Siechfred Noetigenfalls: 3d-druck

3d-druck


Creality Ender 2
Aktualisiert am 22.07.2018

Druck einer Wand für das Projekt "Taubenhaus". Dieser Druck ist perfekt. Absolut maßhaltig, keine versetzten Layer. Die Schichtstärke von 0,1 mm brachte es zwar auf eine Druckzeit von knappen 19 Stunden, aber das war es mir wert.
Das Projekt wird hier im Blog vorgestellt, wenn es nicht schon eingestellt wurde.

Aktualisiert am 20.05.2018
Mittlerweile hat der Drucker ca. 200 Betriebsstunden hinter sich. Klar, dass die Mechanik darunter leidet und neu justiert werden muss.
Hintergrund war der plötzliche Schichtversatz (Layer Shift/Layer misalignment).

Ich vermutete, dass durch die schräg angebrachte Umlenkrolle der Riemen an dem Rahmen schleift (hat er ja auch, wenn auch nicht stark). Also habe ich den Sitz korrigiert. Der Schichtversatz war immer noch vorhanden.
Dann erst habe ich erkannt, dass der Versatzes nicht in der Y- sondern in der X-Achse auftrat.

Der X-Schlitten hat sich gelockert. Habe dementsprechend die Mutter justiert.
Beim anschließenden Bedleveling habe ich gesehen, dass das Heizbett fast an den Schrauben des Y-Schlitten aufliegt. Da ich 3 mm Spiegelglas als Druckbett verwende, muss das Heizbett tiefer gelegt werden. Das kann man wohl per Software lösen. Ich entschied mich aber für eine Hardwarlösung.
Es wurden zwei Unterlegscheiben in die Andruckwelle eingebaut.
Das Schraubenende schaut nun nicht mehr aus der Mutter. Somit ist genug Spiel für die Justage.

Aktualisiert am 21.01.2018






Probedruck eines Stempels. Es wird überprüft, ob man anhand dieser Stempel Nieten nachbilden kann. Die so hergestellten Papierteile könnten, auf einen Träger geklebt, mit Gießharz abgeformt werden.
Die Nietenköpfe haben (konstruiert) Durchmesser von 0,6 - 0,7 - 0,8 - 0,9 - 1,0 mm. Der Drucker aber macht wohl 0,2 mm Sprünge. 0,9 mm Nietköpfe wirken optisch wie 1 mm Nietköpfe.
Habe immer noch ein kleines Stringing Problem. Musste die Räume zwischen den Nietköpfen an der Form manuell bereinigen. Das Gewusel zwischen den Nietköpfen auf der Form ist optisch nicht sehr schön, stört aber nicht beim Prägen. Das sind Fäden, die sich ob der Materialstärke des Trägers nicht bemerkbar machen.

Aktualisiert am 18.01.2018
Probedrucke von einem Fuß einer Brückensäule (Maßstab 1:32). Jetzt werden einige denken: "Ach du Scheiße, ist das grottig .. ". Die Qualität ist aber recht gut. Man muss bedenken, das ist eine Makroaufnahme. Der Fuß hat eine Baugröße von 20 x 20 x 8 mm. Die beiden Füße links im Bild sind eine Überarbeitung des rechtes Fußes. Deshalb optisch etwas unterschiedlich. Die beiden 0,5 mm Layerdrucke unterscheiden sich auch etwas. Der rechte Druck wirkt sauberer. Ich hatte auch im mittleren 0,5er Druck eine Anpassung im Slicer vorgenommen, die mir allerdings entfallen ist. Hatte an den Einstellungen "First Layer Hight", "Coasting Distance" und "Wipe Distance" rumgespielt. Muss schauen, die alten Werte wieder hinzubekommen. Zu sehen ist auch etwas under-extrusion und Stringing. Das sind mir wohlbekannte Problemchen, die ich hinbekomme.
Etliche Ender 2 Druckbesitzer schwören auf eine kanalisierte Lüftung. Und so habe ich auch dieses Lüftergehäuse (thingiverse thing:2334407) gedruckt und angebaut. Allerdings kann ich keine Verbesserung des Druckbildes feststellen. Aber, nun ist der mal dran und stört nicht ...
Aktualisiert am 07.01.2018
Ich dachte mir, druckst du mal eine kleine Wendeltreppe im Maßstab 1:32. Eigentlich war mir schon im Vorfeld klar, dass das nicht möglich ist. Die Strukturen sind zu filigran. Dennoch, mal schauen, wie der Slicer auf die Provokation reagiert. Wie zu erwarten mit einer Totalverweigerung.
Links im Bild die Treppe aus eines meiner Bücher. Rechts oben der Beginn der Konstruktion (Cinema 4D), in dem Fall nur einer der Sterne aus einer Stufe. Rechts unten in Cura der aus Cinema importierte Stern. Es werden keine Schichtstrukturen angezeigt. Zu winzig das Bauteil.

