Wir zeigen Ihnen, wie Sie den richtigen 3D-Drucker finden

Wenn Sie sich für einen 3D-Drucker interessieren, kann Ihnen unser Ratgeber dabei helfen, das richtige Gerät zu finden, um in die Welt des 3D-Drucks aufzubrechen.

Vor nicht allzu langer Zeit galten 3D-Drucker noch als Exoten. Mittlerweile sind Desktop-3D-Drucker auf dem Vormarsch, mit denen jedermann professionelle Prototypen fertigen kann. Aufgrund der großen Auswahl an 3D-Druckern ist es nicht leicht, das passende Gerät zu finden. Wir möchten Ihnen die gängigen Verfahren vorstellen und zeigen, was 3D-Drucker zu leisten imstande sind.

Schmelzschichtung beim 3D-Druck

3D-Druck nutzt additive Drucktechniken. Das Verfahren mit der größten Verbreitung heißt Schmelzschichtverfahren. Im Englischen ist es als Fused Filament Fabrication oder als Fused Deposition Modeling bekannt. Bei diesem Verfahren wird Kunststoff (Filament) geschmolzen, um dann schichtweise aufgetragen zu werden. Hierbei kommen vor allem Acrylnitril-Butadien-Styrol) kurz ABS sowie PLA (Polymilchsäure) zum Einsatz. Während ABS erst bei 220° C schmilzt und eine beheizbare Bauplattform benötigt, kommt PLA mit einem Schmelzpunkt von 180° C und unbeheizten Plattformen zurecht.

Drei Faktoren bestimmen die Qualität des Objekts: die Druckauflösung, der erstellte Maschinencode und die Vorlage. Um Überhänge wie ausgestreckte Arme zu "drucken", bauen die 3D-Drucker temporär Stützen auf und die als Rafts bezeichneten temporären Hilfsplattformen sorgen für sichere Haftung auf der Bauplattform. Das Angebot an Kunststoff verarbeitenden 3D-Druckern ist inzwischen sehr groß. Zur Herstellung mehrfarbiger Objekte ist bei Druckern mit einer Druckdüse der Kunststoff während des Druckvorgangs zu tauschen. Eine Alternative sind die - noch seltenen - 3D-Drucker mit zwei Druckdüsen.

Bausätze für 3D-Drucker bieten günstigen Einstieg

Auch wenn 3D-Drucker als Bausatz zur Selbstmontage am günstigsten sind, müssen Sie auch hier einige Hundert Euro für die Anschaffung einplanen. So kostet beispielsweise der Velleman K8200 um die 500 Euro. Immerhin kann der 3D-Drucker sowohl ABS als auch PLA verarbeiten. Um den Drucker selbst zusammenzubauen, benötigen Sie viel Zeit und Grundkenntnisse über Elektronik. Ebenso sollten Sie handwerkliches Geschick mitbringen und mit einem Lötkolben umgehen können.

Bei einer weiteren Kategorie 3D-Drucker haben Sie die Wahl zwischen Bausatz und fertig montiertem Gerät. Dazu zählt der Ultimaker. Während der Bausatz rund 1.200 Euro kostet, müssen Sie für den zusammengebauten Drucker 1.500 Euro hinlegen. Ähnlich sieht der preisliche Abstand auch beim Renkforce RF1000 von Conrad aus. Als Fertigvariante kostet er rund 2.000 Euro. Als Bausatz ist er bereits für rund 1.500 Euro zu haben. Das Modell ist zudem um einen Fräs- und Graviereinsatz erweiterbar. Für die zusätzliche Halterung sind abhängig vom Hersteller der Fräse bis zu 50 Euro aufzubringen.

Zu den Druckermodellen, die nur als Bausatz erhältlich sind, gehören Geräte von German Reprap. Geräte der Protos-Serie V2 und V3 werden nur als Basiskits angeboten. Das gilt auch für den X400. Günstig sind die 3D-Drucker zur Selbstmontage indes nicht. Der V3 kostet in der Grundversion schon 1.000 Euro. Positiv ist ihre Erweiterbarkeit. Ein zweiter Extruder, andere Druckplattformen oder Schrittmotoren sind problemlos integrierbar.

Geschlossene Systeme sind im Kommen

Viele Hersteller von Fertiggeräten setzen auf geschlossene Systeme. Geräte der Gerätereihe Replicator von Makerbot zählen dazu. Sie können nur mit der eigenen Druckersoftware Makerbot Desktop arbeiten und setzen anstatt auf offenen Code auf proprietären Maschinencode von Makerbot.

