3D-Druck für Anspruchsvolle - Mit dem Ultimaker perfekte Werkstücke erstellen

von: Christian Rattat

dpunkt, 2016

ISBN: 9783864918797

Sprache: Deutsch

310 Seiten, Download: 30072 KB

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3D-Druck für Anspruchsvolle - Mit dem Ultimaker perfekte Werkstücke erstellen

	Vorwort von Ultimaker	5
	Ultimaker B.V.	5
	iGo3D GmbH	5
	Vorwort des Autors	6
	Die Webseite und weitere Informationen zum Buch	7
	Tab. 1 Druckobjekte aus dem Buch	7
	Persönliche Sicht des Autors	8
	Danksagungen	8
	Inhaltsübersicht	9
	Inhaltsverzeichnis	11
	1 Einführung	17
	1.1 An wen richtet sich dieses Buch?	18
	Worum geht es?	18
	Was bedeutet vernünftiges Ergebnis?	18
	Abb. 1–1 Beispiel für eine hochwertige Oberfläche	18
	Warum ein spezieller Drucker und kein allgemeines Buch?	19
	Abb. 1–2 Erweiterungen des Ultimaker Original (Vorderansicht) aus dem Buch	19
	Abb. 1–3 Erweiterungen des Ultimaker Original (Rückansicht)	20
	Wen interessiert es, wie ein 3D-Drucker zusammengebaut wird?	20
	1.2 Warum 3D-Druck?	21
	Additive Fertigungsverfahren	21
	Abb. 1–4 Mit Biss: Invisalign©-Zahnschiene aus dem 3D-Drucker	22
	1.3 Wie kam der 3D-Druck in die Bastelkeller?	23
	Abb. 1–5 Einplatinencomputer Raspberry Pi	23
	Abb. 1–6 Selbst gedruckte Smartphone-Ladeschale (http://www.thingiverse.com/thing:492101)	25
	1.4 Wie funktioniert 3D-Druck?	26
	Abb. 1–7 Zerlegung eines 3D-Objekts (Schriftzug) in Scheiben	26
	1.4.1 CAD	27
	Abb. 1–8 Kugel als Flächenmodell aus vielen und aus weniger Dreiecken	28
	Abb. 1–9 Konstruktionshilfen zur Positionierung der Kugel	29
	1.4.2 CAM	31
	Tab. 1–1 Einige CAM-Programme für den 3D-Druck	32
	1.4.3 G-Code	32
	Tab. 1–2 G-Code-Beispiel	33
	1.4.4 Druckvorbereitung	33
	1.4.5 Drucken	34
	1.4.6 Nachbearbeitung	34
	Abb. 1–10 Häufig benötigt: diamantierte Feilen zur Nachbearbeitung	35
	Abb. 1–11 Druckprozess von der Idee zum fertigen Werkstück	36
	In eigener Sache	36
	1.5 Welche 3D-Druckverfahren gibt es?	37
	1.5.1 Druck mit flüssigen Materialien	37
	1.5.1.1 Stereolithografie (SLA)	37
	Tab. 1–3 Eigenschaften des STL-Drucks	38
	1.5.1.2 Film Transfer Imaging (FTI)	38
	Tab. 1–4 Eigenschaften des FTI-Drucks	38
	1.5.1.3 Digital Light Processing (DLP)	39
	Tab. 1–5 Eigenschaften des DLP-Drucks	39
	1.5.1.4 Continuous Liquid Interface Production (CLIP)	39
	Tab. 1–6 Eigenschaften des CLIP-Drucks	40
	1.5.1.5 MultiJet Printing (MJP)	40
	Tab. 1–7 Eigenschaften des MJP-Drucks	40
	1.5.1.6 PolyJet Printing (PJ)	41
	Tab. 1–8 Eigenschaften des PJ-Drucks	41
	1.5.1.7 Contour Crafting (CC)	41
	1.5.1.8 Druck mit Pasten	42
	1.5.2 Druck mit festen Materialien, die verflüssigt werden	42
	1.5.2.1 Selektives Lasersintern (SLS)	42
	Tab. 1–9 Eigenschaften des SLS-Drucks	43
	1.5.2.2 Selektives Laserschmelzen (SLM)	43
	Tab. 1–10 Eigenschaften des SLM-Drucks	43
	1.5.2.3 Selektives Elektronenstrahlschmelzen (SEBM)	44
	Tab. 1–11 Eigenschaften des SEBM-Drucks	44
