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G-Code-Befehle im 3D-Druck

G-Code. Diesen Begriff hast du sicher schon einmal gehört oder im Glossar gelesen, wenn du dich schon ein wenig mit dem 3D-Druck befasst hast. In diesem threedom-Knowledgebase-Artikel erzähle ich dir kurz, was denn ein G-Code überhaupt ist und wofür er im 3D-Druck verwendet wird. Zudem zeige ich dir auf, welche G-Code Befehle für dich wichtig sind, wenn du mit dem 3D-Drucken anfangen möchtest oder schon angefangen hast.

G-Code – Was ist das und wofür wird er verwendet?

3D-Drucker können mit den 3D-Modellen in den Formaten .Stl, .obj etc. nicht viel anfangen, da in ihnen zwar die geometrische Form gespeichert ist, aber nicht, wie der 3D-Drucker mit dieser Form umgehen soll. “Wie schnell soll das Modell in der Schicht Nummer 5 gedruckt werden?” und ähnliche Fragen müssen für den 3D-Drucker beantwortet werden. Die Antworten befinden sich im G-Code, der somit die Sprache des 3D-Druckers darstellt. Erst mit einem G-Code weiß der Drucker, was er zu tun.

Der Slicer übersetzt das 3D-Modell in den G-Code und fügt zudem noch maschinenrelevante Daten ein. Diese wurden exakt für den verwendeten 3D-Drucker definiert. Das heißt, dass der G-Code, den du für deinen Creality CR-10 Drucker erstellt hast, bei deinem Freund mit einem Ultimaker 2 nicht funktionieren wird. Dazu müssten die maschinenrelevanten Einstellungen überarbeitet werden. Zu diesen gehört zum Beispiel die Größe des Druckbetts. Ist diese Einstellung falsch gewählt, startet der Drucker bei dir in der Mitte des Druckbetts und bei deinem Freund vielleicht sogar außerhalb dessen.

Deswegen ist es von Vorteil, wenn man ein Basiswissen in Bezug auf G-Codes hat, um so fehlerhafte Codes verstehen und bei Bedarf auch verbessern zu können. Beachte, dass manche Befehle mit dem Buchstaben G und wiederum andere mit einem M beginnen.

Die häufig verwendeten G-Code Befehle und ihre Bedeutung

Im Folgenden werde ich dir aufzeigen, was der jeweilige G-Code Befehl aussagt, welche Individualisierungen durch welche Werte möglich sind und wie so ein G-Code Befehl aussehen kann.

G28 – Führt das Homing durch

Dieser Befehl sogrt dafür, dass dein 3D-Drucker das sogenannte Homing durchführt. Beim Homing fährt der Druckkopf zurück zu seinem “Nullpunkt”, den er erreicht hat, wenn er die Endstops für alle Achsen (X, Y und Z) angefahren hat. Das ist ein wichtiger Vorgang, weil der Druckkopf dann für jeden Druck denselben Startpunkt hat. Die Wege im G-Code werden von diesem Startpunkt aus vorgegeben. Ohne diesen Bezug zu einem bestimmten Punkt, würden könnten 3D-Drucke nicht vernünftig durchgeführt werden. Zum Ende eines Drucks wird dieser Befehl ebenfalls oft ausgeführt. Das ermöglicht das einfache Herunternehmen der 3D-gedruckten Modelle.

Werte:
Werden keine Werte angegeben, so wird dein Drucker die Endstops aller drei Achsen anfahren. Du kannst jedoch auch selbst bestimmen, welche Achsen er anfahren soll durch das einfach Hinzufügen der Buchstaben X, Y oder Z.

Beispiele:
G28 ; Homing für alle Achsen (X, Y und Z)

G28 X Y ; Homing für die Achsen X und Y

G28 Z ; Homing nur für die Z-Achse

 

G90 und G91 – Den Modus für die Positionierung einstellen (Positioning Mode)

Dein Drucker kann die Positionierung entweder absolut oder relativ durchführen:

  • Absolute Positionierung: Hiermit gibst du deinem 3D-Drucker die Exakte Koordinate für X, Y oder Z vor, die er anfahren soll. Dazu nutzt du den Befehl G90.
  • Relative Positionierung: Hiermit sagst du deinem 3D-Drucker, wie weit er sich von seiner aktuellen Position (X,Y,Z) in (X,Y,Z)-Richtung bewegen soll. Das klappt mit dem Befehl G91.

Du wirst wahrscheinlich die absolute Positionierung in deinen G-Codes häufiger finden, da der Slicer die exakten Koordinaten für die drei Achsen bereits kennt und diese für die Ermittlung der absoluten Position nutzt.

Werte:
Keine.

Beispiele:
G90 ; Nutze die absolute Positionierung für alle drei Achsen
G1 X10 F3600 ; Fahre auf dem Heizbett zum Punkt X=10mm mit einer Geschwindigkeit von 3600 mm/min (F3600)
G1 X20 F3600 ; Fahre auf dem Heizbett zum Punkt X=20mm mit einer Geschwindigkeit von 3600 mm/min

G91 ; Nutze die relative Positionierung für alle drei Achsen
G1 X10 F3600 ; Fahre von der aktuellen Position auf dem Heizbett 10mm nach rechts mit einer Geschwindigkeit von 3600 mm/min
G1 X10 F3600 ; Fahre von der aktuellen Position auf dem Heizbett weitere 10mm nach rechts mit einer Geschwindigkeit von 3600 mm/min

 

G1 – Der Befehl für die Lineare Bewegung

Den G1-Befehl führt dein 3D-Drucker die meiste Zeit aus. Deswegen ist es nicht schlecht, sich diesen mal etwas näher anzuschauen. G1 sagt deinem Drucker, dass er in einer Geraden zum nächsten Punkt fahren soll. Du kannst diesen Befehl nutzen, um eine Achse oder gleich mehrere Achsen zu steuern.

