3D-Druck (3/3)

Egal mit welcher Methode das 3D-Objekt gedruckt wird, alle Drucker „bauen“ das Modell Schicht für Schicht auf und erstellen so schrittweise das finale Objekt.

Wenn das digitale Modell im CAD-Programm vorliegt, muss es zunächst meist als .stl oder .obj-Datei exportiert werden, um anschließend von entsprechender Software für den 3D-Drucker lesbar zu sein. Die meisten 3D-Drucker liefern eine Software zum Drucken mit – denn nur damit kann dann aus dem 3D-Modell ein „Ablauf“ für den Drucker generiert werden.

 

Als Beispiel nehmen wir die Software „Cura“ von Ultimaker.

Screenshot aus „Cura“: Modell in Schichtdarstellung

 

Was macht die 3D-Druck-Software?
Wie bereits erwähnt muss das 3D-Modell in Schichten aufgeteilt werden, die der Druckkopf dann aufeinander druckt. Die Kernfunktion der Software ist somit das sogenannte „Slicing“ des 3D-Modells. Aufgrund der einzelnen Schichten, die ja einzeln betrachtet flach (2-dimensional) sind, wird daraus ein Pfad generiert. Das Ganze wird als G-Code an den 3D-Drucker übergeben, der dann mit dem Druckkopf diese Anweisungen (wie z.B. Bewege dich zu Koordinate [X,Y], Gebe das Filament aus, etc.) nacheinander ausführt.

Anweisungen im G-Code können in etwa so aussehen:
G28 ; Gehe zu Home-Position (X, Y and Z)
G29 ; Auto-Leveling
G90 ; Absolute Positionierung
G1 X10 F3600 ; Gehe zu X=10mm
G1 X20 F3600 ; Gehe zu X=20mm
G91 ; Relative Positionierung
G1 E10 F240 ; Extrudiere 10mm des Filaments

Buchstabe und Zahl sind jeweils Anweisungen. Hinter dem Strichpunkt sind Kommentare, die nicht für die Maschine relevant sind.
Mehr dazu: G-Code Tutorial

 

Bevor der Drucker jedoch diese Anweisungen ausführt, müssen gewisse Parameter in der Software eingestellt und das 3D-Modell für den optimalen Druck vorbereitet werden:

Druckgeschwindigkeit (Print speed): Sie bestimmt wie schnell der Druckkopf beim Drucken und bei Leerfahrten die Befehle abfährt. Ist der Druckkopf zu schnell, kann das Filament nicht richtig haften, sodass das Modell unvollständig oder unbrauchbar wird.

Schichthöhe (Layer height): Gibt die Höhe der einzelnen Schichten die aufeinander gedruckt werden an. Die minimale und maximale Schichthöhe ist abhängig von der Düse (Nozzle) die am Druckkopf verwendet wird. Je kleiner der Düsendurchmesser (Nozzle size), desto feiner werden die einzelnen Schichten. Insbesondere Rundungen sind dann weniger stufig.

Wandstärke (Shell thickness): Der Wert gibt die Dicke der Außenwand des Modells an.

Füllung (Infill/Density): Die gedruckten Modelle werden innen nur teilweise gefüllt, denn das spart Zeit und Filament. Mit der Einstellung kann man die Fülldichte in Prozent angeben. Meist wird die Füllung als Waben- oder Rastermuster generiert.

Stützen (Support): Für kompliziertere Modellen muss der 3D-Drucker beim Drucken unter den überhängenden Teilen (Overhang) eine Stützstruktur drucken. Die Stützstruktur wird gröber gedruckt und dient dem überhängendem Teil als „Auflage“, damit der Drucker nicht in der Luft druckt. Aufgrund der Beschaffenheit können die Stützen nach dem Druck einfach abgebrochen werden. Es gibt jedoch auch die Möglichkeit Stützen mit zusätzlichem Filament zu drucken, welches sich danach einfach im Wasserbad auflöst.

 

Sind alle diese Parameter eingestellt, kann das „Slicen“ des Modells und die Generierung des G-Codes begonnen werden und der Druckauftrag an den 3D-Drucker gesendet werden.

Lesenswerter Artikel: So arbeiten 3D-Drucker

 

Zurück zur Themenübersicht