Ausstattung: 3D-Drucker

Bei uns im Fab Lab Siegen findet ihr aktuell zehn 3D-Drucker (ein weiterer ist in der Bestellung), die wir euch nachfolgend vorstellen wollen. Die Drucker beziehungsweise die Verfahren, mit denen diese Drucker arbeiten, lassen sich in drei Kategorien einteilen:

1. Schmelzschicht-Verfahren (Fused Deposition Modeling, kurz FDM)

Das FDM-Verfahren ist wohl eines der bekanntesten Verfahren im 3D-Druck. Bei dem Verfahren werden Theropolymene (Plastik) durch Erwärmung geschmolzen und dann Schicht für Schicht mit einer Düse auf eine Fläche aufgetragen. Durch die anschließende Abkühlung erhärtet sich das Material.

Die Drucker, die mit dem Schmelzschicht-Verfahren arbeiten, besitzen meist nur einen Extruder, so dass man lediglich einfarbig drucken kann. Druckbare Materialien sind zum Beispiel PLA (nicht rohöl-, sondern stärkebasiert, biologisch abbaubar) oder ABS (festeres Material aus dem z.B. Legosteine gefertigt werden). Mann kann aber auch mit PET oder vielfältigen Kunststoffmischungen arbeiten, bei denen man zum Beispiel PLA mit Materialien wie Holz, Metall oder Carbonfasern kombiniert.

Hier nun ein kleiner Überblick über die 3D-Drucker, die dieses Verfahren nutzen und die im Lab zu finden sind:

Ultimaker

Der Ultimaker2 Extended zählt zu den größten Druckern im Fab Lab, insbesondere was die Höhe angeht. Er arbeitet sehr zuverlässig, weswegen er uns schon auf zahlreiche Events begleitet hat. Mittlerweile haben wir per Leihgaben zeitweise auch Zugriff auf zwei kleinere Ultimaker:

Makerbot

Insgesamt stehen im Lab zwei Makerbots: ein Replicator Dual und ein Replicator 2X. Die Geräte wurden als erste 3D-Drucker angeschafft und sind auf Grund ihres Alters und langjähriger Nutzung etwas anfällig, was Störungen und Fehler betrifft. Der Replicator Dual (aus Holz) besitzt zwei Extruder und ermöglicht somit den Druck mit zwei Farben oder zwei Materialien (praktisch, wenn man z.B. ein anderes Material als Supportmaterial nutzen möchte).

Printrbot Simple

Ebenfalls einer der ersten Drucker, der für das Fab Lab angeschafft wurde, war der Printrbot. Er ist klein und unscheinbar, wird jedoch auch von vielen unterschätzt, denn er ist nicht nur sehr kompakt, sondern auch extrem solide. Gedruckt wird auf einer Aluminiumplatte (damit das PLA besser daran haftet, nutzen wir Bluetape).

Der Printrbot druckte auf dem “Tag der Technik” einen voll funktionsfähigen Rollgabelschlüssel am Stück (inkl. Mechanik).

Lulzbot

Der Lulzbot bietet eine große Grundfläche, bestehend aus einem beschichteten Glasdruckbrett. Er hat wechselbare Köpfe für verschiedene Materialien und zwei Extruder, so dass auch hier mit zwei Farben beziehungsweise mit zwei Materialien gearbeitet werden kann.

Aya

Bei Aya handelt es sich um einen Delta-3D-Drucker, der von Studierenden gebaut wurde und besonders schnell drucken kann. Mehr über Aya erfahrt ihr in unserem separaten Blogbeitrag.

2. Schmelzschicht-Verfahren mit Verbundmaterialien

Ein weiterentwickeltes Schmelzschicht-Verfahren nutzen die beiden Drucker von Markforged bei uns im Lab: der Mark One und der Mark Two. Bei dem Druck wird ebenfalls das FDM-Verfahren genutzt, jedoch werden die Kunststoffe mit Fasermaterialien kombiniert, wodurch die Gesamtmaterialeigenschaft opimiert wird und sehr stabile Drucke entstehen.

Als typisches “Grundmaterial” wird Nylon (ein Polyamid) genutzt, da es sehr flexibel und reißfest ist. Gängige Zusatzmaterialien sind zudem Fieberglas (stabil, günstig), Kevlar (abriebfest) und Carbon (fest, steif und stabil).

Beide Drucker arbeiten sehr zuverlässig und sauber, allerdings sollte man bereits Erfahrung mit 3D-Druckern haben, wenn man mit den Geräten arbeiten möchte.

3. Stereolithografie-Verfahren (SLA)

Bei dem letzten Drucker handelt es sich um einen Form Labs Form 1+, der mit einem Verfahren arbeitet, das sich Stereolithografie nennt. Das Verfahren unterscheidet sich vollständig von den eben beschrieben Druckverfahren, ermöglicht jedoch einen sehr präzisen und feinen Druck. Der Druck wird in einem flüssigen Photopolymer-Bett gebildet und mit Hilfe eines UV-Lasers gehärtet. Eine ausführliche Erläuterung des Verfahrens findet ihr hier.

Auch bei diesem Verfahren ist die Nutzung verschiedener Materialien, z.B. für das Erstellen von Gussformen optimiert, möglich. Es ist jedoch immer eine manuelle Nachbereitung notwendig, bei der zum Beispiel das Supportmaterial entfernt werden muss.
Auf dem rechten Bild seht ihr einen fertigen Druck (ohne Nachbereitung, die feinen Stützstrukturen, die das gedruckte Objekt halten, müssen von Hand entfernt werden):