Beachte: Der Extruder wird wie jede andere Achse auch angesteuert. Somit kannst du den Materialfluss (Extrusion) und den Retract des Filaments ansteuern.

Werte:
Wenn du X, Y, und Z angibst, kannst du dem Drucker sagen, welche Punkte er anfahren soll. Beachte aber, dass diese Befehle ensprechend der Art der Positionierung (absolut/relativ) ausgeführt werden und somit entweder die genaue Koordinate anfahren oder den Abstand zum aktuellen Punkt.

Wenn du einen E-Befehl hinzufügst, kannst du bestimmen, ob der 3D-Drucker auf dem Weg auch extrudieren soll und wenn ja, wieviel. Beachte hierbei, dass sich die Extrusionslänge auf das Material bezieht, was vom Feeder in die Düse (Nozzle) gedrückt wird. Sagst du deinem Drucker also, dass er 10mm extrudieren soll, ist die Länge, die aus der Düse rauskommt nicht auch 10mm, sondern viel länger. Das liegt daran, dass das Filament ein Durchmesser von 1,75mm oder 2,85mm hat und die Düse meist nur 0,4mm. Aus dem Grund sind die E-Werte aus dem Slicer geringer als die Wegstrecke, die der Drucker überbrücken muss.

Der F-Befehl gibt deinem Drucker vor, mit welcher Geschwindigkeit er die jeweilige Bewegung ausführen soll. Diese Geschwindigkeit wird immer in der Einheit mm/min angegeben, selbst dann, wenn du im Slicer mm/s ausgewählt hast. Also nicht wundern, wenn im G-Code die umgerechneten Werte stehen.

Viele 3D-Drucker benötigen nur die Werte für die Achsen, die auch tatsächlich bewegt werden sollen. Wenn du möchtest, dass sich nur die X Achse bewegt, schreibst du X hinzu und einen F-Wert für die Geschwindigkeit.

Beispiele:
G1 X0 Y0 F2400 ; Fahre auf dem Heizbett zum Punkt X=0, Y=0 mit einer Geschwindigkeit von 2400 mm/min
G1 Z10 F1200 ; Bewege die Z-Achse auf den Wert Z=10mm mit einer Geschwindigkeit von 1200 mm/min
G1 X30 E10 F1800 ; Drücke 10mm Filament in die Düse während du auf dem Heizbett zum Punkt X=30 mm mit einer Geschwindigkeit von 1800 mm/min fährst.

 

G92 – Festlegung der aktuellen Position (Current Position)

Nutze diesen Befehl, wenn du die aktuelle Position deiner Achsen definieren möchtest. So kann man Verschiebungen (Offsets) in bestimmten Achsen ausgleichen. Häufig wird dieser Befel in Verbindung mit dem Extruder also der E-“Achse” verwendet, um die Position des Filaments zu bestimmen. Du kannst hiermit die aktuelle Filamentposition überschreiben und alle weiteren Befehle in Bezug auf den Extruder werden diese Position als Bezugspunkt nehmen.

Werte:
Bestimme die absolute Koordinate für die Achse, die du mit dem G92-Befehl überschreiben möchtest. Das geht für X, Y, Z und auch E. Wenn du eine Achse weg lässt, wird deren Wert auch nicht mit der aktuellen Position überschrieben.

Beispiele:
G92 E0 ; Stell die aktulle Filamentposition auf E=0 im Extruder.
G1 E10 F800 ; Extrudiere Filament mit einer Länge von 10mm

 

M104 und M109 – Befehle für die Temperatureinstellung des Extruders

Diese beiden G-Code Befehle dienen dazu, die Temperatureinstellung des Extruders einzustellen.

  • M104: Dieser Befehl beginnt mit dem Aufheizen des Extruders und erlaubt das direkte Ausführen von weiteren Befehlen.
  • M109: Dieser Befehlt führt dazu, dass erst gewartet wird, bis die gewünschte Temperatur des Extruders erreicht ist. Erst danach können weitere Befehle ausgeführt werden.

Den G-Code-Befehl M109 sieht man wahrscheinlich öfter, da es ansonsten vorkommen kann, dass der Druck startet, bevor die gewünschte Temperatur überhaupt erreicht ist.

Sind die G-Codes für jeden 3D-Drucker so?

Während M104 und M109 sehr oft verwendet werden, gibt es auch Fälle, in denen andere Befehle zum Einsatz kommen. Das kommt zum Beispiel dann vor, wenn der Drucker .x3g Codes liest anstelle von .gcode-Dateien. Dann wird M133 anstelle des Befehls M109 genutzt. Manche 3D-Drucker wiederum (Flashforge Dreamer, Dremel oder ähnliche) verwenden dann den M6 Befehl. Das hängt dann von der verwendeten Firmware ab.

Werte:

  • Mit dem S-Wert kannst du die Temperatur des Extruders in Grad Celsius festlegen (S190= 190 Grad Celsius).
  • Der Einsatz des T-Werts eignet sich dann am besten, wenn dein 3D-Drucker mehrere Extruder hat und du einen bestimmten auf die gewünschte Temperatur bringen möchtest. Normalerweise ist T0 dann der rechte Extruder, wohingegen T1 dann den linken Extruder beschreibt.

Beispiele:
M104 S190 T0 ; Beginne mit dem Aufheizen von T0 auf 190 Grad Celsius.
G28 X0 ; Führe das Homing für die X-Achse durch, während der Extruder noch aufheizt.
M109 S190 T0 ; Warte bis T0 die Temperatur von 190 Grad Celsius erreicht hat, um dann weitere Befehle ausführen zu können.

