Begriffe und Erklärungen rund um den 3D Druck (Lexikon/Wiki)

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    • Begriffe und Erklärungen rund um den 3D Druck (Lexikon/Wiki)

      Hallo,

      wie schon an anderer Stelle vorgeschlagen, ergreife ich die Initiative und eröffne einmal ein Thema rund um den 3D Druck.

      Hier soll es wie bei einem Lexikon/Wiki um Begriffe und Erklärungen gehen und nicht um Diskussion. Dafür haben wir ja andere Bereiche.
      Ziel/Idee ist es Neueinsteigern und Interessierten ein Basiswissen, zu all den Begriffen des 3D Drucks, zur Verfügung zu stellen.

      Vorschlag zur Vorgehensweise:

      Nennung des Begriffs und Erklärung und/oder einen Link der den Begriff erklärt oder weiterführende Infos bereitstellt. Bilder sind natürlich, im Rahmen des Urheberrechts, auch möglich bzw. mit Quellenangabe einzubinden.
      Links aus externe Quellen können über das Kettensymbol oben in der Formatleiste eingebunden werden, Bilder über das Foto mit den "Bergen".

      Beispiel:

      BegriffErklärungBildLink
      3D Druck
      Erklärungen in Wikipedia
      Eintrag in Wikipedia zu 3D Druck


      Ideen und Anregungen gern. Viel Spaß.
      DomMi
      MST CMX mit Range Rover "GOX 124" und Mercedes G-Klasse Body, RC4WD Defender 90 und ein Jeep ähnlich SCX10. Für die Kinder ein Tamyia Street Rover (DT-02). Youtube-Kanal gibts hier.
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      FilamentBezeichnung für das Material (i.d.R. ein Kunststoff) mit dem unter wärmezufuhr gedruckt wird (quasi die Tinte); Häufig verwendete Durchmesser sind 1,75mm und 3mm ; Hier gibt es verschiedene Materialien z.B. PLA, ABS, ....
      Je nach Material liegt der Schmelzpunkt unterschiedlich hoch, so dass es von der Leistung des Extruders / Hotend abhängt welches Material gedruckt werden kann.
      Erklärung zu einigen Materialien

      Auch wenn es ein Shop ist hier gibts mehr Details zu vielen Filamenten

      Einfache Hinweise zum Thema Filamentauswahl
      FDMFused Deposition Modelling; Kunststoff wird geschmolzen und schichtweise aufgetragen und das Werkstück entsteht; Man spricht dabei auch von einem additiven Verfahren (weil eine Schicht auf die andere kommt, sich das Werkstück also addiert aufbaut.) Schema wie ein solcher Drucker aufgebaut ist siehe Grafik.

      Quelle: update.hanser-fachbuch.de/2013…le-inklusive-gewinnspiel/
      LayerSchicht aus der das Werkstück aufgebaut wird. Viele Drucker drucken mit 0,1 mm, 0,2mm, 0,3 mm Schichtdicken (je nach gewünschter Qualität). Es ibt auch Durcker und Methoden die eine bessere Qualität ermöglichen. Also je kleiner die Schichtdicke, desto weniger sichtbare Linen sind in der Regel zu erwarten. Aber auch die Druckzeit erhöht sich i.d.R. je kleiner die Schichtdicke gewählt wird.Weitere Infos zum Thema Layer
      Auto-LevelingAutomatisches Einstellen des Abstandes der Druckdüse zur Druckplatte. Hierzu gibt es verschiedene Methoden wie z.b. Messen des Abstandes mittels eines Art Schalters, einem Anäherungssensors usw.Link zu Youtube der verschiedene Lösungen aufzeigt (und bewertet) auf Englisch
      MST CMX mit Range Rover "GOX 124" und Mercedes G-Klasse Body, RC4WD Defender 90 und ein Jeep ähnlich SCX10. Für die Kinder ein Tamyia Street Rover (DT-02). Youtube-Kanal gibts hier.

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      Extruder und Hotend
      Der Extruder setzt sich aus dem Hotend und dem Stepper Motor mit "Getriebe" zusammen (siehe Schema). Der Stepper Motor bewegt sich in kleinen Schritten (Stepps) und transportiert das Filament (Druckmaterial) zum Hotend. Das Hotend ist i.d.R. ein Alublock der mit einer Heizung versehen ist um das Filament zu schmelzen. Daran ist eine Düse angebracht durch die das flüssige Material ausgestossen wird.
      Teilweise ist hier auch noch ein Temperaturfühler angebracht.
      Je nach Leistung des Extruders/Hotends sind verschiedene Materialien druckbar (wegen der verschiedenen Schmelzpunkte der Materialien).


