3D-Drucker Tuning

Hier finden Sie unsere Tipps und Tricks zum 3D-Drucker Tuning. Beispielsweise stellen wir hier vor, wie wir unserem 3D-Drucker stabiler gebaut haben, aber auch welche Tricks wir beim Drucken anwenden.

Unser 3D-Drucker

3D-Drucken mit dem Wanhao Duplicator i3 v2.1

Bei einem neuen Drucker sollte man unbedingt mit PLA beginnen und ABS erst mal bei Seite lassen! Erst nach den unten aufgeführten Upgrades (einige davon müssen selber gedruckt werden) ist es empfehlenswert ABS zu drucken.

Wenn das erste Kilogramm PLA verdruckt ist, hat man die nötige Erfahrung mit dem Gerät und der Slicing-Software (beispielsweise Cura), die richtigen Entscheidungen zu treffen, dass man zuverlässig ABS drucken kann.

Das Wichtigste zuerst

1. Stromversorgung des Heizbettes umbauen

Es empfiehlt sich, diese Maßnahme so früh wie möglich durchzuführen, auch wenn man ungern einen neues Gerät aufschraubt, wenn alles noch toll funktioniert.
Ist die Platine aber erstmal verkohlt - wie bei uns - wird die Reparatur viel aufwendiger! Da man sowieso ein paar Tuning-Teile braucht, kann man sich auch gleich 2 XT60-Stecker mitbestellen.

ACHTUNG: Zuerst den Netzstecker aus dem Steuergerät ziehen und dieses stromlos machen!

Dann - und erst dann - kann man das Steuergerät öffnen und die Steckkontakte für die Stromzufuhr und den Heizbett-Anschluss gegen XT60-Stecker austauschen. Die verwendeten Steckverbindungen sind nicht für die Ströme ausgelegt, die aber hindurchfließen. Wartet man zu lange, schmelzen die Steckverbindungen und das Melzi-Board verbrennt darunter! Soweit sollte man es nicht kommen lassen. Den Pluspol des Heizbetts kann man dann auch gleich direkt am Netzteil an +12V anschließen und nicht über den neuen Stecker führen. Ein 2-poliger Stecker mit nur einem Kabel sieht zwar komisch aus, die dünnen Leiterbahnen der Platine halten aber ebenfalls den Strom nicht aus. An der Funktion des Boards ändert sich dadurch überhaupt nichts, da die Steuerung des Stromflusses für das Heizbett über den Minuspol erfolgt. Eine exaktere Beschreibung findet man, wenn man die Begriffe "Melziboard XT60" googelt.

2. Exakte Ausrichtung der X-Achse

Die X-Achse kann man sehr einfach exakt horizontal ausrichten. Man verwendet eine M8x80 Imbusschraube und stellt diese vertikal neben eine Gewindestange der Z-Achse. Dann dreht man die Gewindestange solange, bis die horizontale X-Achse exakt darunter passt und auf der Schraube aufliegt. Den Vorgang wiederholt man auf der anderen Seite und wiederholt beides so oft, bis man den selben Widerstand auf beiden Seiten gefunden hat.


4. Austausch den Extruder-Ritzels

Das Ritzel im Extruder muss ebenfalls getauscht werden, damit das Filament sicher transportiert werden kann. Gerade für Stücke, die beim Drucken häufig einen Rückzug machen, ist das vorhandene Ritzen nicht scharf genug und hat zu wenig Zähne, um das Filament sicher zu greifen.
Ein simpler Austausch gegen ein MK9/MK10-Ritzel schafft hier einigermaßen Ruhe.

3. Micro Swiss All Metal Hotend

Es führt kein Weg daran vorbei, das Micro Swiss All Metal Hotend einzusetzen. Dies ist dann aber auch schon die teuerste Komponente, die man nachrüsten muss. Ohne diesen Tausch, braucht man mit ABS gar nicht erst anfangen.

Ab jetzt kann man einigermaßen zuverlässig mit PLA drucken

Probleme gibt es immer noch mit der Haftung der Teile auf der Druckplatte. Hier kann man mit einem Pritt-Stift nachhelfen. 