 

M140 und M190 – Befehle für die Temperatureinstellung des Heizbetts (Bed Heating Commands)

Mit den M140- und M190-Befehlen bestimmst du die Temperatureinstellung des Heizbetts analog zum M104- und M109-Befehl wie im oben bereits beschrieben.

  • M140: Dieser Befehl beginnt mit dem Aufheizen des Heizbetts und erlaubt das direkte Ausführen von weiteren Befehlen.
  • M190: Dieser Befehlt führt dazu, dass erst gewartet wird, bis die gewünschte Temperatur des Heizbetts erreicht ist. Erst danach können weitere Befehle ausgeführt werden.

Beachte, dass das Aufheizen des Heizbetts einige Zeit in Anspruch nehmen kann. Nicht wundern, wenn dein 3D-Drucker während des Drucks plötzlich eine kleine Pause einlegt (bei M190) bis er dann wieder weiter macht.

Häufig wird der M140-Befehl häufig an den Anfang des G-Codes gesetzt, um dann die anderen Befehle wie das Homing etc. durchführen zu können. Bevor der Druck aber startet, sollte ein M190-Befehl eingebaut werden, um eine stabile Temperatur für die erste Schicht zu gewährleisten.

Gilt das für jeden 3D-Drucker?

Wie bei den M104- und M109-Befehlen gilt auch hier, dass dies von der verwendeten Firmware abhängig ist. Liest dein 3D-Drucker .x3g-Dateien dann wird M134 anstelle von M190verwendet und bei Flashforge Dreamer, Dremel oder ähnlichen Druckern ist M7 zu nutzen.

Werte:

Mit dem S-Wert kannst du die Temperatur des Heizbetts in Grad Celsius festlegen (S30= 30 Grad Celsius). Da die meisten 3D-Drucker nur über ein Heizbett verfügen, bedarf es keiner weiteren Anpassung etc.

Beispiele:
M140 S50 ; Beginne mit dem Aufheizen des Heizbetts auf 50 Grad Celsius.
G28 ; Führe das Homing für alle Achsen durch und heize gleichzeitig das Heizbett auf 50 Grad Celsius.
M190 S50 ; Warte bis die Temperatur von 50 Grad Celsius für das Heizbett erreicht ist, um dann weitere Befehle ausführen zu können.

 

M106 – Steuerung der Lüftergeschwindigkeit (Set Fan Speed)

Mit dem M106-Befehl kannst du die Geschwindigkeit des Bauteilelüfters deines 3D-Druckers einstellen. Beachte bitte, dass dein Drucker auch einen Lüfter besitzen könnte, der den Extruder kühlt. Du solltest also zunächst schauen, ob du den richtigen Lüfter steuerst. Es kann nämlich auch sein, dass du noch keinen Bauteilelüfter eingebaut hast.

Werte:
Hier bestimmt der S-Wert die Geschwindigkeit des Lüfters, wobei 0=Aus und 255=100% Geschwindigkeit bedeuten.

Beispiele:
M106 S255 ; Stelle die Lüftergeschwindigkeit auf 100%.

M106 S127 ; Stelle die Lüftergeschwindigkeit auf ca. 50%. (255/2=127,5)

M106 S0 ; Schalte den Lüfter komplett aus.

 

Quellen:

www.simplify3d.com

 

Fehlen deiner Meinung nach wichtige Befehle?

Schreib’ mir in die Kommentare.

Danke dir 🙂

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Was ist 3D-Druck?

Was ist 3D-Druck?

Der 3D-Druck wird in der Literatur zu den urformenden Fertigungsverfahren gezählt. Das heißt, dass hierbei aus einem formlosen Stoff ein fester Körper hergestellt wird, welcher eine geometrisch definierte Form besitzt. Beim 3D-Druck werden physische Objekte aus digitalen Dateien erzeugt. Diese “digitale Basis” lässt sich auf mehrere Arten generieren:

  • CAD-Modellierung
  • 3D-Scan
  • 3D-Modellierung

Die auf diese Weise entstandenen Daten können vom 3D-Drucker nicht gelesen und 3D gedruckt werden. Dazu wird eine Software benötigt, die die geometrische Form in die Maschinensprache des 3D-Druckers “übersetzt”. Diese Software nennt sich Slicer. Ein Slicer zerschneidet ein 3D-Objekt in einzelne Scheiben und berechnet auf Basis vorgegebener Einstellungen den Verfahrweg des 3D-Druckkopfs (Print Head).

Nun wird beim 3D-Druck durch das schichtweise Auftragen (deswegen sagt man auch additive Fertigung – es wird also was hinzugefügt) von Material aus der digitalen Datei ein fester Körper hergestellt. Das erfolgt je nach verwendeter Technologie unterschiedlich.

Welche 3D-Druckverfahren gibt es?

Vom bekannten Desktopdrucker, der Kunststoff schmilzt und auf ein Druckbett legt bis hin zu industriellen Druckern, die selektiv per Laser Pulver schmelzen, ist alles vorhanden. Die Druckdauer variiert hierbei auf Basis der Technologie, der Objektgröße, der Nachbearbeitung von einigen Minuten bis hin zu Tagen bei sehr großen Objekten, die mit einer sehr hohen Auflösung gedruckt werden.
Die zum Einsatz kommenden Materialien sind dabei ebenfalls von der jeweils gewählten Technologie abhängig. Von Kunststoff, über Metalle bis hin zu Material auf Gipsbasis ist alles vorhanden mit ihren jeweiligen Stärken und Schwächen. Nicht jeder Drucker kann jedes Material verarbeiten.