      Quelle:comsol.com/blogs/optimize-3d-p…s-transition-temperature/
      indirekte Filamentzuführung
      (auch Bowden Drive)
      Druckmaterial (Filament) wird nicht am Druckkopf direkt transportiert sondern der Transportmotor ist an einer anderen Stelle z.B. am Rahmen des Druckers befestigt. Damit ist der bewegliche Teil des Druckers (Druckkopf) weniger schwer und kann sich leichter bewegen und kann somit ggf. präzieser ausgesteuert werden. Man spricht (siehe Grafik) dann auch nur vom Hotend das sich bewegt (i.d.R. mit einem kleinen Gebläse zur Kühlung).


      Quelle: gunook.com/vollstandige-newbie…er-mit-allen-stucklisten/
      direkte Filamentzuführung (auch direct Drive)
      Das Druckmaterial (Filament) wird durch einen Motor am Druckkopf zum Druckkopf gezogen. Damit ist dieser vergleichsweise schwerer und auch in Summe nicht so einfach zu bewegen. Kann daruch ggf. auch lauter sein als eine Drucker mit indirekter Zuführung. Ein Beispiel hierfür ist der MK8 Extruder.



      Quelle:comsol.com/blogs/optimize-3d-p…s-transition-temperature/
      Düse (auch Nozzle)
      Gängige Durchmesser der Druckdüsen (häufig aus Messing) sind 0,2mm, 0,3mm, 0,4mm, 0,5mm. Diese bildet mit der Heizung (Heater) das Hotend.
      MST CMX mit Range Rover "GOX 124" und Mercedes G-Klasse Body, RC4WD Defender 90 und ein Jeep ähnlich SCX10. Für die Kinder ein Tamyia Street Rover (DT-02). Youtube-Kanal gibts hier.
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      Supportmaterial/ UnterstützungsmaterialSofern bei einem Druck Überhänge, Bögen oder schiefe Ebenen gedruckt werden sollen, kann es notwendig sein weiteres Material zum abstützen des eigentlichen Werkstücks einzufügen. Das Beispiel von Slic3r zeigt (hier mit zwei verschiedenen Farben gedruckt) dies ganz gut. Orange = Supportmaterial, grün = das eigentliche Druckobjekt.
      Das Supportmaterial entfernt man dann nach dem der Druck fertig ist.


      Quelle: manual.slic3r.org/simple-mode/simple-mode
      Füllung
      (auch Infill /Density)
      Das Werkstück gewinnt, neben den Aussenflächen, mit der Füllung an Stabilität.
      Es gibt verschiedene Füllstufen und verschiedene Muster die dem Werkstück Festigkeit geben. Eine beispielhafte Übersicht wie es denn dann im gedrucken Werkstück aussieht findet Ihr Rechts.
      I.d.R. gilt hier, je mehr Füllung, desto mehr Stabilität und vor allem auch eine steigende Druckzeit und Materialverbrauch.


      Quelle:
      3dprint.com/82668/infill-shells-3d-printing/
      Slicer-SoftwareEin Computerprogramm welches das Werkstück in seine Layer zerlegt und danach eine (Steuer-) Datei erstellt (.gcode) die der Drucker versteht und danach druckt. Diese beinhaltet, neben z.B. der Füllung, die Menge der Layer welche die Aussenflächen bilden, das Supportmaterial (wo und wieviel), die Menge des zugeführen Filaments, die Temperatur des Hotends oder auch die Dicke der Layer usw.
      Häufig wird mit dem Drucker/ dem Bausatz des Druckers eine Software mitgeliefert oder empfohlen.
      Z.B. könnten dies sein: CURA, CraftWare, etc. Eine Übersichtsseite zu möglicher Sofware ist verlinkt.
      Cura

