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3D-Druck: alles Wichtige

Diese Seite ist der umfassende TinkerVault-Leitfaden zum 3D-Druck. Hier finden Sie ausführlichere Informationen zur Druckerwahl, zu Filamenten, zur Lagerung von Filament, zu Zubehör, Wartung, Druckmodellen und nützlichen Einstellungen. Wenn Sie gerade erst anfangen, lesen Sie zuerst die Seite «3D-Druck. Schnellstart».

Inhaltsverzeichnis

Über den 3D-Druck

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3D-Druck ist zweifellos eine hervorragende Ergänzung für das DIY-Hobby. Mit einem Drucker können Sie viel mehr umsetzen, und er passt hervorragend zu DIY-Elektronik, zur Einrichtung der Wohnung und zu kleinen Reparaturen.

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3D-Druck eignet sich besonders für folgende Aufgaben:

  • Reparaturen von Alltagsgegenständen;

  • Gehäuse für Elektronik herstellen;

  • Halterungen, Befestigungen und Organizer drucken;

  • Teile für DIY-Projekte;

  • Verbesserungen am Arbeitsplatz;

  • Prototypenbau;

  • Hobby und CAD lernen.

 

​Bevor ich einen 3D-Drucker kaufte, habe ich mich mehrere Monate mit dem Thema beschäftigt, um gut auf die Entscheidung vorbereitet zu sein. Ich habe untersucht, welcher Drucker am zuverlässigsten und einfachsten zu bedienen ist, welcher am leisesten arbeitet (für mich ist das besonders wichtig, weil der Drucker in einem Wohnraum steht), welche Filamente eine gute Qualität bieten, ohne zu teuer zu sein, und welches Zubehör ich brauchen würde (zum Beispiel eine Dry Box, da sie für nahezu alle Kunststoffe außer PLA nötig ist, um die beste Druckqualität zu erzielen). Nachdem ich alle Vor- und Nachteile abgewogen hatte, fiel meine Wahl auf den Bambu Lab A1 mit dem AMS Lite System für den Mehrfarbendruck. Obwohl der Bambu Lab A1 der leiseste Drucker ist, habe ich dafür einen schallisolierten Schrank aus preiswerten IKEA Möbeln, womit ich ihn wirklich leise gemacht habe.

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3D-Drucker

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Die Zeiten, in denen 3D-Druck kompliziert war und besondere Kenntnisse für die Bedienung eines 3D-Druckers erforderte, sind vorbei. 3D-Druck war noch nie so leicht zugänglich wie heute. Sie können ohne großen Aufwand problemlos brauchbare Ergebnisse erzielen. Für Ergebnisse höchster Qualität und für andere Kunststoffe als PLA müssen Sie sich allerdings etwas Zeit nehmen, um sich mit dem Thema zu beschäftigen.

 

​Es gibt viele Hersteller von 3D-Druckern. Nachdem ich zahlreiche Tests mit Vor- und Nachteilen gelesen habe, möchte ich zwei hervorheben, die hochwertige, für Anfänger geeignete Drucker herstellen. Sie funktionieren direkt nach dem Auspacken und bieten benutzerfreundliche, ausgereifte Software:

  • Prusa - ist ein tschechischer Hersteller von 3D-Druckern, der für außergewöhnliche Qualität und Langlebigkeit bekannt ist und als Goldstandard für hochwertigen 3D-Druck zu Hause gilt. Qualität hat allerdings ihren Preis: Prusa Drucker sind nicht günstig. Prusa Drucker haben eine offene Architektur und benötigen keine Internetverbindung, falls Ihnen das wichtig ist. Sie lassen sich leicht aufrüsten und verändern (Prusa verkauft auch Teile zum Aufrüsten älterer Druckerversionen, sodass Sie Ihren Drucker viele Jahre aktuell halten können). Prusa Drucker werden zu Recht auch deshalb als die besten DIY 3D-Drucker bezeichnet, weil der Hersteller einen Bausatz anbietet, den Sie anhand einer ausführlichen Anleitung selbst zusammenbauen können. Mit einem solchen Bausatz sparen Sie nicht nur etwas Geld (etwa 25%), sondern lernen Ihren Drucker auch bis ins kleinste Detail kennen.

