, dass das Filament sich verflüssigt und durch die Düse auf die Bauplattform aufgetragen werden kann.
FDM / FFF	Fused Deposition Modelling oder auch Fused Filament Fabrication. FFF beschreibt das Verfahren des Schicht-für-Schicht Drucks und ist das im 3D Druck am meisten verwendete Verfahren.
Filament	Strang aus verdruckbarem Material, wie z.B. diversen Kunststoffen. Wird auf einer Spule aufgewickelt geliefert und kann i.d.R. am 3D Drucker angebracht werden.
Maker	Als Maker wird eine Person bezeichnet, die 3D Druck als Hobby betreibt. Der Grad seiner Kenntnisse findet dabei keinen Einfluss.
PETG	Polyethylenterephthalat mit Glycol Additiv. Kunststoff zur Verarbeitung in einem 3D-Drucker.
PLA	Polylactic Acid. Kunststoff zur Verarbeitung in einem 3D-Drucker.
Slicing Software	Software zum Vorbereiten des Drucks. Die Slicing-Software zerlegt das Bauteil in einzelne Schichten und gibt mittels des Datensatzes dem Drucker vor, wann er wo Material zu drucken hat.