Der Ender druckt nicht mehr rechtwinklig (wenn er das jemals machte, hatte ich bisher nie geprüft, weil nicht erforderlich). Es gibt eine Abweichung in der X-Achse von 1 mm auf 100 mm.
Das ist ein mechanisches Problem. Alle in Frage kommende Bauteile geprüft, teilweise auseinandergebaut und neu justiert. Das hat alles nichts geholfen. Irgendwo habe ich gelesen, dass einige Druckkollegen diese Probleme auch hatten, wenn auch mit anderen Druckern. Nachdem bei ihnen der gutwillige Weg ordentlicher Bauteiljustierung nicht geholfen hatte, haben sie einfach brutal an den entsprechenden Achsteilen gebogen. Habe ich dann auch gemacht. Etwas die Z-Achse gebogen und schwupp - er druckt wieder akkurat rechtwinklig.



Berliner Kleinpflaster
Ich will ja eine Straßenszene aus dem Berlin der 20/30er Jahre nachbauen. Dazu gehört auf dem Gehsteig auch das typische Kleinpflaster. Im Maßstab 1:32 betragen die Kantenlängen des Pflastersteins zwischen 1,5 und 2,2 mm. Das wollte ich nun drucken. Auch hier war mehr oder weniger klar, dass das nicht funktionieren wird. Die Nozzle mit 0,4 mm ist dafür einfach nicht ausgelegt (aber, ein zweiter Drucker ist schon bestellt, den ich mit einer 0,2 mm Nozzle ausrüsten werde).
Etwas Hoffnung legte ich in den um 180° gedrehten Druckkörper. Der sollte einen glatten Druck ergeben, weil die Druckmasse sich gegen die Glasscheibe presst. Allerdings presst es zu stark. Es verläuft.
Bild 1 zeigt die beiden Versuche. Links das Pflaster nach oben, rechts um 180° gedreht. Links also das Pflaster, welches mit der Struktur nach oben zeigt. Könnte man fast gelten lassen, wenn da nicht die Nozzle diese Akne auf der Oberfläche zurücklässt. Des Weiteren ist der Abstand der Steine zueinander zu dürre. Das liegt am Filamentverlauf. Habe alles probiert, Z-Hub, Rückzug und all die anderen üblich, verdächtigen Einstellungen.
Bild 2 zeigt einen anderen Ansatz. Ich baue eine Schablone, durch die Gips gepresst wird. Die Schablone ist auch gut gedruckt (wenn auch mit einigen Rundungen an den Kanten - Nozzle 0,4 mm), ABER, ich bekomme die kleinen Steinen nicht aus der Schablone 😃.
Im darauf folgenden Video sieht man exemplarisch anhand der Schablone, wie sich der Arbeitsablauf, neudeutsch Workflow, gestaltet.

Das Druckbett wurde ausgetauscht. Statt der Original Kunststoffunterlage verwende ich nun Spiegelfliesen. Die gibt es günstig als 12er Pack im Baumarkt. Der Druck löst sich in dieser Variante besser vom Druckbett.
Ganz schnell eine Tür im Maßstab 1:32 konstruiert und auf den Drucker geschoben. Man sieht wieder die Grenzen des Druckes. Die Oberfläche ist nicht ganz glatt zu bekommen. Pickel stören das Gesamtbild. Das gilt im Übrigen nur für plane Flächen. Rundungen kann der Drucker ganz ordentlich.
Links eine Tür in 0,1 mm Schichtstärke und Linienoberfläche. Rechts 0,5 mm Schicht und konzentrische Oberfläche.