	1.5.2.4 Fused Deposition Modeling (FDM, FFF)	44
	Tab. 1–12 Eigenschaften des FDM-Drucks	45
	1.5.2.5 Laserauftragschweißen	45
	1.5.2.6 Anti-Gravity Object Modeling (AOM)	46
	1.5.3 Druck mit Druckmedien, die verklebt werden	46
	1.5.3.1 Laminated Object Modeling (LOM)	46
	Tab. 1–13 Eigenschaften des LOM-Drucks	47
	1.5.3.2 3D-Printing (3DP)	47
	Tab. 1–14 Eigenschaften des 3DP-Drucks	48
	Achtung: Brandgefahr!	59
	Gefährlich!	64
	PETG und T-GLASE	66
	Achtung!	70
	Achtung!	70
	2 FDM-3D-Druck	49
	2.1 Funktionsweise eines FDM-3D-Druckers	50
	Abb. 2–1 Typen von Schichten beim 3D-Druck	51
	2.2 Aufbau eines FDM-3D-Druckers	52
	2.2.1 Druckeinheit	52
	Abb. 2–2 Aufbau einer Druckeinheit (hier Ultimaker Original)	52
	2.2.2 Positioniereinheit	54
	Abb. 2–3 X/Y-Positioniereinheit zur Positionierung der Druckeinheit	54
	2.2.3 Materialvorschubeinheit	55
	Abb. 2–4 Materialvorschubeinheit	55
	Abb. 2–5 Schema einer Materialvorschubeinheit für Filament	56
	2.2.4 Steuereinheit	57
	Abb. 2–6 Steuerplatine des Ultimaker Original, auf der Rückseite sitzt huckepack ein Arduino.	57
	2.2.5 Drucktisch	58
	Abb. 2–7 Einfacher Drucktisch mit Spindel zur Positionierung	58
	2.3 Druckmaterialien für den FDM-3D-Druck	60
	Kennzeichnung von Filamenten	60
	Tab. 2–1 Übersicht über die Eigenschaften der wichtigsten Filamente	60
	Vorsicht!	61
	2.3.1 PLA (Polylactic Acid)	61
	Abb. 2–8 Der Laubfrosch aus PLA (0,05 mm Schichtdicke)	61
	Abb. 2–9 Der Laubfrosch aus PLA/PHA	62
	Brennbar?	62
	2.3.2 ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)	62
	Abb. 2–10 Laubfrosch aus ABS (0,1 mm Schichtdicke)	63
	Achtung!	63
	Abb. 2–11 Der Frosch aus Abbildung 2–10 nach insgesamt 15 Sekunden Acetonbad	64
	2.3.3 PA 6.6 (Polyamid)	65
	2.3.4 PET (Polyethylenterephthalat)	65
	Abb. 2–12 Der Frosch aus PET (0,1 mm Schichtdicke)	66
	2.3.5 PC (Polycarbonate)	66
	2.3.6 Holzfilament	67
	Abb. 2–13 Der Frosch aus Laywoo-3D (0,2 mm Schichtdicke)	68
	2.3.7 TPE (Thermoplastische Elastomere)	68
	2.3.8 PVA (Polyvinylalkohol)	69
	2.3.9 HIPS (High Impact Polystyrol)	69
	Abb. 2–14 Der Frosch aus HIPS (0,2 mm Schichtdicke)	70
	2.3.10 Wachsfilament	70
	2.3.11 Sonstige Filamente	71
	2.4 Der richtige FDM-3D-Drucker	71
	2.5 Auswahlkriterien	72
	2.6 Auswahlprozess	74
	Abb. 2–15 Stärken und Schwächen verschiedener Lösungen	76
	Dienstleister	76
	Abb. 2–16 Frosch mit 3DP-Druck hergestellt. Freundlicherweise zur Verfügung gestellt von 3D Fab.	77
	Fertigdrucker	77
	Bausatz	78
	Eigenbau	78
	Was tun, sprach Zeus?	79
	2.6.1 Ultimaker Original & Ultimaker Original Plus	79
	Tab. 2–2 Ultimaker Original und Ultimaker Original Plus	80
	2.6.2 printMATE 3D	81
	Tab. 2–3 printMATE 3D	81
	2.6.3 PRotos v3 Base-KIT und PRotos v3 Full-KIT	82
	Tab. 2–4 PRotos v3 Base-KIT und PRotos v3 Full-KIT	83
	2.6.4 Felix 3.0	83
	Tab. 2–5 Felix 3.0	84
	2.6.5 Entscheidungsfindung	84
	Richtige Motoren!	93
	Fest anziehen?	115
	Nichts einklemmen!	97