  • Bambu Lab - ist ein führender Hersteller von 3D-Druckern. Die Drucker sind sehr leicht zu erlernen, und der Kundendienst ist gut. Bambu Lab Drucker gelten als die beste Wahl für Einsteiger in den 3D-Druck. Das Unternehmen bietet eine sehr gute Produktpalette, Software für Desktop und Mobilgeräte sowie Videoanleitungen. Die Drucker sind sehr zuverlässig. In der 3D-Druck-Community habe ich keine ernsthaften Beschwerden über sie gefunden, auch nicht von Nutzern, die mit diesen sehr schnellen Druckern täglich 1-1.5kg Filament verarbeiten. Falls Sie noch nicht sicher sind, ob Sie in den 3D-Druck investieren möchten, lohnt sich ein Blick auf die günstigen Einstiegsmodelle von Bambu Lab:

    • A1 mini - ein leiser, kleiner Drucker (Bauraum 180×180mm) zu einem sehr günstigen Preis (190 Euro), für alle der beste Einstieg in den 3D-Druck. Mit dem AMS Lite System ist auch Mehrfarbendruck möglich (4 Farben).

    • A1 - ebenfalls ein sehr leiser und günstiger Drucker (260 Euro), aber mit einem größeren, praktischeren Standardbauraum von 256×256mm. Er ist so schnell wie die Drucker der P/X Serie, kann wegen seiner offenen Bauweise jedoch bestimmte technische Kunststoffe nicht drucken, die ein geschlossenes Gehäuse und ein sehr heißes Druckbett (>100 °C) benötigen, etwa ABS, ASA und PC usw. Er ist mit dem AMS Lite System für Mehrfarbendruck kompatibel.

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Filament (Kunststoff)

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Es gibt sehr viele Filamentarten mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften. Manche benötigen besondere Druckbedingungen: einen geschlossenen Bauraum mit stabiler Temperatur, eine hohe Düsen- oder Druckbetttemperatur. Einige können bei der Verwendung unbedenklich sein, beim Drucken aber giftige Dämpfe freisetzen (ABS). Für die überwiegende Mehrheit der Nutzer reichen drei Kunststoffarten, die sich sicher zu Hause drucken lassen: PLA, PETG und TPU:

  • PLA - lässt sich sehr einfach drucken, verzeiht Fehler und ist in sehr vielen Farben erhältlich. Damit sollten Sie anfangen.

  • PETG - ist bei schwierigen Geometrien etwas anspruchsvoller und kann bei langen Teilen zu Warping neigen. Gegenüber PLA hat es aber wesentliche Vorteile: Es ist UV-beständig, hitzebeständiger (verformt sich in der Sonne nicht) und etwas elastischer. Es eignet sich für Gegenstände im Freien.

  • TPU - ist ein elastischer und sehr verschleißfester Kunststoff. TPU gibt es in verschiedenen Elastizitätsgraden, die in der Produktbeschreibung als Shore-Härte angegeben sind.

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Filamente von 3D-Druckerherstellern haben in der Regel eine gleichbleibend gute Qualität und enttäuschen nicht. Meist kosten sie allerdings 1.5-2 Mal so viel wie Filamente anderer Hersteller.

Wenn Sie jedoch viel und in vielen Farben sowie mit unterschiedlichen Kunststoffen drucken möchten (davon gibt es Dutzende mit Eigenschaften wie UV-Beständigkeit, Flexibilität, Verschleißfestigkeit, Sprödigkeit, Transparenz, Seidenglanz und Kohlefaseranteil), wird das Hobby teuer. Deshalb lohnt sich ein Blick auf andere, vor allem chinesische Filamenthersteller.

 

Neben dem Filament von Bambu Lab selbst verwende ich häufig Produkte von JAYO und Sunlu sowie gelegentlich von GEEETECH. Nachfolgend finden Sie Links zu Bezugsquellen.