Eingestellt am 28.12.2017
Mein erster 3D Drucker - der Creality Ender 2
Ich wollte nie einen 3D Drucker. Meine Einstellung: Die FFD Drucker sind für den Modellbau zu ungenau und die SLA Drucker, die man ob ihrer präzisen Drucke im Modellbau verwenden kann, sind mir zu teuer.
Alle 3D Drucke bisher regelten zu meiner Zufriedenheit 3D Dienstleister (z.B. Shapeways).
Dann konnte ich aber nicht widerstehen. Gearbest hatte (mit Promocode) oben genannten Drucker für 127 € im Angebot, inkl. Versand, Zoll, Steuern. Noch einmal, für den Modellbau ist so ein Drucker wegen seiner suboptimalen Oberflächengüte im Druck nicht bis bedingt einsetzbar. Manchmal hat man aber nicht sichtbare Teile, z.B. Stützstrukturen im Innenbereich von Modellen oder etwas gröbere Modellteile, die man durch entsprechende Nachbearbeitung (schleifen, spachteln usw.) durchaus damit drucken kann.

Der erste Probedruck, eine, als Datei, mitgelieferte chinesische Glückskatze. Gedruckt mit 0,15 mm Schicht. Es wurden keine Änderungen in der Konfiguration vorgenommen. Rechner zusammengebaut (ist ein Bausatz), Druckbett justiert, Filament eingefädelt und losgedruckt. Die Höhe der Katze beträgt 70 mm.

Kalibrierungsdrucke mit 20 mm Würfeln. Die Würfel wurden mit 0,15 mm gedruckt. Alle Würfel, auch wenn es vielleicht nicht so aussieht, weil die durch Filamentreste etwas schief stehen, haben bis auf Würfel Nummer zwei exakt die Kantenlänge von 20 mm in der X,Y und Z-Achse, auf das Hundertstel genau. Nummer 2 hat 19 mm in der X-Richtung, weil sich der X-Stepper gelockert hat. Der Zahnriemen hing um einige Millimeter durch und verursachte diese Abweichung.
A. gescannt, korrekturmodelliert und gedruckt. Dies ist eine Ansicht, wie sie visuell tatsächlich wahrgenommen wird. Geht man in die Makroansicht, erkennt man die Drucklinien/Treppenstufen. Die Qualität ist für einen Drucker dieser Preisklasse dennoch sehr bemerkenswert. Die kleine Büste ist 60 mm hoch. Die Auflagefläche der Figur ist absolut plan. Der Luftspalt ergibt sich aus Kleberesten unter dem Objekt.
Hier ein Vergleich von drei Drucken der gleichen Büste. Der jeweilige Bildausschnitt stellt im Original eine Höhe von 10 mm dar. Die ersten beiden Drucke sind jeweils 60 mm hoch, der dritte Druck 50 mm. Man erkennt an der Nase Druckartefakte. Ich habe ohne Stützmaterial gedruckt. Die Druckbahnen unter der Nase wurden quasi in der Luft erzeugt, verzweifelt versuchen sie sich an den oberen Bahnen zu halten.
Die erste Figur wurde mit Standardeinstellungen und einer Schichstärke von 0,15 mm gedruckt.
Die beiden rechten Figuren haben folgende von mir angepassten Parameter (Slicer: Cura). Ich benenne nur die von mir geänderten Werte, die anderen habe ich auf Standard gelassen.

Schichtdicke: 0,1 mm
Fülldichte: 20%
Drucktemperatur: 200° (PLA)
Druckplatte: 45°
Filament: 1,75 mm
Fluss: 100%
Druckgeschwindigkeit: 60 mm/s
Füllgeschwindigkeit: 60 mm/s
Geschwindigkeit Außenwand: 20 mm/s (hat bei mir die Qualität entscheidend verbessert)
Geschwindigkeit Innenwand: 50 mm/s
Bewegungsgeschwindigkeit: 75 mm/s
Geschwindigkeit der ersten Schicht: 30 mm/s
Am Anfang hatte ich ein paar Probleme, weil die Nozzle (Druckdüse) das Filament eggte. Das habe ich durch Nachjustieren der Platte abstellen können. Dennoch verwende ich zur Sicherheit noch folgende Einstellungen.
Z-Sprung über gedruckte Teile: ja
Z-Sprung Höhe: 0,3 mm

Ansonsten alle Einstellungen beibehalten. Die ersten Drucke wurden noch auf der mitgelieferten Auflage erstellt. Allerdings bekam ich immer mehr Probleme, die Drucke vom Bett zu lösen. Deshalb wurde die Platte entfernt und durch eine normale 2 mm Glasplatte ersetzt, welche vor dem Druck noch mit wasserverdünnten Holzleim benetzt wird. Nach einer kalten Wasserdusche löst sich der Druck sehr leicht von dem Glas.