	Achsen nicht verbiegen!	122
	Richtige Verwendung der Kabelklemmen	121
	Achsen und Wellen nicht parallel?	126
	Vorsicht vor statischen Aufladungen	146
	3 Montage des 3D-Druckers	87
	Abb. 3–1 Ultimaker Original in Hunderte von Einzelteilen zerlegt	88
	Ruhe bewahren!	88
	Holzteile bearbeiten	89
	Abb. 3–2 Werkzeuge für die Montage	89
	3.1 Montage des Rahmens	90
	Schritt 1 – Kugellager einfügen	90
	Abb. 3–3 Teile für Schritt 1	90
	Abb. 3–4 Kugellager montiert	91
	Schritt 2 – Endschalter	91
	Abb. 3–5 Benötigte Teile für Schritt 2 und montierte Schalter	92
	Abb. 3–6 Ausrichtung der Endschalter	92
	Schritt 3 – Montage der Motoren für die X- und Y-Achse	92
	Abb. 3–7 Teile für die Motormontage	93
	Abb. 3–8 Montierte Riemenscheiben	94
	Abb. 3–9 Befestigter Motor für die Y-Achse mit Abstandshaltern und Zahnriemen	94
	Abb. 3–10 Montierter Motor für die X-Achse	95
	Schritt 4 – Bodenplatte	95
	Abb. 3–11 Benötigte Teile für die Bodenplatte	96
	Abb. 3–12 Montage der Kupplung und fertige Bodenplatte	97
	Schritt 5 – Montage der Rahmenteile	97
	Abb. 3–13 Benötigtes Material für den Rahmen	98
	Abb. 3–14 Klemmverbindung zweier Platten	98
	Abb. 3–15 Teil 1 des Gehäuses	99
	Abb. 3–16 Der erste Lichtblick: das fast fertige Gehäuse	100
	Abb. 3–17 Stabilisierung für die Filamentaufhängung (11A) und Sperrplatten für die Wellen der Z-Achse	101
	Abb. 3–18 Abschluss erster Teil (links Rückwand, rechts Bodenplatte)	101
	3.2 Montage der X/Y-Positioniereinheit	102
	Abb. 3–19 Beispiel für die Reihenfolge für die hintere Welle	102
	Schritt 1 – Montage der Gleitblöcke	103
	Abb. 3–20 Bauteile für die Gleitblöcke	103
	Abb. 3–21 Montage des vorderen Gleitblocks	104
	Abb. 3–22 Vorbereitete Gleitblöcke	104
	Abb. 3–23 Klemmen vor und nach Anbringen der Schraube	105
	Abb. 3–24 Fast fertige Klemmblöcke	105
	Schritt 2 – Montage der Endkappen	106
	Abb. 3–25 Teile für Befestigung der Wellen	106
	Abb. 3–26 Montage der Kappen für ein Lager	107
	Schritt 3 – Montage der Wellen	107
	Abb. 3–27 Teile für die Montage der Wellen	107
	Abb. 3–28 Montagereihenfolge der vorderen Welle	108
	Abb. 3–29 Montierte hintere Welle	109
	Abb. 3–30 Montierte linke Welle	110
	Abb. 3–31 Montierte rechte Welle	111
	3.3 Montage der Druckeinheit	112
	Abb. 3–32 Das erste Teilziel: die fertige Druckeinheit	112
	Abb. 3–33 Teile für die Druckeinheit	113
	Schritt 1 – Montage des Gehäuses (1)	113
	Abb. 3–34 Gehäuse mit Gleitlagern	114
	Abb. 3–35 Verschraubtes Gehäuse mit Boden	115
	Schritt 2 – Montage des Extruders	115
	Abb. 3–36 Montage des Extruders	116
	Schritt 3 – Montage des Gehäuses (2)	116
	Abb. 3–37 Heizelement und Thermofühler	116
	Abb. 3–38 Durchführung der Elemente (links) und Einbau in den Extruder (rechts)	117
	Abb. 3–39 Durchgeführtes Lüfterkabel	117
	Abb. 3–40 Drei Schritte bis zum fertigen Deckel	118
	Abb. 3–41 Hochzeit: Gehäuse und Deckel haben sich gefunden.	119