Die bekanntesten 3D-Druckverfahren sind unter anderem:

  • Fused Deposition Modeling (FDM)
  • Stereolithografie (SLA)
  • Selektives Laser Sintern (SLS – Selective Laser Sintering)
  • Pulver-Binder-Verfahren / Binder Jetting
  • Poly Jet/ Material Jetting
  • Selektives Laser Schmelzen (SLM – Selective Laser Melting)

(Eine ausführliche Definition der jeweiligen 3D-Druckverfahren bekommt ihr bald ebenfalls im Grundlagen-Bereich der Knowl3Dgebase)

Achtung: Der Begriff 3D-Druck bezieht sich in Fachkreisen auf das Pulver-Binder-Verfahren, welches auch als Binder Jetting bekannt ist. Im allgemeinen Sprachgebrauch hat sich aber der Begriff 3D-Druck als Synonym für den Oberbegriff “Additive Fertigungsverfahren” etabliert. Aus dem Grund nutzen wir hier den Begriff 3D-Druck ebenfalls als Oberbegriff. Das bereits erwähnte Verfahren Pulver-Binder-Verfahren bzw. Binder Jetting wird hier nicht mit dem Begriff 3D-Druck gleichgesetzt.

Wer war der Erfinder des 3D-Drucks?

Wusstet ihr, dass es den 3D-Druck bereits seit über 30 Jahren gibt?

“Wie bitte, was?”

Ja.
Ein Herr Namens Chuck W. Hull, Anfang der 80er Mitarbeiter eines Unternehmens, welches Möbel und Papier mit Kunststoffbeschichtungen versah, war der Erfinder des 3D-Drucks. Er kam auf die Idee, Schicht für Schicht Harz per UV-Licht aushärten zu lassen, um feste Körper zu erzeugen. Das war die Geburtsstunde der Stereolithographie. Die heute bekanntesten Desktopdrucker dieser Art sind die Drucker des Unternehmens FormLabs (bspw. der Form 1 und Form 2).

SLA-1, der erste 3D-Drucker

Ich bin dein Vater Form 1” – Das ist der erste 3D-Drucker namens SLA-1. (Bildquelle: 3dhubs.com)

Wieso dauerte es so lange, bis wir von 3D-Druck erfuhren?

Patente waren der Grund dafür, weshalb die Allgemeinheit die 3D-Drucktechnologie nicht nutzen konnte. Jedoch lief im Jahr 2009 das Patent für das Fused Deposition Modeling (FDM) Verfahren aus, welches heutzutage als Sinnbild für 3D-Druck gilt. Vor allem in den Medien wird fast immer nur dieses Verfahren gezeigt, wenn es um den 3D-Druck geht. Das Auslaufen des Patentes ermöglichte somit einen günstigen Start in die 3D-Druckwelt.

Das bekannte RepRap Projekt trug dazu bei, indem es das Ziel verfolgte, eine Maschine zu bauen, die sich selbst replizieren kann. Unternehmen wie Ultimaker und MakerBot bildeten sich aus ehemaligen Makergruppen und so passierte es, dass Maschinen, die vor wenigen Jahren noch Hundertausende von Euro kosteten, nur noch für einen Bruchteil dessen zu erwerben waren. Der Endkundenmarkt für 3D-Drucker war geboren.

Wie geht es weiter mit dem 3D-Druck?

Jährlich werden schätzungsweise 300.000 3D-Drucker im Endkundenmarkt verkauft. Wer den Markt etwas verfolgt, weiß, dass diese Zahl sich stetig vergrößert. 3D Hubs geht von einer Verdopplung dieser Zahl pro Jahr aus. Das ist schon eine Ansage. Um durch den Dschungel an verschiedenen Typen der 3D-Drucker zu gehen, sind Blogs wie meins ja da.

Der Erfinder des 3D-Drucks: Chuck W. Hull

So strahlt nur einer, der was bahnbrechendes erfunden hat: Chuck W. Hull, der Erfinder des 3D-Drucks (Bildquelle: industryweek.com)

Weitere Informationen werden stetig eingebaut.

Freut euch über viel Lesematerial.

Wenn Fragen auftreten, einfach mal melden 😊

 

Quellen:

http://www.3dhubs.com

https://www.3dhubs.com/what-is-3d-printing#how-does-3d-printing-work

http://www.industryweek.com/technology/take-5-qa-chuck-hull-co-founder-3d-systems

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3D-Druck-Glossar

Willkommen im threedom – 3D-Druck-Glossar

Möchtest du das nächste Mal mitreden, wenn sich andere über 3D-Druck unterhalten? Dann schau’ dir dieses Glossar genau an und verbringe etwas Zeit damit.

Hier lernst du die wichtigsten Begriffe.

Kurz.

Und knapp.

Tiefergehende Informationen gibt es dann in Einzelbeiträgen, zu denen die Links hinter den Begriffen zu finden sind bzw. sein werden.

# | A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z

Fehler im Glossar entdeckt oder fehlende Begriffe? Melde dich per Kontaktformular bei mir und ich überarbeite das Glossar 🙂

 


#

3D-Drucker – Ein Gerät der additiven Fertigung, welches aus einem formlosen Stoff – Schicht für Schicht – einen festen Körper herstellt, der eine geometrisch definierte Form besitzt.
3D-Drucken –
Ein Fertigungsverfahren, bei dem durch Hinzufügen von Material die gewünschte Form eines Objekts erreicht wird. Hier verwende ich die Begriffe “Additive Fertigung” und 3D-Drucken synonym.
3D-Modell –
Ein digitales 3D-Modell bildet die Datenbasis für einen 3D-Druck. Entweder wird das Modell in einem CAD-Programm komplett neu erstellt oder ein 3D gescanntes Objekt wird darin optimiert.
3D-Modellierung – Vorgang der Erstellung eines 3D-Modells mit einem CAD-Programm.
3D-Scannen – Ein Prozess, in dem die Geometrie eines realen Objektes aufgezeichnet wird, um aus den gewonnenen Daten ein 3D-Modell herstellen zu können.