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Webressourcen zu Filamenten und passenden Druckeinstellungen:

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Probleme mit der Druckqualität und Kalibrierung

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Wenn Sie mit der Qualität Ihrer 3D-Drucke unzufrieden sind oder die Leistung verbessern möchten, lohnt es sich, den 3D-Drucker auf Ihr Filament zu kalibrieren. Diese Kalibrierung gilt für eine bestimmte Filamentart einer bestimmten Marke (manchmal sogar für eine bestimmte Farbe). Slicer bieten dafür Kalibrierungstests. In Bambu Studio sind Flow dynamics und Flow rate besonders beliebt und nützlich.

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Weitere Informationen zur Verbesserung der Druckqualität:

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Dry Boxes (trockene Behälter)

 

Wenn Sie nur PLA drucken, brauchen Sie nicht sofort einen Filamenttrockner. Wenn Sie PETG, TPU oder Nylon drucken oder angebrochene Spulen lange lagern, wird die Kontrolle der Luftfeuchtigkeit sehr wichtig.

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Fast alle Kunststoffe (PLA in geringerem Maße) müssen vor der Verwendung getrocknet oder sogar direkt aus einer Dry Box gedruckt werden. Sie nehmen Feuchtigkeit aus der Luft sehr gut auf, was das Risiko für Druckfehler bis hin zu unbrauchbaren Ergebnissen erhöht. Feuchtes Filament ist selbst bei einem guten Drucker eine sehr häufige Ursache für schlechte Druckqualität.

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Die Luftfeuchtigkeit am Lagerort des Filaments sollte 30% nicht überschreiten (bei PLA darf sie höher sein). So trockene Luft ist in einem gewöhnlichen Raum sehr schwer zu erreichen. Deshalb wird Filament in Schränken, Behältern oder luftdichten Beuteln gelagert, in denen sich die erforderliche Luftfeuchtigkeit leichter erreichen und kontrollieren lässt.

Für manche Materialien kann sogar eine Luftfeuchtigkeit von 10-20% erforderlich sein.

Dry Boxes können passiv sein (eine luftdichte Box mit einem Trockenmittel, nämlich Silicagel) oder aktiv, mit einer beheizten Kammer und manchmal Fächern für Silicagel.

Manche verwenden Dörrautomaten für Lebensmittel als aktive Filamenttrockner, aber spezielle Geräte sind besser und sicherer für den Kunststoff.

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Die Möglichkeiten, Ihr Filament trocken zu halten, lassen sich in drei Varianten einteilen:

  • Minimale Ausstattung

    • Vakuumbeutel;

    • Silicagel;

    • Hygrometer.

  • Optimale Ausstattung (zusätzlich zur minimalen Ausstattung)

    • aktiver Filamenttrockner für 1-2 Spulen;

    • luftdichter Behälter (passive Dry Box);

    • PTFE-Schlauch vom Behälter zum Drucker.

  • Erweiterte Ausstattung (zusätzlich zur optimalen Ausstattung)

    • Sunlu S4 oder ein vergleichbares Gerät;

    • mehrere Dry Boxes zur dauerhaften Lagerung, damit das Filament nicht zwischen Behältern und Vakuumbeuteln umgepackt werden muss.

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Vakuumbeutel.

Um angebrochene Filamentspulen in einwandfreiem Zustand zu halten, empfiehlt sich unabhängig davon, ob Sie Dry Boxes besitzen, der Kauf folgender Dinge:

Diese Pumpe und die Vakuumbeutel ergänzen einen aktiven Filamenttrockner hervorragend: Sie können getrocknetes Filament sofort luftdicht verpacken, damit es keine Feuchtigkeit erneut aufnimmt. Sie können auch einen Ständer für die Pumpe, der das Vakuumieren schnell und einfach macht, drucken. 

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Passive Dry Boxes.