	Abb. 3–42 Verschraubung von Extruder und Gehäuse und Montage des Lüfters	120
	Abb. 3–43 Blaue Schlauchsicherung und Anschluss des Temperaturfühlers	121
	Schritt 4 – Montage der Druckeinheit an die X/Y-Positioniereinheit	122
	Abb. 3–44 Benötigte Teile für Schritt 4	122
	Abb. 3–45 Befestigung einer Achse	123
	Abb. 3–46 Befestigte Druckeinheit	124
	Schritt 5 – Kalibrierung der Achsen	124
	Abb. 3–47 Abstandslehren zur Kalibrierung	125
	Abb. 3–48 Verwendung der Abstandslehre	125
	Abb. 3–49 Befestigung der Riemenscheibe	126
	Schritt 6 – Spannen der kurzen Zahnriemen	127
	Schritt 7 – Kalibrierung der Endschalter	127
	3.4 Montage der Z-Positioniereinheit mit Drucktisch	128
	Abb. 3–50 Der fertige Drucktisch	128
	Schritt 1 – Montage des Drucktisches	129
	Abb. 3–51 Teile für die Aufhängung	129
	Abb. 3–52 Zusammengesetzte Aufhängung	130
	Abb. 3–53 Oben: Teile für die Basis, unten: fertig montiert	130
	Abb. 3–54 Teile für das linke Seitenteil	131
	Abb. 3–55 Vorbereitete Seitenteile	132
	Abb. 3–56 Rechtes Seitenteil montiert	133
	Abb. 3–57 Träger für den Drucktisch	134
	Abb. 3–58 Fertiger Drucktisch	135
	Schritt 2 – Aufhängung des Drucktisches	135
	Abb. 3–59 Drei Schritte, um den Drucktisch aufzuhängen	136
	Abb. 3–60 Montierter Drucktisch	137
	3.5 Montage der Materialvorschubeinheit	137
	Abb. 3–61 Teile für den Materialvorschub	138
	Schritt 1 – Montage des Gehäuses	138
	Abb. 3–62 Antrieb mit Gehäuse	139
	Abb. 3–63 Teile für den Materialtransport	139
	Abb. 3–64 Einbau des Materialtransporters	140
	Abb. 3–65 Montiertes Gehäuse und Antrieb	141
	Schritt 2 – Montage des Federspanners	141
	Abb. 3–66 Rahmenteile der Spannvorrichtung	142
	Abb. 3–67 Bügel mit Federspanner einzeln und montiert	142
	Abb. 3–68 Fertige Materialvorschubeinheit	143
	Schritt 4 – Montage des Filamentrollenhalters	144
	Abb. 3–69 Teile für den Filamentrollenhalter	144
	Abb. 3–70 Materialvorschubeinheit und Filamenthalter am Drucker montiert	145
	3.6 Montage der Steuerelektronik	145
	Abb. 3–71 Erdungsarmband	146
	Schritt 1 – Kabel ordnen	146
	Abb. 3–72 Anschluss der Druckeinheit	147
	Abb. 3–73 Kabelführung von der Druckeinheit zum Gehäuse	148
	Abb. 3–74 Kabel für die Endschalter und den X- und Y-Motor	149
	Schritt 2 – Steuerplatine montieren	150
	Abb. 3–75 Steuerplatine und Montagematerial	150
	Abb. 3–76 Schrauben zur Befestigung der Steuerplatine	151
	Abb. 3–77 Montierte Steuerplatine	152
	Schritt 3 – Anschluss der Steuerplatine	152
	Abb. 3–78 Anschlüsse der Steuerplatine	153
	Abb. 3–79 Steuerplatine mit fast allen Kabeln	154
	Abb. 3–80 Geordnete Kabel	155
	Schritt 4 – Montage der Kühleinheit	156
	Abb. 3–81 Teile für die Kühleinheit	156
	Abb. 3–82 Montierter Lüfter	156
	Abb. 3–83 Vorbereitung Lüftungskanal	157
	Abb. 3–84 Montierte Abdeckplatte	157
	Abb. 3–85 Fertige Kühleinheit	158
	Abb. 3–86 Montierte Kühleinheit	159
	Abb. 3–87 Ready to print!	160
	CURA-Versionen	165
	Druck abbrechen	172
	4 Inbetriebnahme	161