A

ABS Steht für Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer und ist ein Thermoplast, der häufig im 3D-Druckverfahren FDM – Fused Deposition Modeling verwendet wird.
Abtragende Fertigungsverfahren – Im Gegensatz zu additiven Fertigungsverfahren wird bei Abtragenden Fertigungsverfahren Material abgetragen, um das gewünschte Objekt zu erhalten (Bspw. beim CNC Fräsen)
Aceton-Behandlung – Zur Glättung der Oberfläche bei 3D gedruckten Objekten aus ABS wird häufig eine Aceton-Behandlung durchgeführt.
Additive FertigungSiehe auch 3D-Drucken
Auflösung – Die Auflösung entspricht der Schichthöhe einer Schicht. Hierbei gilt, dass eine geringere Schichthöhe zu einer höheren Auflösung führt.


B

Bridge – Von einer Bridge (Brücke) spricht man dann, wenn der 3D-Drucker eine Verbindung zwischen zwei einzelnen Punkten drucken muss und sich unter der ersten Schicht dieser Verbindung kein Stützmaterial/Support befindet.
Brim – Ein Brim umgibt das Druckobjekt und ist eine Layerhöhe hoch. Brims werden verwendet, um dem Warping von Objekten vorzubeugen. Die Breite eines Brims kann nach eigenen Wünschen im Slicer angepasst werden.


C

CAD – Steht für Computer Aided Design und bezeichnet eine Designmethode, in der ein Computerprogramm eingesetzt wird, um 3D Modelle in elektronischer Form zu generieren.


D

Druckbett (Print Bed)- Das Bett, auf dem das Objekt 3D gedruckt wird.
Druckzeit (Build Time)- Beschreibt die Zeit, die für die Fertigstellung eines 3D-Druckobjektes mit einem 3D-Drucker benötigt wird.
Druckkopf (Print Head)- Der Druckkopf ist der Teil eines 3D-Druckers, aus dem das Material für den Druckvorgang extrudiert (beim FDM-Verfahren) wird. Er besteht in der Regel aus mehreren Teilen und beinhltet unter anderem die Düse (FDM).
Druckgeschwindigkeit (Print Speed)- Beschreibt die Gechwindigkeit, mit der sich der Druckkopf beim 3D-Druck bewegt. Die Geschwindigkeit wird normalerweise in mm/s angegeben.
Druckvolumen (Build Volume) – Das Druckvolumen beschreibt das maximal mögliche Volumen, das durch einen 3D-Drucker gedruckt werden kann. Dieser Wert variiert je nach verwendeter Drucktechnologie und Drucker.
Düse (Nozzle) – Die Düse – oder im englischen Nozzle genannt – ist der Teil der 3D-Druckers, aus dem das Material letztendlich extrudiert und auf das Druckbett bzw. die vorherige Schicht aufgetragen wird. Der Düsendurchmesser bestimmt dabei nicht nur die Schichtdicke und -höhe, sondern auch die damit verbundene Dauer eines Ausdrucks. Möchte man etwas Großes relativ schnell drucken, setzt man lieber einen größeren Düsendurchmesser ein. Dadurch wird dann jedoch die Oberfläche gröber.


E

Extruder – Der Extruder ist beim FDM-Verfahren zuständig für das Schmelzen des Materials sowie den Materialsfluss. Er besteht in der Regel aus zwei Teilen:

  1. Cold End: Sogt für den Materialfluss über die Filamentspule.
  2. Hot End: Sorgt für das Schmelzen des Materials und das Auftragen auf das Druckbett.

 


F

Filament – So wird das Material genannt, das für den 3D-Druck im FDM-Verfahren benötigt wird. In der Regel befindet sich das Filament in Spulen und kann so für einen besseren Materialfluss ausgerollt werden.
Fused Deposition Modeling (FDM) – Bei diesem Verfahren wird Kunststoff (häufig auf einer Spule gerollt, aber auch als Granulat möglich) in einer heißen Düse geschmolzen und auf ein Druckbett aufgetragen. Kurz darauf erhärtet das Material und wird fest. Der 3D-Drucker bewegt seinen Druckkopf und legt so Schicht für Schicht das Objekt auf. Das FDM-Verfahren ist die gängigste 3D-Druck-Methode und auch die bekannteste.


G

G-Code – Der G-Code kann im Allgemeinen als die Sprache der Maschinen (CNC, 3D-Drucker) beschrieben werden. Anhand des G-Codes weiß der 3D-Drucker, welche Einstellungen er bei dem jeweiligen Druck vornehmen muss und wie Parameter wie beispielsweise die Temperatur und Geschwindigkeit in den einzelnen Schichten eingestellt werden sollen. Zudem wird auch der Verfahrweg des Druckkopfes beschrieben. Ohne G-Code also kein 3D-Druck. Es gibt Ableger mit eigener Dateiendung, die von bestimmten 3D-Drucker-Herstellern nach ihren eigenen Wünschen codiert werden, um so ein nachträgliches Ändern zu verhindern oder den 3D-Drucker nur mit der eigenen Software kompatibel zu machen.