Ein "Maschinenbauteil" gedruckt (https://www.thingiverse.com/thing:2473726). Das Teil stabilisiert den oberen Abschluss der Spindel der Z-Achse. Bei solchen Bauteilen kann eine niedrige Auflösung gewählt werden. Ich verwendete hier eine 0,2 Schicht. Des Weiteren die Geschwindigkeit der Außenwand auf 60 mm/s hochgeschraubt.
Folgendes Video ist speziell. Es ist die Aufzeichnung einer Liveübertragung vom Druck des obigen Bauteils. Dazu habe ich erstmalig das Livestreaming von Youtube genutzt - mit sagenhaften zwei Zuschauern, einer davon war ich. Gut, es wusste ja keiner davon.
Die Qualität ist nicht berauschend, weil:

- die Webcam ist sehr alt
- Datenfluss via WLAN nach Youtube, der teilweise unterbrochen war, weil sich meine Nachbarn wahrscheinlich wieder mit all ihrem Kochgeschirr aus Metall springend vor meiner Wohnungstür bewegten, um einen faradayschen Käfig zu erzeugen.
- Codierung des Filmes bei Youtube
- Download von Youtube und anschließende Neucodierung (6 Frames/s zwecks Zeitraffer)
- Erneutes Hochladen auf Youtube mit anschließender Neucodierung

Der Druck dauerte real 35 Minuten ...

In Cinema 4D wurde ein merkwürdiges Objekt erstellt, welches in seiner Quaderform 10 x 10 x 3 mm aufweist. Darauf thront ein Halbrund. Vor dem Halbrund sind eigentlich noch kleine Erhabenheiten wie Nieten und Dreiecke, die im Druck aber nicht zur Geltung kommen. Diese haben teilweise Abmessungen von wenigen Hundertstel. Ich wollte mit dem Körper die Grenzwerte des Druckers testen. Erstmals mit 0,05 Schichtdicke.
Obiges Bild ist schwer zu erklären, weil die Fotografie nicht teilweise meinen Eindruck des Bildes unter der Lupe wiedergibt.
Die 0,20 und 0,15 mm Variante lasse ich einmal außen vor. Am besten SCHEINT die 0,10 mm Variante zu sein. Aber auch nur bei den kleinen Nieten (Die Dreiecke wurden gar nicht erst angefasst). Das Halbrund ist auch schön geworden, aber nicht so "smooth" wie die 0,05 mm Variante. Hier, wie gesagt, auf dem Foto nicht erkennbar, ist das Halbrund fast treppenstufenfrei. Ich habe im Anschluss an diesen Drucken noch einen Kalibrierungswürfel mit 0,05 mm Schichtstärke hergestellt. Der war in seinen horizontalen Flächen gleitend glatt, man hat kein Raspeleffekt, wenn man mit dem Fingernagel über die Fläche fährt. Bei der 0,05 mm Variante obigen Druckes kommen die Nieten nicht zum Vorschein. Die Nozzle pflügte diese weg.
Spätestens hier sei gesagt, dass die Spezifikation zum Drucker als Grenzwert eine Layerhöhe von 0,1 mm festschreibt. 0,05 mm sind gar nicht vorgesehen. Aber ein Kollege auf Youtube hat seinen Creality CR-10 auch 0,05 mm drucken lassen. Der Creality CR-10 ist der große Bruder von dem Ender 2. Technisch fast identisch, aber mit größerem Bauraum.

Um zu testen, ob der Drucker für den Modellbau taugt, habe ich Platten konstruiert, die Nietenreihen aufweisen. Die einzelnen Platten sind, bei 0° beginnend, in 10er Grad Winkeln aneinandergereiht. Die Konstruktion hat eine Baugröße von 112,6 x 20 x 114,6 mm. Die Nieten haben die Größen von 0,6 - 0.8 - 1 - 1.2 und 1,4 mm.
Der Nietendruck auf den so angeordneten Platten soll Auskunft geben, inwieweit sich die Nieten in den unterschiedlichen Winkeln verhalten (sie werden ja teilweise in der Luft hängend gedruckt) und wie sich die Struktur der Plattenfläche darstellt. Des Weiteren kommen hier zum ersten mal Stützstrukturen zum Einsatz. Cura the slicing Slicer hat bestimmt, dass nur ein Drittel der Konstruktion abgestützt werden muss. Mal sehen, ob der Turm nicht einfach während des Druckes umkippt. Das sieht jedenfalls statisch bedenklich aus.
Auf dem zweiten Bild sieht man im Detail die berechneten Bahnen, die die tapfere Nozzle ziehen wird.