	4.1 Vorbereitung des Drucktisches	162
	Abb. 4–1 Voreinstellung der Federspannung	162
	Abb. 4–2 Feinarbeit: Kalibrierung des Drucktisches	163
	Tipps zur Kalibrierung	164
	4.2 Checkliste	164
	4.3 Inbetriebnahme mit CURA	165
	Abb. 4–3 CURA im Expertenmodus	166
	Abb. 4–4 Voreingestellte Experteneinstellungen unter Grundlegend (links) und Fortgeschritten (rechts)	167
	Abb. 4–5 COM-Anschluss des Druckers	168
	4.4 Kalibrierung des Drucktisches mit CURA	168
	Abb. 4–6 Einfädeln des Filaments	169
	Abb. 4–7 Kalibrierter Drucktisch	170
	Druckgeschwindigkeiten	171
	Abb. 4–8 Rotation von Werkstücken in CURA	172
	Abb. 4–9 Kleine Änderungen, große Wirkung	173
	Abb. 4–10 Einstellungen für den linken Roboter in Abbildung 4–9	173
	Abb. 4–11 Roboter mit einer Schichtdicke von 0,2 mm links und 0,1 mm rechts	174
	Abb. 4–12 Umrandung als Hilfsstruktur	175
	Abb. 4–13 Druckeinstellungen für den Zylinder	175
	Abb. 4–14 Ansichten in CURA	176
	Abb. 4–15 So sieht CURA den Zylinder und so würde dieser auch gedruckt.	176
	Abb. 4–16 Black Magic und die automatische Reparatur	177
	4.5 Weitere Funktionen in CURA	177
	Abb. 4–17 Skalierungsfunktionen	178
	Abb. 4–18 Erweiterungen in CURA	178
	Abb. 4–19 Pause at height-Erweiterung	179
	Abb. 4–20 Tweak at Z-Erweiterung	179
	Herzlichen Glückwunsch!	180
	Achtung!	188
	5 Erweiterung 1: UltiController	181
	5.1 Montage des UltiControllers	182
	Abb. 5–1 Teile des UltiControllers	182
	Abb. 5–2 Befestigung des Display-Boards	183
	Abb. 5–3 Kabel zur Verbindung mit dem Drucker	183
	Abb. 5–4 Zusammenbau des Gehäuses	184
	Abb. 5–5 Anschluss des UltiControllers	185
	Abb. 5–6 Fertig montierter UltiController	185
	5.2 Bedienung des UltiControllers	186
	Abb. 5–7 Info-Bildschirm	186
	Eine Datei von der SD-Karte drucken	189
	Schraubenlängen	203
	6 Erweiterung 2: Beheizter Drucktisch	191
	Vorsichtsmaßnahmen	192
	6.1 Montage des Drucktisches	192
	Abb. 6–1 Benötigte Teile für den Drucktisch (ohne Glasplatte)	193
	Abb. 6–2 Montierte Gleitlager	193
	Abb. 6–3 Glasplattenhalter montiert und Kabel angeschlossen	194
	Achtung Brandgefahr!	194
	Abb. 6–4 Vorbereitung für die Befestigung der Heizplatte	195
	Abb. 6–5 Heizplatte und Aluminiumplatte verschraubt	196
	Abb. 6–6 Montierte Glasplatte	197
	Abb. 6–7 Montierte Messingbuchse und Kabelhalterung	198
	6.2 Ausbau des bestehenden Drucktisches	198
	Abb. 6–8 Vorbereitung für den Ausbau des Drucktisches	198
	Abb. 6–9 Entnahme des Drucktisches	199
	6.3 Einbau der Steuerplatine	199
	Abb. 6–10 Verwendung der Bohrschablone 1	200
	Abb. 6–11 Verwendung der Bohrschablone 2	201
	Abb. 6–12 Bauteile für die Montage der Steuerplatine	201
	Abb. 6–13 Befestigung der Steuerplatine und Anschluss der Kabel	201
	Abb. 6–14 Neuer Z-Endschalter mit längerem Hebel	202
	Abb. 6–15 Verbindungen zwischen den beiden Steuerplatinen	202
	Abb. 6–16 Übersicht über die Anschlüsse	203
	6.4 Einbau des neuen Drucktisches	203
	Montage der Abdeckung	203