Das Wichtigste bei passiven Dry Boxes ist, dass sie gut abdichten und die richtige Größe für Filamentspulen haben. Lebensmittelbehälter erfüllen diese Anforderungen sehr gut.

Zu den beliebtesten und preiswertesten Behältern, die sich als Dry Boxes eignen, gehören: 

Damit das Innere des luftdichten Behälters trocken bleibt, müssen Sie darin ein Trockenmittel, nämlich Silicagel, platzieren (Amazon.de) (Amazon.com).

Wenn Sie direkt aus einem solchen Behälter drucken möchten, müssen Sie ihn aufrüsten: Drucken Sie Rollen, auf denen sich die Spule drehen kann, und installieren Sie Schlauchanschlüsse.

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Aktive Filamenttrockner

Hier sind 2 Beispiele für aktive Filamenttrockner:

  • Sunlu S2 (Amazon) (AliExpress) - ein zuverlässiges und in der 3D-Druck-Welt beliebtes Modell. Zu seinen wichtigsten Eigenschaften gehören der leise Betrieb und die kompakte Bauweise; es ist für 1 Spule ausgelegt. Eine Version für 4 Spulen gibt es ebenfalls - Sunlu S4.

  • Creality Space Pi 1 spool 145W dryer box (AliExpress) (Amazon) - ebenfalls ein beliebtes Modell mit modernem Design, allerdings deutlich lauter als Sunlu S2. Es gibt auch eine Version für 2 Spulen.

Sehen Sie sich auch eine DIY-Version eines Filamenttrockners auf Basis eines IKEA Behälters und Arduino an.​​​​​​​​

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Wartung des 3D-Druckers

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Wenn Sie die Lebensdauer Ihres 3D-Druckers verlängern und einwandfreie 3D-Drucke erhalten möchten, sollten Sie ihn regelmäßig warten: insbesondere schmieren, kleine Kunststoffreste entfernen, die beim Betrieb entstehen, und die Druckplatte mit Seifenwasser waschen.

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Bambu Lab Drucker weisen ihre Nutzer gelegentlich darauf hin, dass die Achsen geschmiert werden müssen. Wenn Sie eine solche Meldung erhalten, schmieren Sie gleich alle Achsen, unabhängig davon, welche Achse genannt wird. Das dauert nicht lange und trägt zu einer langen Lebensdauer des Druckers bei.

Manche verlassen sich nicht auf die Meldungen und schmieren bei täglichem, intensivem Drucken die Y- und X-Achse alle 2 Wochen und die Z-Achse jeden Monat.

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Schmierfett und besonders Öl aus kleinen Tuben sind schnell aufgebraucht. Die mit dem Drucker gelieferte kleine Tube ist bald leer; planen Sie deshalb Ersatz ein. Nachfolgend finden Sie Schmiermittel und Zubehör, die Ihnen dabei helfen:

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Zubehör für 3D-Druck und Drucker

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Zubehör, das ich regelmäßig verwende:

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Grundlegende Werkzeuge

  • Seitenschneider (auch Feilen, Schraubendreher, Dremel und Schleifpapier können nützlich sein. Ich empfehle meine Übersicht über DIY-Werkzeuge, die ich verwende)

  • ​Klinge zum Ablösen von Teilen vom Druckbett (AliExpress) - sehr praktisch, um festhaftende Reste wie Brims und Kalibrierlinien vom Druckbett zu lösen. Die Klinge ist sehr dünn, gleitet über die Oberfläche und beschädigt sie nicht.

  • Klebstoff zur Verbesserung der Haftung (verbessert die Haftung in einigen schwierigen Fällen, wenn andere Methoden nicht helfen. Ein solcher Klebstoff kann beim Drucken von TPU auch die Druckplatte schützen: TPU haftet sehr stark und kann die Druckoberfläche beschädigen, wenn das fertige Teil abgelöst wird)

  • Wischtücher;

  • Schmiermittel;

 

Für die Lagerung und Zuführung von Filament

  • PTFE-Schlauch (beim 3D-Druck werden meist PTFE-Schläuche mit 4mm Außendurchmesser und 2.5mm Innendurchmesser (OD4, ID2.5) oder mit 3mm Innendurchmesser verwendet. PTFE ist ein besonders gleitfähiges Material, das die Reibung erheblich verringert. Dadurch bewegt sich das Filament leichter und der Schlauch hält länger.)