Auf der anderen Seite sind die 3D-Drucker ausgesprochen bedienerfreundlich. Sie lassen sich über die WLAN-Anbindung via App von Mobilgeräten aus steuern. Das Einstiegsmodell Replicator Mini gibt für 1.600 Euro. Da dieser Drucker nur eine Auflösungsstufe kennt, ist er für den professionellen Einsatz eher ungeeignet. Demgegenüber ist beim Replicator Desktop 3D Printer Fifth Generation die Auflösung feinstufig skalierbar. Dafür ist er mit 3.300 Euro auch mehr als doppelt so teuer wie der Replicator Mini. Der Replicator Z18 beeindruckt durch seinen großen Bauraum. Das erlaubt die Erstellung von Gegenständen bis 30,5 cm Breite x 30,5 cm Tiefe x 45,7 cm Höhe. Mit rund 7.700 Euro ist der 3D-Drucker aber nicht gerade günstig.

Proprietär sind auch die 3D-Drucker des Herstellers XYZprinting aus Taiwan. Die Filamentrollen befinden sich in mit Chips versehenen Patronen. Die Geräte wie beispielsweise der da Vinci 1.0 sind mit 600 Euro in der Anschaffung recht günstig, im Unterhalt aber teurer, da man auf Patronen des Herstellers angewiesen ist. Der 3D-Drucker lässt sich um einen 3D-Scanner erweitern und kostet dann als da Vinci 1.0 AiO um die 800 Euro. Zum Scannen wird die Bauplattform angehoben. Der Gegenstand wird dabei über Rotlichtlaser und Kameras auf einem Drehteller abgetastet und digitalisiert.

Große Auswahl bei 3D-Fertigdruckern

Bei Fertiggeräten für den 3D-Druck ist die Modellauswahl besonders groß. Durch die Konkurrenzsituation haben sich die Geräte hinsichtlich Ausstattung, Bedienung und Dokumentation stetig verbessert. Displays oder SD-Kartenslots sind immer häufiger anzutreffen. Dadurch ist es möglich, das Gerät über eine Speicherkarte ganz ohne PC-Verbindung zu steuern. Die Preise bewegen sich zwischen 1.000 und 2.000 Euro.

Der spanische Hersteller BQ bringt beispielsweise mit der Witbox für rund 1.700 Euro einen 3D-Drucker mit Kalibriermatte, Kleber und Spachtel als Lieferumfang. Der Drucker beherrscht mit Cura und Repetier Host unterschiedliche Druckprogramme.

Diese Flexibilität vermissen wir bei billigen Einstiegsgeräten wie dem German Reprap Neon. Das Gerät kostet rund 700 Euro und verfügt weder über ein Display noch einen Kartenslot. Der Drucker muss also über eine USB-Verbindung an den Rechner angeschlossen sein: vom Laden der Filament-Rolle bis zum Kalibrieren der Bauplattform. Bei günstigen Einstiegsdruckern ist in aller Regel kein Filament im Lieferumfang enthalten - allenfalls steht eine Materialprobe zur Inbetriebnahme des Geräts zur Verfügung.

Stereolithographie - jetzt auch für den Desktop

Mit der Stereolithographie (SLA) steht neben der Schmelzschichtung eine weitere Technik im semiprofessionellen Bereich bereit. Hierbei wird Photopolymer-Kunstharz (Resin) per UV-Laser ausgehärtet. Das Objekt wird zwar ebenfalls schichtweise aufgebaut, allerdings kopfüber. Nach einem Bad in Alkohol muss das Objekt mehrere Stunden trocknen. Das Verfahren bringt sehr glatte und geschlossene Oberflächen hervor, bei denen einzelne Schichten nicht mehr zu erkennen sind.

Formlabs aus den USA ist einer der Pioniere bei SLA-3D-Druckern für den Desktop. Das Modell Form 1+ kostet rund 3.400 Euro und gehört schon zur zweiten Generation bei den 3D-Druckern mit SLA-Technik. Die Bauplattform ist mit drei Spiegeln bestückt, damit der Laser überall hinkommt. Die Plattform hat eine Größe von 12,5 cm Breite x 12,5 cm Tiefe x 16,5 cm Höhe. XYZprinting bringt mit dem Nobel 1.0 einen günstigen SLA-3D-Drucker für rund 2.000 Euro. Mit beiden Druckern lassen sich neben Einzelobjekten auch kleine Serien bauen. Sie eignen sich somit für den professionellen Einsatz. Mit 140 Euro pro Liter Kunstharz sind die Materialkosten allerdings höher als bei Kunststoff-Druckern.© IDG