	Abb. 6–17 Teile für die Abdeckung	204
	Abb. 6–18 Befestigung der Seiten- und Mittelteile	205
	Einbau des Drucktisches	205
	Abb. 6–19 Einsetzen des Drucktisches	206
	Abb. 6–20 Befestigte Platten	206
	Abb. 6–21 Einführen des Z-Motors	207
	Abb. 6–22 Montierte Abdeckung	208
	Abb. 6–23 Anschluss des Drucktisches an die Steuerplatine	209
	Abb. 6–24 Anschluss des neuen Z-Motors	209
	Abb. 6–25 Geschafft!	210
	Abb. 6–26 Der Ultimaker mit UltiController und beheiztem Drucktisch	211
	Abb. 6–27 Fetten der Spindel	212
	6.5 Inbetriebnahme	212
	Abb. 6–28 Installation des neuen 3D-Druckers mit beheiztem Drucktisch	212
	Abb. 6–29 Neue Einstellung für die Temperatur des Drucktisches	213
	Abb. 6–30 Neue Einstellung im UltiController	213
	Abb. 6–31 Anpassung für den neuen Schrittmotor	214
	Schnellkalibrierung	214
	7 Verbesserungen und Umbauten	215
	7.1 Verlegen der Motoren nach außen	216
	Abb. 7–1 X-Motor außenliegend	217
	Abb. 7–2 Umkehren der Drehrichtung des Schrittmotors (rot und blau vertauscht)	217
	Abb. 7–3 Y-Motor von außen montiert	218
	7.2 Befestigung der Materialvorschubeinheit	219
	Abb. 7–4 Befestigungskeil – Download: http://www.thingiverse.com/thing:25436	219
	Abb. 7–5 Nichts wackelt mehr, noch fällt etwas heraus.	219
	7.3 Feineinstellung für oberen Z-Endschalter	219
	Abb. 7–6 Blöcke für Z-Justierung – Download: http://www.thingiverse.com/thing:58582	220
	Abb. 7–7 Viel besser: Feineinstellung für den Endschalter	220
	7.4 Lüfterbefestigung	221
	Abb. 7–8 Lüfterbefestigung – Download: http://www.thingiverse.com/thing: 77107	221
	Abb. 7–9 So sollte der Lüfter befestigt sein.	221
	Abb. 7–10 Version aus ABS mit kleinen Fehlern nach defektem Treiber für den Z-Motor	222
	7.5 Kabelführung für den UltiController	222
	Abb. 7–11 Kabelführung – Download: http://www.thingiverse.com/thing:22719	223
	Abb. 7–12 Schluss mit herumhängenden Kabeln	223
	7.6 Einstellbare Endkappen	223
	Abb. 7–13 Endkappen – Download: http://www.thingiverse.com/thing:54075	224
	Abb. 7–14 So haben die Wellen kein Spiel mehr.	224
	7.7 Beleuchtung	224
	Abb. 7–15 Halterung – Download: http://www.thingiverse.com/thing:970688	225
	Abb. 7–16 Es werde Licht!	225
	7.8 Füße mit Silikondämpfung	226
	Abb. 7–17 Füße – Download: http://www.thingiverse.com/thing:1013009	226
	Abb. 7–18 Vier Füße mit Silikondämpfern	226
	Abb. 7–19 Montierter Fuß	227
	7.9 Seitenscheiben und Frontklappe	227
	Abb. 7–20 Fertige rechte Scheibe	228
	Abb. 7–21 Fertige linke Scheibe	229
	Abb. 7–22 Fertige Frontklappe	230
	Tipp: Sauberer Drucktisch	235
	Generelle Maßnahme bei Problemen mit Materialschrumpfung	233
	Testobjekte zur Kalibrierung	232
	Tipp!	243
	Lagerung von Filamenten	242
	Bezugsquellen	248
	Richtiger Umgang mit dem Werkzeug	257
	Praxistests	265
	8 FDM-3D-Druck in der Praxis	231
	8.1 FDM-3D-Druck ist nicht trivial	232
	8.1.1 Materialschrumpfung	232
	Abb. 8–1 Theorie (links) und Praxis (rechts)	233