H

Heizbett (Heat Bed/ Heated Bed)- So wird ein Druckbett bezeichnet, welches aufgeheizt werden kann. Somit steht einem eine größere Materialauswahl zur Verfügung, da bestimmte Materialien wie ABS ein Heizbett benötigen, um warping- und spannungsfrei gedruckt werden zu können.
Hohl (Hollow) – Hohle 3D-Druckobjekte werden so bezeichnet, weil sie über kein Infill, sondern nur über die Oberflächentruktur verfügen. So können Prototypen oder Figuren schneller gedruckt werden, sind jedoch nicht so stabil wie 3D gedruckte Objekte mit Infill.


I

Infill – Infill bezeichnet den Anteil an “Füllmaterial” in einem 3D gedruckten Objekt. Dieser Wert wird in Prozent [%] angegeben. 100% Infill heißt somit, dass das Objekt ein Festkörper ist. Mit der Variation des Infills kann man zum einen die Dauer des 3D-Drucks verändern (Mehr Infill = Längere Druckdauer) und zum anderen benötigte Eigenschaften erzielen (Weniger Infill -> Flexibleres Objekt).


J

 


K

 


L

Layerhöhe (Layer Height) – Siehe auch Auflösung


M

Metalldrucken – Der Prozess, in dem Objekte aus Metall 3D gedruckt werden. Dies geschieht durch das selektive Schmelzen oder Sintern von Metallpulver per Hochleistungslaser, wodurch sich ein fester Körper bildet.
Metallpulver – Dient beim Metalldrucken aus Ausgangsmaterial.
Micron / Mikrometer / μ (gelesen “Mü”) – Dieser Wert wird beim 3D-Drucken verwendet, um die Layerhöhe zu bestimmen. Ein Mikron ist ein Tausendstel eines Milimeters, wobei ein menschliches Haar ca. 17 Micron dick ist.


N

Nachbearbeitung (Post Processing)- Von “Nachbearbeitung” spricht man, wenn das Aussehen oder die Materialeigenschaften im Nachgang zu einem 3D-Druck überarbeitet werden. Das beinhaltet je nach verwendeter Drucktechnologie unterschiedliche Möglichkeiten wie zum Beispiel das Abbrechen von Support, UV Aushärtung, Aceton-Behandlung, Schleifen, Polieren, Lackieren etc.)
Nylonpulver – Nylonpulver ist ein gebräuchliches Ausgangsmaterial beim SLS-Verfahren.


O

.OBJ-Datei – In einer OBJ.-Datei wird die Geometrie eines Objekts definiert. CAD-Modelle können als .OBJ-Datei exportiert und in den Slicer eingelesen werden. Der Slicer übersetzt die Datei in den maschinenlesbaren G-Code.
Offset – Der Begriff Offset bezeichnet im 3D-Druck die Verschiebung von Schichten zueinander. Dies ist oft eine Sache der richtigen Einstellung des Druckers und beeinflusst die Qualität eines Ausdrucks.


P

PLA – Polylactide Acid (Polymilchsäure) ist ein Thermoplast und gehört neben ABS zu den beliebtesten Materialien, die im 3D-Druckverfahren FDM verwendet werden. Das liegt an der einfachen Druckbarkeit mit nahezu keinem Warping, wodurch insbesondere Anfängern der Einstieg in die Materie erleichtert wird. PLA gilt als biokompatibel und ist kompostierbar, jedoch nur in industriellen Anlagen, in denen für den Kompostiervorgang perfekte Umgebungseinflüsse herrschen.


Q


R

Raft – Ein Raft ist eine Basis, auf der das Objekt gedruckt werden kann. Durch die Möglichkeit, die Raftbreite und -höhe individuell einzustellen, kann beispielsweise bei sehr kleinen oder großflächigen Objekten das Warpingrisiko vermindert werden. Ein Raft wird nicht bei jedem Druck benötigt, was sich im Laufe der Zeit durch die Erfahrung des Nutzers abzeichnet. Raft ist nicht zu verwechseln mit Skirt oder Brim.
Rapid Prototyping – Der Herstellungsprozess von physikalischen Prototypen auf Basis von digitalen Daten.
Resin – Resin ist das Material, was zur Herstellung von 3D-Druckobjekten im SLA-Verfahren verwendet wird. Es ist ein harzähnlicher Stoff und wird Schicht für Schicht durch mit einem UV Laser gehärtet.


S

Skirt – Ein Skirt wird in der Regel in einem gewissen Abstand zum Druckobjekt in der ersten Schicht gedruckt, um einen kontinuierlichen Materialfluss für das Druckobjekt zu erlangen. Wird ohne Skirt gearbeitet, kann es passieren, dass beim Druck des Objekts der Materialfluss noch nicht ausreicht und somit erste Haftungsprobleme auf dem Druckbett auftreten. Zudem können Skirts dazu genutzt werden, die Ausrichtung des Druckbetts durch die Dicke und Höhe des Skirts zu erkennen. Ist ein Skirt so nah am Objekt heran gedruckt, dass das Objekt und der Skirt sich berühren, entsteht ein Brim.
SLA (Stereolithografie) – Bei diesem Druckverfahren wird ein Resin mithilfe eines UV-Lasers Schicht-für-Schicht ausgehärtet. Durch die Nutzung des Lasers und des Resins können feine Details und Objekte mit einer glatten Oberfläche gedruckt werden.
Slicer – Der Slicer ist eine Software, mit der aus einer .STL-Datei ein G-Code erstellt werden kann. Er übersetzt quasi das 3D-Modell in die maschinenlesbare Sprache.
SLS (Selektives Laser Sintern) – Beim SLS-Verfahren wird ein Laser eingesetzt, der jeweils extrem dünne Schichten eines Pulvers schmilzt oder sintert und so verfestigt.
.STL-Datei – Eine .STL-Datei definiert eine Objektgeometrie über Dreiecke. CAD-Modelle werden in der Regel als .STL-Datei exportiert und in den Slicer eingelesen. Der Slicer übersetzt die .STL-Datei in den maschinenlesbaren G-Code.
Support – Support oder Stützmaterial wird beim 3D-Druck immer dann verwendet, wenn der Drucker quasi in die Luft drucken würde. Support wird benötigt, um erfolgreich Überhänge und Brücken zu drucken. Im Nachgang wird der Support in der Regel abgebrochen. Der Trend geht aber hin zu löslichem Supportmaterial, wodurch die Objektoberfläche im Bereich des Supports weitaus schöner und ebener ist, weil nichts abgebrochen werden muss.