      CraftWare

      Weitere Software
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      Hotbed /Heatbed / Heizbett
      Ist die Stelle des Druckers (Druckbett) auf dem das Material gedruckt wird. Häufig aus Metall (z.B. Aluminium) oder Glas (mit einer Metallplatte darunter), also einer relativ glatten Oberfläche. Damit sich das Werkstück nicht bewegt, muss eine entsprechende Haftung hergestellt werden. Hierzu gibt es verschiedenste Lösungen (z.B. wenn man keine Heizung einsetzt): z.B. besondere Oberflächenbeschichtungen, Klebeband, Haarspray, Klebestift u.ä.
      Insbesondere eine Anhebung der Temperatur (durch eine Heizung = "Heater") bewirkt, dass der flüssige Werkstoff besser auf der Oberfläche haftet. In diesem Zusammenhang ist es wichtig dass die Temperatur der Heizung nicht zu hoch (Werkstoff schmilzt wieder und bleibt nicht in Form) und nicht zu niedrig gewählt wird (Hafteffekt tritt nicht ein).
      Bei PLA wird häufig 70 Grad bei den ersten Schichten (ggf. weniger bei den nächsten Schichten), bei ABS häufig 80 Grad benannt.
      Für ein gutes Ergebnis sind am Ende des Tages viele Faktoren, wie auch z.B. die Qualität des Filaments ausschlaggebend.
      DruckertypenHier einmal eine mögliche Betrachtungsweise der Typen:

      Grundsätzlich kann man zwischen fertigen Druckern (quasi RTR) und Bausätzen (KITs oder DIY (Do It Yourself)) unterscheiden. Das ist i.d.R. eine Preisfrage (RTR teurer als DIY). Auch sollte man ein bischen Spaß am basteln haben (...passend zum Modellbauforum).

      Im Bereich Selbstbau finden sich viele Prusa i3 Drucker bzw. genauer dessen Clone oder auch Kossel Drucker.
      Der Prusa ist ein Open Frame (kein geschlossener Drucker) beim dem man sozusagen das gesamte Innenleben (die Technik) sieht . Das Druckbett ist i.d.R. viereckig und meist irgendwas um die 20x20 cm (je nach Modell) groß. Druckhöhen gibt es ab 15cm aufwärts. Insgesamt hat der Drucker eine recht großzügige Stellfläche von ca. 60 x 60 (modellabhängig).

      Beim Kossel Delta Drucker es auch so, dass man alles sieht aber die Bauform ist eine andere. Hier hat es ein rundes Druckbett und der Druckkopf wird an i.d.R. Stangen bzw. Seilen bewegt. Die Stellfläche ist vergleichsweise klein (siehe Bild).

      Nachteil der offenen Form ist die ggf. störende Geräuschentwicklung, Geruchsentwicklung und bei den beheizten Druckbetten die Abwärme. Gerade für den Prusa gibt es im Web pfiffige Lösungen diese Themen einzuschränken. Siehe auch hier im Forum.

      Über den Anet A6/A8 (Prusa i3-Typ) gibt es hier im Forum ja schon eine Diskussion.
      Beispiel Prusa i3 Clon:


      Quelle: all3dp.com/best-reprap-prusa-i3-kit-3d-printer-buy/#flsun

      Beispiel Kossel Clon:


      Quelle: 3d-grenzenlos.de/magazin/3d-dr…-unter-200-euro-27172213/
      Homepage von Prusa

      Eine Übersicht zu kaufbaren Prusa (Klonen) mit wenigen Infos zu den Geräten gibts z.B. hier
      MST CMX mit Range Rover "GOX 124" und Mercedes G-Klasse Body, RC4WD Defender 90 und ein Jeep ähnlich SCX10. Für die Kinder ein Tamyia Street Rover (DT-02). Youtube-Kanal gibts hier.
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      STL-DateiDiese Datei ermöglicht es das am PC erstellte Werkstück in einem vereinheitlichten Format zu speichern damit es dann über ein i.d.R. weiteres Programm (Slicer) aufbereitet (ausgetauscht) werden kann und so die Informationen für einen 3D Druck entstehen. Der Inhalt dieser Datei ist für den Menschen als Bild sichtbar. Ein Beispiel (meine Datei) habe ich rechts eingefügt.Beispiel einer mit MeshMixer geöffneten STL-Datei:
      Wikipedia zu STL Datei
      G-CodeAus z.B. einer STL-Datei wird dann eine maschnienenlesbare Datei durch z.B. einen Slicer erstellt. Die Datei wird dann im gcode-Format (es gibt je nach Druckertyp auch noch weitere Dateiformate) abgespreichert. Diese kann dann der Drucker verstehen und setzt die Inhalte der Datei dann in Temperatur, Schichtdicken und Bewegungen um.

      Diese ist nicht mehr wirklich für den Menschen gut lesbar (es sei den man kann den Code).


      Quelle: the.machini.st/posts/172
      Beispiel G-Code aus Wikipedia
      MST CMX mit Range Rover "GOX 124" und Mercedes G-Klasse Body, RC4WD Defender 90 und ein Jeep ähnlich SCX10. Für die Kinder ein Tamyia Street Rover (DT-02). Youtube-Kanal gibts hier.