  • Schlauchanschlüsse (Version PC4-M10 - Gewinde M10, und PC4-M6 - Gewinde M6)

  • Dry Boxes;

  • Vakuumbeutel.

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Für DIY und den Zusammenbau von Modellen

  • Lötspitze (TS100/TS101) für die Montage von Einschmelzmuttern in Kunststoffmodellen

  • Magnete - Magnete sind in vielen gedruckten Boxen nützlich und dienen auch zur Befestigung von Metallwerkzeugen. Sie können verschiedene Größen benötigen. Am beliebtesten sind 4×2mm, 6×3mm und 8×3mm.

  • 608zz Lager (Amazon) - Lager, die oft in DIY-Projekten und bei Drucker-Upgrades verwendet werden.

  • Entgratmesser (ein sehr nützliches Werkzeug zur Nachbearbeitung von Teilen)

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Zur Verbesserung des Drucks (Druckplatten):

  • Bambu Lab A1 Mini (AliExpress), (Amazon) 

  • Bambu Lab A1/P1P/P1S/X1C (AliExpress),​ (Amazon)

  • CryoGrip-Frostbite (AliExpress), (Amazon), (Official website) - eine neue Generation von Druckplatten, auf denen ich PETG und PLA bei 25 °C drucke, also ganz ohne Heizung! Alles haftet hervorragend und löst sich nicht. Ich wasche die Druckplatte 1 Mal pro Woche ausschließlich mit Spülmittel und Wasser. Die Leistungsaufnahme sank fast auf ein Drittel (von 115W auf 42W). Nach 9 Monaten sehr intensiver Nutzung nur einer Seite der Druckplatte (täglich 8-12 Stunden Druckzeit) entstanden einige Schäden an der Oberfläche (1-2mm an etwa 5 Stellen), und die Haftung ließ nach. Zum Ausgleich musste ich die Temperatur für PETG auf 40-45 °C erhöhen, was immer noch niedriger ist als bei strukturiertem PEI.​​

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Websites mit 3D-Druckmodellen

 

Websites mit überwiegend kostenlosen, aber auch kostenpflichtigen 3D-Modellen:

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Websites mit 3D-Modellen, von denen nicht alle für den 3D-Druck erstellt wurden

  • 3D Model Database - eine Suchmaschine für 3D-Modelle. Nicht alle Modelle lassen sich für den Druck vorbereiten.

  • GrabCAD - eine Bibliothek von CAD-Modellen in Formaten gängiger CAD-Anwendungen; die Modelle können für den Druck vorbereitet werden.

  • Traceparts - technische 3D-Modelle mechanischer Bauteile für eigene Projekte

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Lassen Sie sich von den hervorragenden Modellen in den Wettbewerben inspirieren. Sehen Sie sich besonders die Gewinner an.

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CAD-Anwendungen

Irgendwann möchten Sie vielleicht ein eigenes Modell erstellen, weil Sie kein passendes finden, etwas Einzigartiges oder Spezielles benötigen oder einen kaputten Haushaltsgegenstand reparieren wollen. Einige einfache Dinge lassen sich mit Slicern erstellen, doch beim Entwerfen von Modellen sind deren Möglichkeiten sehr begrenzt. Dafür gibt es spezielle Software: CAD. Auf dem Markt sind viele CAD-Anwendungen erhältlich, darunter kostenlose Versionen für die private Nutzung.

 

Zu den beliebtesten gehören:

  • TinkerCAD - der einfachste Einstieg. Gut für Anfänger geeignet

  • Shapr3D - läuft als native Anwendung auf Windows, macOS, iPad und Apple Vision Pro; auf dem iPad lässt es sich mit einem Stift bedienen, und Anfänger finden sich schnell zurecht.