T

Temperaturdifferenz – Der Temperaturunterschied zwischen zwei Punkten. Beim 3D-Druck wird versucht, die Differenz so gering wie möglich zu halten, um die Wahrscheinlichkeit von Warpings und Deformationen zu senken.


U

Überhang (Overhang) – Überhänge entstehen immer dann, wenn eine neu gedruckte Schicht nur teilweise von der Schicht darunter gestützt wird. Das wäre zum Beispiel bei einer 45° schiefen Wand der Fall. Je nach 3D-Druckverfahren wird bei Überhängen mehr oder weniger Support benötigt.


V


W

Warping – Durch die Hitzeentwicklung im 3D-Drucker und der tweilweisen Abkühlung in verschiedenen Bereichen entstehen Temperaturdifferenzen und somit Spannungen im Objekt selbst, wodurch sich dieses verformt.


X

X-Achse – Die Achse, die relativ zum Druckbett von einer Seite zur anderen verläuft (links und rechts)


Y

Y-Achse – Die Achse, die relativ zum Druckbett von vorne nach hinten verläuft.


Z

Z-Achse – Die Achse, die relativ zum Druckbett von von unten nach oben verläuft.

 

 

Recherchequelle(n):
https://www.3dhubs.com/knowledge-base/definitive-3d-printing-glossary
https://www.sculpteo.com/en/glossary/
http://studiofathom.com/glossary/

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Pertinax als 3D-Druckuntergrund

Habt ihr Probleme mit der Betthaftung eures 3D-Drucker?

Habt ihr Klebestifte und Haarspray verwendet und seid einfach nicht zufrieden damit?

Sucht ihr nach einer günstigen, aber sehr guten Lösung für Probleme wie Warping, schlecht aussehende erste Schichten und Rumgematsche mit ABS-in-Aceton-Remix-Pampe?

Dann lest euch diese Seite mal durch.

Ich verwende diese Lösung derzeit nur noch und möchte euch zeigen, dass der “Umbau” relativ einfach vonstatten geht.

Was du benötigst:

Zunächst braucht ihr keine Angst zu haben.

Es kann hierbei nicht viel schief gehen, aber dennoch muss ich darauf hinweisen, dass ihr die folgenden Tipps auf eigene Gefahr umsetzt.

So, hier die Zutatenliste:

  • Pertinaxplatte in einer angemessenen Dicke (Ich verwende 1mm, aber andere nehmen auch gerne 3-5 mm) Bei manchen Händlern wird auch gerne Hartpapier als Synonym verwendet. Ich kaufe meine Platten immer bei Materplatex.de. Wenn ihr das mit dem Zuschneiden bald endlich könnt, spart ihr sicherlich einiges an Geld. Kleiner Hinweis: Pertinax gibt beim Aufwärmen Formaldehyd frei. In großen Mengen giftig, aber in den kleinen Mengen bei den dünnen Platten habe ich bei mir keine gesundheitlichen Auswirkungen festgestellt. Auch von anderen keine Beschwerden gehört. Lüftet bitte zwischen den Drucken ausreichend euer 3D-Drucklabor.
  • Transferfolie 467MP von 3M (Hier bei eBay gekauft)
  • Lineal oder Winkel (Sollten mindestens den Maßen eures Druckbetts entsprechen)
  • Scharfes Teppich- bzw. Cuttermesser (Ich verwende meist das Werkzeug, was in meiner Nähe liegt und die Arbeiten ebenso gut erledigt)
  • Schneidunterlage (Sollte man als 3D-Druck-Enthusiast sowieso besitzen – Wird immer mal benötigt) Tipp bei Amazon
  • Schleifpapier (Ich verwende hier 80er, 120er und 400er Körnung) Tipp bei Amazon

 

Das Heizbett muss dafür nicht ausgebaut werden, aber ich habe in dem Zuge noch andere Dinge erledigt.

Wie kann man Pertinax für den 3D-Druck fit machen?

Im Folgenden erkläre ich euch die einzelnen Schritte, nach denen ich vorgehe. Geduld ist eine Tugend und diese solltet ihr auch nutzen, um schöne und praktische Lösungen erarbeiten zu können.

Schritt 1: Vermessen des Druckbetts

Zunächst sollten wir natürlich das Druckbett vermessen, um eine dazu passende Pertinaxplatte zu erhalten. Manche lassen die Sieten etwas überstehen und andere machen die Pertinaxplatte kleiner, als das Druckbett ist. Das macht wahrhaftig wenig Sinn.

Schritt 2: Zuschneiden der Pertinaxplatte und der Transferfolie

Nachdem du die Maße deines Druckbettes kennst, übertrage diese auf die Pertinaxplatte und die Transferfolie.

Für die Pertinaxplatte nehme ich eine Anreißnadel und einen Winkel und habe dann direkt schon eine kleine Rille im Material.

Beim Zuschneiden der Pertinaxplatte nutze ich wie erwähnt ein Cuttermesser. Das kann ich besser in der Hand kontrollieren und bin

zudem nahezu lautlos. So stört man seine Nachbarn nicht in einem Wut nächtlicher Makerei. Ich gehe dann immer wieder die Bahnen durch

und kontrolliere auf der Rückseite, ob sich die Bahnen bereits abzeichnen.

