3D Begriffe

Was ist eigentlich "Filament"?

 

Als "Filament" oder zu deutsch auch "Faden" bezeichnet man das Plastik, das von einem 3D-Drucker erst eingezogen und dann eingeschmolzen wird.. Eine typische Rolle wiegt 1 Kilogramm und besteht aus PLA oder ABS. Eine Übersicht der verfügbaren Farben kann man sich auf 3dmarkt.at machen.

 

Was ist eigentlich ein "Extruder"?

 

Der Extruder bildet mehr oder weniger das Kernstück eines 3D-Druckers. Im Falle eines ReplikatorX ist er dafür verantwortlich, das Filament einzuziehen, zu erhitzen und gleichmäßig aus einer sehr kleinen Öffnung herauszupressen.

 

Was ist eigentlich eine "Build platform"?

 

Als Build platform oder auch "Druckplatte" bezeichnet man die Platte, auf der ein 3D-Drucker druckt. Meistens besteht diese Platte aus Aluminium oder sehr hartem Plastik/Plexiglas. Je nach 3D-Drucker-Modell kann die Druckplatte auch beheizt werden, was das Drucken von ABS ermöglicht.

 

Was ist eigentlich "InFill"?

 

Als "InFill" bezeichnet man das Plastik innerhalb eines Objektes. Je nach Einstellung druckt ein 3D-Drucker wie beispielsweise der ReplikatorX 2-3 Schichten "Rand" mit vollem Material. Nach diesem "Rand" beginnt der Drucker, in einem quadratischen Raster das Innenleben aufzubauen. Das spart letztlich Zeit, Material und Geld. Außerdem wage ich zu behaupten, dass die Stabilität der Objekte bei weniger "InFill" im Vergleich zu einem "vollen" Objekt stabiler sind. Pro Druck kann man den Wert für die Innenfüllung einstellen, 10% sind Standard, schon bei 20% ist das Objekt spürbar stabiler.

 

Was ist eigentlich "Raft"?

 

Raft (deutsch etwa: "Fundament" oder "Grundplatte") sagt man, wenn ein zu druckendes Objekt mit einem "Fundament" versehen wird. Hierbei spielt es keine Rolle, ob es manuell oder automatisch hinzugefügt wurde. Mindestens die Software Repetier Host bietet diese Funktion.

Diese Grundplatte wird benötigt, um das Objekt nach dem Druck leichter von der Druckplatte abzubekommen. Bei besonders vollflächigen Objekten ist dies sehr zu empfehlen. Die automatisch von Repetier Host erstellte Grundplatte besteht aus ungefähr 3 Layern. Der erste Layer wird vom Drucker sehr langsam erzeugt und ist darum besonders dick. Danach folgen noch 2 Layer schneller und damit dünner gedruckte Linien. Darauf wird dann erst das eigentliche Objekt gedruckt.

 

Was ist eigentlich "Support"?

 

Support oder auch "Unterstützung" bezeichnet man gedrucktes Material, das nicht zum eigentlichen Objekt gehört sondern lediglich zu dessen Unterstützung dient. Dies wird beispielsweise benötigt, wenn freischwebende Teile gedruckt werden: Da auch auf das Plastik die Schwerkraft wirkt, würde es einfach etwas abknicken bzw. "herunterfallen". Damit es an der richtigen Stelle bleibt, wird darunter entsprechend "Support" gedruckt. Wenn alles gedruckt ist, kann der Support einfach herausgebrochen werden. Je nach Objekt-Design geht das leichter oder schwerer und ist auch entsprechend Rückstandsloser.

Ziel sollte es immer sein, ein Objekt mit so wenig Support wie möglich zu drucken. Hierbei muss es notfalls auch in mehrere, sinnvolle Teile aufgeteilt werden. Weniger Support heißt: Weniger Druckzeit, weniger Materialverschleiß, weniger Müll und damit auch: geringere Kosten.

 

Was ist eigentlich "Brindging"?

 

Brindging bedeutet das der 3D-Drucker Faden zieht beim Druck von Objekten, dies ist ein Folge von Temperaturproblemen beim Druck. Brindging im geringen mase kann leicht am Ende des Drucks behoben werden.

 

Was ist eigentlich "Polyamidklebeband/Kapton Band"?

 

Das Polyamidklebeband auch Kapton-Klebeband genannt, kommt beim 3D Druck mit einer beheizten Druckplattform zu Einsatz. So wird die gesamte Druckplattform mit diesem beklebt, damit das extrudierte Filament besser auf der gesamten Druckplattform haften bleibt. Dieses besondere Klebeband ist speziell für hohe Temperaturen ausgelegt, sodass die Kühlung der Plattform unterstützt wird. Jedoch muss auch beachtet werden, dass das Polyamid Klebeband in Bezug auf Hitzebeständigkeit seine Grenzen aufweist, sodass im Falle einer zu hohen (punktuellen) Temperatur z.B. durch einen elektrischen Funken, sich dieses Umständen entzünden kann.

 

Was ist eigentlich "Bridging"?

 

3D-Drucker bauen Modelle Schicht für Schicht auf. Manchmal müssen dabei Löcher oder sonstige Öffnungen gedruckt werden. Hierbei entsteht das Problem, dass unter solch einer Öffnung Luft ist, die natürlich kein Filament tragen kann. Nicht immer kann hierbei ein Support (siehe unten) platziert werden. Um den Abschluss der Öffnung drucken zu können, verwenden 3D-Drucker eine Eigenschaft des Kunststoffmaterials, die sonst eher unerwünscht ist: das Fadenziehen. Zwischen zwei Sockeln spannt der die Düse durch schnelle Bewegungen mehrere Fäden, die anschließend als Fundament für den weiteren Druck benutzt werden. Da dieses Verhalten an den Bau einer Brücke erinnert, hat sich der Fachbegriff „Bridging“ gebildet.