	Abb. 8–2 Testobjekt für Maßhaltigkeit vom c’t-Magazin	233
	8.1.2 Materialverwerfungen	233
	Abb. 8–3 Materialverwerfung	234
	Abb. 8–4 Warping bei PLA in der Praxis	234
	Abb. 8–5 Zugentlastung durch Schlitze	235
	8.1.3 Haftung auf dem Drucktisch	235
	Abb. 8–6 Verschiedene Hilfsmittel sorgen für eine bessere Haftung auf dem Drucktisch.	235
	Abb. 8–7 Zu großer Abstand der Düse vom Drucktisch	236
	Abb. 8–8 Mit sorgfältig kalibriertem Drucktisch stimmt das Ergebnis wieder.	237
	Abb. 8–9 Fundament (links) und Rahmen (rechts) zur Verbesserung der Haftung.	237
	Abb. 8–10 ABS haftet auf der Glasplatte des beheizten Drucktisches (100° C) gar nicht.	238
	Abb. 8–11 Auf Kapton-Band haftet ABS deutlich besser, aber auch nicht immer perfekt.	238
	8.1.4 Unterextrusion und verstopfte Düsen	239
	8.1.5 Feuchtes Filament	241
	Abb. 8–12 250-g-Beutel mit Trockenmittel	241
	Abb. 8–13 Vor Staub und Feuchtigkeit gut geschützt	242
	8.1.6 Falsche Geometrie	243
	8.1.7 Nicht verbundene Schichten	243
	Abb. 8–14 Deutliches Zeichen für zu wenig gespannte Zahnriemen	244
	Abb. 8–15 Deutlich erkennbare Unterextrusion	244
	8.1.8 Verschobene Schichten	244
	8.1.9 Beulen	245
	Abb. 8–16 Dünne Deckschicht und zu hohe Temperatur	245
	8.1.10 Fäden	246
	Abb. 8–17 Dasselbe Objekt nur rechts mit minimal veränderten Druckeinstellungen	246
	8.2 Beispiele aus der Praxis	247
	8.2.1 Neue Materialvorschubeinheit	247
	8.2.1.1 Vorbereitung des Druckes	249
	Abb. 8–18 Ansetzen einer ABS-Lösung für die Beschichtung des Drucktisches	249
	Abb. 8–19 Glas mit Kapton-Band und ABS-Beschichtung	250
	Abb. 8–20 Hauchdünne ABS-Beschichtung	250
	8.2.1.2 Drucken	251
	Druck der Basis	251
	Abb. 8–21 Basis auf Drucktisch	251
	Abb. 8–22 Druckeinstellungen für die Basis	252
	Abb. 8–23 Fertige Basis	253
	Druck des Arms für die Spannvorrichtung	253
	Abb. 8–24 Arm für die Spannvor- richtung im Modell	253
	Abb. 8–25 Fertiger und gesäuberter Arm	254
	Druck der Bowdenschlauchklemme	254
	Abb. 8–26 Mutter und Sockel auf dem Drucktisch in CURA	254
	Abb. 8–27 Mutter und Sockel	255
	Klemmkonus für den Bowdenschlauch	255
	Abb. 8–28 Modell auf dem Drucktisch und fertiger Konus	255
	Zahnräder	256
	Abb. 8–29 Die beiden Zahnräder auf dem Drucktisch in CURA	256
	Abb. 8–30 Zahnräder für die Materialvorschub- einheit	256
	8.2.1.3 Anfertigung des Transportrades und des Gegenlagers	257
	Abb. 8–31 Die ersten sechs Nuten	257
	Abb. 8–32 Der fertige Schraubenkopf	258
	Abb. 8–33 Kugellager mit eingelassener Kerbe	259
	8.2.1.4 Zusammenbau	259
	Abb. 8–34 Schritt 1 der Montage	260
	Abb. 8–35 Transportrad und Gegenlager	261
	Abb. 8–36 Wärmeentkopplung mit Silikonschlauch	262
	Abb. 8–37 Motor mit Zahnrad an die Basis montiert	262
	Abb. 8–38 Einstellung des Abstands zwischen den Zahnrädern	263
	Abb. 8–39 Montage abgeschlossen: Der Filamentvorschub ist nun beim Druck einsehbar.	264
	8.2.2 Filamenthalter	266
	Abb. 8–40 Druckteile für den Filamenthalter	266