Wenn ja, breche ich die Platte vorsichtig an dieser Stelle durch. Wenn du geduldiger bist als ich manchmal,

versuche sie gleich zu schneiden. Mit meinem Verfahren bricht manchmal ein minimales Stück ab. Das passiert meist an einer Seite,

sodass diese dann mit der Transferfolie beklebt wird und der Fehler nicht mehr sichtbar ist.

Hinweis: Bei dünnen Platten (0,5 mm) könnt ihr auch eine gute Schere nehmen und die Platte schneiden.

Habt ihr es geschafft, könnt ihr eure Arbeit neben dem Heizbett betrachten.

Dann geht es weiter mit der Transferfolie.

Maße übertragen (Lineal+Stift) und mit dem Lineal als Führung das Cuttermesser zum Schneiden nutzen.

Natürlich könnt ihr hierzu auch eine Schere verwenden.

Schritt 3: Entfernen des alten 3D-Druckuntergrunds und Reinigung des Druckbetts

Um die Pertinaxplatte anzubringen, solltest du zunächst den alten Druckuntergrund entfernen.

War dies nur ein Prittstrift-Rest, geht das natürlich ganz einfach. Kreppband auch. Aber habt ihr eine andere Pertinaxplatte oder

ein anderes System, könnt ihr mit einer dünnen Angelschnur zwischen altem Druckuntergrund und dem Heatbed arbeiten, um beide

Elemente voneinander zu lösen. Danach kurz mal mit Isopropanol reinigen, damit die Transferfolie später besser haften kann.

Sauber und fettfrei sollte es sein.

Schritt 4: Anbringen der Transferfolie auf die Pertinaxplatte

Habt ihr alles gereinigt, könnt ihr die eine Schutzfolie auf der Transferfolie entfernen. Dann ganz bedacht

die Transferfolie auf die Pertinaxplatte anbringen. Fehler werden nicht sooo verziehen, aber es ist relativ gut machbar.

Seht euch meine Platte an. Perfekt ist anders, aber es hält bombenfest. Habt ihr noch ein Räkel von eurer Folienaktion für

euer Smartphone? Könnt ihr hier auch nutzen.

Schritt 5: Anbringen der Pertinaxplatte

Seid ihr mit dem Ergebnis des letzten Schritts mehr oder weniger zufrieden, könnt ihr nun die Pertinaxplatte anbringen.

Dafür nehmt ihr die Schutzfolie ab und klebt die Platte nun in Ruhe langsam auf.

Übt Druck aus, damit die Folie auch schön kleben kann.

Schritt 6: Vorbereiten der Oberfläche der Pertinaxplatte

Zum Vorbereiten der Pertinaxplatte, müsst ihr mit dem Schleifpapier arbeiten.

Manche gehen da von grob nach fein und andere machen es anders herum.

Wieder andere haben da kein Rezept.

Ich beginne mit der 80er Körnung und arbeite mich bis 400 hoch.

Dafür lege ich mit langsamen kreisenden Bewegungen an einer Ecke der Platte los und verfahre in horizontalen (von rechts nach links bspw.) Bahnen.

Sind alle Bahnen durch, kommt die nächste Körnung.

Da fange ich an einer anderen Ecke an und mache vertikale (z. B. von oben nach unten) Bahnen.

Das mache ich dann, bis die Platte einigermaßen weißlich aussieht. An den Ecken drucke ich nicht so oft und gebe mir

da nicht die Mühe, dies komplett an den Rest anzupassen.

Wenn ihr das gemacht habt, seid ihr fast fertig.

Nehm euch ein Küchentuch.

Isopropanol drauf.

Dann macht die Platte schön sauber.

Das kann mehrere Küchentücher in Anspruch nehmen.

Habt ihr noch Reste auf der Platte, kann das Filament nicht richtig haften.

Weiter geht’s!

Schritt 7: Ausprobieren, Optimieren und Spaß haben

Levelt das Bett zunächst.

Danach müsst ihr noch einmal ein Küchentuch mit Isopropanol nehmen und über die Platte fahren.

Ab jetzt bitte nicht mehr mit den Fingern die Platte berühren. Fett und Hautpartikel sorgen dafür, dass

die Haftung nicht ausreicht.

Wenn ihr die Platte später reinigt, macht es – GANZ WICHTIG – wenn sie kalt ist. Auch nicht beim Aufheizen.

Erst säubern, dann kurz warten bis die Matte Oberfläche zum Vorschein kommt. Dann aufheizen.

Jetzt könnt ihr endlich mit dem Drucken beginnen.

Merkt ihr, dass etwas nicht so gut haftet – müsst ihr die Platte nochmal nachschleifen und dann säubern.

Dies sind alles Schritte, die sich irgendwann fast automatisieren. Ihr merkt dann gar nicht mehr, dass ihr sie vollführt.

 

Nach dem Druck:

Wenn der Druck beendet ist, löst sich das Objekt bei einem gut levelten Bett fast von selbst, wenn es sich abgekühlt hat.

Sitzt es tatsächlich bombenfest, nehme ich eine Zange und versuche das mit etwas Stoff geschützte Druckobjekt mit einer Drehbewegung abzukriegen.

Direkt hochziehen führt bei mir zu keinem guten Ergebnis und das Bett musste ich danach oft neu leveln.

Kritik, Feedback oder Fragen?

Meldet euch einfach und wir klären das 🙂

Hoffentlich kannst du nun super drucken und schickst mir per Twitter oder Mail an info @ threedom.de Fotos von deinen tollen Modellen.

Beste Grüße!

Merke!

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