Das Grauen. Der hat einfach aufgehört, zu drucken. Kurz hinter der Stützstruktur. Dort rotierte der Drucker im Leerlauf.
Außerdem hat er einen riesigen Versatz produziert. Ein wenig schief ist das Teil auch noch. Ich glaube aber zu wissen, warum. Habe meine Trägerplatte nur an einer Seite fixiert. Die hat sich gelockert und verschoben. Ich werde nun einen weiteren Druck mit einem 0,2 mm statt 0,1 mm Layer drucken (geht schneller) und gleichzeitig die Füllstruktur dichter machen. Vielleicht liegt es daran.
Er hat es wieder getan bzw. nicht getan. Auch der 0,2 Druck mit dichterer Füllung versagt an der gleichen Stelle. Nächste Vermutung: Ich muss die Stützstruktur unter dem gesamten Körper aufbauen.
Wenigstens ist nun das Bauteil gerade und der Versatz ist weg. Links der 0,2 mm Druck, rechts der 0,1 mm Druck.

Hier nun die neue Stützstruktur.
Das Ergebnis. Sieht aus wie erwartet. Die Schrägen weisen die Treppenstruktur auf. Das obere und untere Segment zwar auch, aber verhalten. Gedruckt wurde mit einem 0,2 Layer.
112,60 x 20,00 x 114,60 mm (konstruierte Größe)
113,00 x 20,00 x 115,00 mm (gemessen am Bauteil)
Das sind wohl um die 0,3 .. 0,4 % Abweichung.

Die Struktur auf der Platte unten ist auf diesem Foto schwer zu erkennen. Die Nieten sind eigentlich erhaben, wie sie sein sollten. Allerdings oben abgeflacht. Kein Wunder bei der großen, rohen 0,4 Nozzle.
Die obere Platte hat die besten Nietenreihen. Teilweise zwar etwas verwaschen. Aber das sieht der Normalsterbliche nicht. Das sieht nur das Makroobjektiv. Die großen Nieten (1,6 mm Ø) sind etwas abgeflacht. Da der Drucker an diesen Stellen keine Stützkonstruktion vorfand, hat er das wohl übersprungen. Die Fläche hat auch Treppenstufen. Es wurde ja, wie gesagt, mit einem 0,2 mm Layer gedruckt.
Wieder eine Schnellschusskonstruktion. Das ist eine Art Fenster mit Rundungen und Kanten. darum herum sind Nietenreihen angeordnet: Von Innen 0,2 - 0,4 - 0,6 - 0,8 - 1.0 mm Ø.
Der Slicer hat die 0,2 mm schon einmal nicht erkannt. Die 0,4er könnten bei der vertikalen Wand eventuell gedruckt werden.
Ich werde nun Brute Force technisch die Düse 0,05 mm Layer strullen lassen.

Das Druckergebnis (bissl rot gewaschen - sonst sieht man ja nichts). Auf dem Bild links bleiben. Die Nieten kommen gut. Zumindest, die der Slicer angenommen hat Ø - 0,4 - 0,6 - 0,8 - 1,0.
Ø 0,2 wurde nicht akzeptiert. Es sind noch kleine Riefen zu sehen. Das sind die Druckschichten (0,05 mm). Das Teil wurde in der Position wie oben in der 3D-Zeichnung gedruckt. Man kann mit der linken Seite eigentlich zufrieden sein. Bin ich aber nicht so recht. Warum, weiß ich nicht. Ich werde das noch einmal später mit einer 0,2 Nozzle probieren. Ganz später. Innerhalb des Fensters ist noch diverses Gestrüpp zu sehen. Das sind die Reste der Stützkonstruktion, die ich mit dem Bastelmesser entfernt habe. Das bekomme ich nicht besser entfernt, ohne mich ernsthaft zu verletzen.

Und nun die Katastrophe. Die rechte Seite. Das sieht aus wie eine Splatterszene. Die zu sehenden Gedärme lagen ja beim Druck oben. das sollten eigentlich auch Nieten sein. Allerdings hobelte die Nozzle alles weg. Hier muss ich wohl noch mit dem Z-Sprung experimentieren.
Das Fenster ist gut geworden. Maßhaltig - der umlaufende Steg hat eine Breite von 0,7 mm.