	8.2.2.1 Vorbereitung	267
	Abb. 8–41 Vorrat an ABS-Aceton-Lösung	267
	8.2.2.2 Drucken	267
	Abb. 8–42 Experteneinstellungen	267
	Abb. 8–43 Einstellungen für den Druck	268
	Druck der Basisplatte	268
	Abb. 8–44 Basisplatte auf dem Drucktisch in CURA	269
	Abb. 8–45 Fertige Basisplatte	269
	Zylinder	270
	Abb. 8–46 Zylinder auf dem Drucktisch in CURA	270
	Abb. 8–47 Fertiger Zylinder	270
	Arme und Winkel	271
	Abb. 8–48 Arme auf dem Drucktisch in CURA	271
	Abb. 8–49 Winkel auf dem Drucktisch in CURA	271
	Abb. 8–50 Fertige und gesäuberte Arme	272
	Abb. 8–51 Fertige und gesäuberte Winkel	272
	8.2.2.3 Zusammenbau	273
	Abb. 8–52 Befestigte Arme	273
	Abb. 8–53 Fertige Halterung	274
	Abb. 8–54 So hat auch das lose Laywood-Filament seine Halterung	274
	9 3D-Modelle	275
	9.1 Downloads aus dem Internet	276
	Tab. 9–1 Übersicht über die großen Portale mit kostenlosen Downloads	276
	Abb. 9–1 Ein Thing bei Thingiverse	277
	Abb. 9–2 Customizable: ein anpassbares Zahnrad	278
	9.2 3D-Scanner	278
	Abb. 9–3 3D-Druck aus einem 3D-Scan. Freundlicherweise zur Verfügung gestellt von 3D Fab (www.3dfab.net).	279
	Abb. 9–4 Artec Eva und Artec Spider: Scanner mit strukturiertem Licht. Freundlicherweise zur Verfügung gestellt von Artec 3D (http://www.artec3d.com).	280
	9.3 3D-CAD	281
	Abb. 9–5 Verschiedene Objekttypen	281
	Abb. 9–6 Eine Fläche und der daraus extrudierte Körper	282
	Abb. 9–7 Ausgeschnitten: Torus (links), ovale Zylinder (Mitte unten), Bohrung (Mitte oben) und Kugel (rechts)	282
	Abb. 9–8 Zylinderdurchbrüche mit Hilfskonstruktionen	283
	Abb. 9–9 152 Bohrungen in zwei Arbeitsschritten und 10 Sekunden	284
	Abb. 9–10 Das Inhaltscenter von Autodesk Inventor Professional	285
	Abb. 9–11 Belastungsanalyse eines Arms der Filamentspule aus Kapitel 8	286
	9.4 Parametrische Konstruktionen	286
	Abb. 9–12 Eine Sechskantschraube mit OpenSCAD erzeugt	287
	Abb. 9–13 OpenSCAD-3D-Modell eines Extruders	287
	9.5 Digitales Sculpting	288
	Abb. 9–14 Mit Sculptris wird aus einer Kugel ein Alien.	288
	Abb. 9–15 Mit MeshLab entsteht die STL-Datei.	289
	9.6 Ausblick	290
	Tab. 9–2 Häufig verwendete 3D-CAD-Programme	291
	A Filamente und Einstellungen	293
	Abb. A–1 Im Buch verwendete Filamente	294
	A.1 Innofil3D PLA 2,85 mm	295
	Tab. A–1 Innofil3D PLA	295
	A.2 REC PLA 2,85 mm	296
	Tab. A–2 REC PLA	296
	A.3 colorFabb Premium Soft PLA/PHA 2,85 mm	297
	Tab. A–3 colorFabb Premium Soft PLA/PHA	297
	A.4 Innofil3D InnoPET 2,85 mm	298
	Tab. A–4 Innofil3D InnoPET	298
	A.5 FormFutura Limosolve 2,85 mm	299
	Tab. A–5 FormFutura HIPS	299
	A.6 REC ABS 2,85 mm	300
	Tab. A–6 REC ABS	300
	A.7 FormFutura Laywoo-D3 Holz 2,85 mm	301
	Tab. A–7 FormFutura Laywoo-D3	301
	Glossar	303
	Index	307
	www.dpunkt.de	0

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3D-Druck für Anspruchsvolle - Mit dem Ultimaker perfekte Werkstücke erstellen

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