  • Onshape - bequem im Browser nutzbar, gut für parametrische Modelle.

  • Autodesk Fusion - ein leistungsstarkes Werkzeug für professionelle Modellierung.

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3D-Modelle für Drucker-Upgrades

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Bambu Lab A1/A1 Mini Verbesserungen:

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Schrank für den Bambu Lab A1 Drucker aus IKEA Möbeln

 

AMS Lite Verbesserungen

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Filamentmuster (Swatches)

  • Swatches - ein hervorragendes Musterdesign mit einem Bereich zur Beurteilung der Transparenz

 

IKEA Verbesserungen

 

Weitere nützliche Modelle

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3D-Modelle für DIY und Elektronik

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Verbesserungen und Zubehör für zu Hause:

 

Dremel Verbesserungen

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Batterien und Akkus:

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Weitere nützliche Modelle

  • Sanding stick / Alternative design - ein praktischer Schleifpapierhalter, der die Nachbearbeitun

    g erleichtert

  • Screw Gauge by Bambu Lab - wenn Sie viele verschiedene Schrauben haben, ist dies ein unverzichtbares Hilfsmittel, um deren Länge und Durchmesser schnell zu bestimmen

  • Collection of measurement tools - eine hervorragende Sammlung von Messwerkzeugen

  • Kugellager-Generator - Kugellager lassen sich leicht und schnell drucken. Sie können jede Größe generieren und eine STL-Datei erhalten. Geeignet für Konstruktionen ohne hohe Belastung; ich verwende sie in Buchsen für Filamentspulen im Format 608zz (6×8×22mm).​​​

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Slicer-Einstellungen, Tipps zur Druckqualität und weitere Informationen

  • Anleitung zum Bau eines schallisolierten Schranks für den 3D-Drucker aus preiswerten IKEA-Möbeln

  • Wie viel Platz Sie für den Bambu Lab A1 Drucker benötigen.

  • So verringern Sie die Abfallmenge beim Mehrfarbendruck: Video1, Video2

  • Die adaptive Schichthöhe kann die Druckqualität deutlich verbessern. Manchmal müssen Sie jedoch die minimale oder maximale Schichthöhe begrenzen, zum Beispiel auf mindestens 0.16mm. Legen Sie dazu die minimale und maximale Höhe unter Printer Settings → Extruder → Layer height limits fest.

  • Einfluss der Slicer-Einstellungen auf die Festigkeit des Modells (Links zu ausführlichen Videotests):

    • Schichthöhe - am besten höchstens die Hälfte des Düsendurchmessers wählen (bei 0.4mm eine Schichthöhe von <=0.2mm)​

    • Anzahl der Wände, Art und Anteil der Füllung - optimal sind 3 Wände + 20% Füllung. Wenn 20% Füllung nicht ausreichen, erhöhen zusätzliche Wände die Steifigkeit stärker als mehr Füllung. 3D-Honeycomb ist am festesten, Gyroid folgt bei der Steifigkeit und verbraucht weniger Kunststoff.

    • Linienbreite - eine Linienbreite von bis zu 140% des Düsendurchmessers beeinflusst die Qualität kaum, verbessert aber die Verschmelzung der Schichten und damit die Festigkeit bei gleicher Wandstärke (die Anzahl der Wände sollte entsprechend verringert werden).

  • Philips Fixables - ein gemeinsames Projekt von Prusa und Philips für kostenlose 3D-Modelle von Ersatzteilen für Philips-Geräte, zum Beispiel Trimmer und Rasierer.

  • 3D-Druckteile verkleben - ein ausgezeichneter Artikel über verschiedene Klebstoffarten und die Besonderheiten ihrer Anwendung. Er ist auch außerhalb des 3D-Drucks nützlich.

  • Entwurf flexibler (beweglicher) Verbindungen für den 3D-Druck.​

  • Ein ausgezeichneter Artikel über Methoden zur Verringerung von Warping, das auch bei PLA auftritt, wenn große Teile gedruckt werden.

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