 

Was ist eigentlich der "G-Code"

 

Ein 3D-Drucker ist im Grunde genommen eine CNC-Maschine, wie zum Beispiel eine computergesteuerte Fräse. Die meisten Druckermodelle verwenden sogar die gleiche Steuerelektronik wie industrielle CNC-Maschinen. Entsprechend wurde die Programmiersprache aus dem CNC-Bereich übernommen: der G-Code.

 

Was ist eigentlich "Oozing"?

 

Wörtlich „triefend“ oder „herausquellend“, bezeichnet „Oozing“ das Verhalten, wenn während einer Bewegungsfahrt dennoch unerwünscht Filament aus der Extruder-Düse entweicht.

 

Was ist eigentlich "Retract/Retraction"?

 

Um das „Oozing“ zu reduzieren, verwenden 3D-Drucker die Technik des „Retracts“. Hierbei wird das Filament sehr schnell ein kleines Stück rückwärts transportiert, um den Druck im Hotend zu reduzieren und durch den entstehenden Unterdruck zwischen Hotend und Noozle ein Einsaugen des flüssigen Kunststoffes zu bewirken. Zusätzlich kann ein Anheben der Extruder-Düse veranlasst werden.

 

Was ist eigentlich der "Slicer"?

 

Modelle werden in Schichten gedruckt. Damit der Anwender nicht manuell diese Schichten in seinem 3D-Programm definieren muss, nehmen einem Slicer-Programme diese Arbeit ab. Heutige Slicer schneiden dabei nicht nur das Modell in Scheiben, sondern berechnen gleich den Toolpath und alle anderen Parameter und generieren ein fertiges G-Code-Programm.

 

Was ist eigentlich "Warping"?

 

Je nach verwendeter Kunststoffmischung entstehen beim Abkühlen des Materials Spannungen in der gedruckten Schicht. Bei ungünstigen Bedingungen kann dies zu einem Aufwölben des bisher gedruckten Materials führen: dem Warping.

 

Was ist eigentlich "Acceleration"?

 

Wörtlich bedeutet „Acceleration“ Beschleunigung. Im Falle des 3D-Druckes ist die Beschleunigung eine wichtige Kenngröße, die Einfluss auf die Druckqualität hat. Dies hat etwas mit der Massenträgheit (oder auch Impulserhaltung) zu tun. Genauso wie man nach dem Genuss von zwei Cheeseburgern mit Pommes sehr viel träger in Bewegung kommt, als nach dem Verzehr eines leichten Salates, kann auch ein Druckkopf als massiges Objekt nicht einfach von 0 auf 100 beschleunigt werden. Genauso sieht dies mit Abbremsen oder Ecken und Kurven aus. Die Acceleration bestimmt dabei, mit welchen Werten der Druckkopf beschleunigt oder abgebremst wird. Mit Hilfe dieses Parameters berechnet die Firmware des 3D-Druckers, welche Maximalgeschwindigkeit ein Druckkopf auf einem bestimmten Pfad erreichen kann und wann mit dem Bremsen begonnen werden muss, um ihn am Ende des Pfades punktgenau zum Stehen zu bringen. Ein Spezialfall ist hierbei die Kurvenfahrt. Hier berechnet die Firmware, mit welcher Geschwindigkeit eine Kurve (die Ecke ist dabei eine Sonderform der Kurve mit Kurvenradius 0) gefahren werden kann, so dass die aufgebrachte Kraft der Schrittmotoren ausreicht, um das Werkzeug genau auf dem programmierten Pfad zu halten (Zentrifugalkraft).

 

Was ist eigentlich "Skirt"?

 

Als Skirt (deutsch auch: Abstreifhülle) bezeichnet man beim 3D-Drucken eine um das eigentliche Objekt zu druckende Umrandung, die das Druckobjekt selbst, anders als der Brim jedoch nicht berührt. Unter Umständen können auch mehrere Skirts um ein Druckobjekt gedruckt werden. Deutlich zu unterscheiden ist der Skirt vom Raft , welcher das Objekt unterfasst.

Der Sinn des Skirts besteht darin, festzustellen, ob das Druckmodell sinnvoll positioniert wurde und auf das Druckbett passt. Zugleich wird dabei deutlich, ob der Abstand zwischen Düse und Druckbett richtig eingestellt wurde. Ein Nebeneffekt des Skirts liegt außerdem darin, dass der Druckkopf vor dem eigentlichem 3D-Druck von altem Restmaterial gesäubert und mit frischem Filament versorgt wird, also quasi eine Reinigung vorgenommen wird. Wie notwendig diese Maßnahme sein kann zeigt sich darin, dass es mitunter eine ganze Umrandung dauern kann, bis überhaupt Material zu sehen ist.

Zusammenfassend lässt sich das Drucken eines Skirts um ein Druckobjekt also als Kontroll- und Reinigungsmaßnahme in Einem beschreiben.

 

Was ist eigentlich "Brim"?

 

Als Brim bezeichnet beim 3D-Drucken einen Rand, der um das eigentliche Druckobjekt herumgedruckt wird. Im Unterschied zum Skirt dockt der Brim an das zu druckende Objekt direkt an. Im Unterschied zum Raft umfasst der Brim das Objekt nur, ohne es zu unterfassen.

Der Sinn dieser Maßnahme liegt in der Verhinderung von Warping, indem das Modell daran gehindert wird, durch das Zusammenziehen des Materials vom Druckbett abzuheben.

 

 

 

 

 

 

 

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