5. Stabilisierung für die Z-Achse

Beim Drucken stört jede Art von Vibration die Qualität. Die aufrecht stehende Z-Achse ist dafür sehr anfällig und sollte seitlich abgestützt werden. Da der Drucker nun ziemlich zuverlässig mit PLA drucken kann, lohnt es sich die Halterungen für die Z-Braces zu drucken und anzubauen. Die Qualität erhöht sich enorm und das Druckbett lässt sich einfacher nivellieren. Die Z-Braces für unseren Drucker haben wir unter https://www.thingiverse.com/thing:921948 gefunden. 

8. Wärmekopplung verbessern

Damit kein Luftspalt zwischen Heizbett und Auflageplatten entsteht, kann man zu besseren Wärmekopplung ein Silikon Thermal Pad für CPU/GPU-Kühlkörper aus dem PC-Zubehör verwenden.

9. PEI-Platte

Mit der Verwendung einer PEI-Platte auf der Glasplatte ist endlich Schluss mit schlechter Haftung. PLA und ABS haften wie angegossen!

12. Gurtspanner

Nach mehr als 6 km verarbeitetem Filament und ca. 1700h Druckzeit wurde die Qualität der Druckstücke plötzlich immer schlechter. Als Verursacher stellte sich ein ziemlich labbriger Zahnriemen auf der X-Achse des Druckers heraus. Der original Gurtspanner schaffte es nicht mehr, den Riemen stramm zu halten.
Sofortige Abhilfe schaffte ein mit letzter Kraft selbstgedruckter Gurtspanner von https://www.thingiverse.com/thing:1784375. Mit diesem kann man den Zahnriemen wieder wie eine Gitarrensaite spannen und die Druckqualität ist wieder wie früher.

Diesen werden wir in der nächsten Druckpause auch für den Gurt unter der Druckplatte einsetzen. Vorsichtshalber haben wir diesen schon ausgedruckt.

6. Borosilikat-Glasplatte

Mit dem Einsatz einer Borosilikat-Glasplatte, schafft man eine ebene Oberfläche, die sich auch unter der Hitze des Druckbetts nicht verformt. Dies ist unbedingt notwendig, wenn die Druckstücke größer werden. Damit die Glasplatte direkt auf das Druckbett legen kann, haben wir die Bohrungen des Heizbetts gesenkt, so dass man Schrauben mit Kegelkopf verwenden kann, die dann nahtlos im Heizbett verschwinden. Somit ist gewährleistet, dass die Glasplatte eben aufliegt. Die Schrauben ruhig länger nehmen und mit Unterlegscheibe und Mutter mit Sicherungsring fest am Heizbett verschrauben. Längere Federn mit Unterlegscheiben auf Transportbett legen und mit Rändelschrauben neu nivellieren.

10. Austausch des Druckschlittens

Gerade wenn man sich mit ABS so richtig anfreundet und schon einiges gedruckt hat, stellt man auf einmal fest, dass man die Druckplatte nicht mehr nivellieren kann. Als Ursache stellte sich heraus, dass sich der eingebaute Druckschlitten unter dem Heizbett durch die hohen Temperaturen beim ABS-Druck verzogen hatte. Abhilfe schafft der Austausch des dünnen Druckschlittens gegen eine 3mm dicke Alugussplatte. Diese werden anscheinend erst bei höhenwertigen Druckern serienmäßig verbaut. 

7. Rändel-Schrauben markieren

Durch die schnellen Bewegungen beim Drucken verstellen sich die Rändel-Schrauben, die das Druckbett eben halten sollen. Damit man dies einfach erkennen kann, ist ein sehr simpler Trick, wenn man auf den Rand der Rändelschraube mit einem Edding Striche zur Markierung aufbringt. Ich habe so jede Schraube in 4 Quadranten aufgeteilt.

11. Einhausung des Druckers

Um ABS drucken zu können, muss der Drucker unbedingt eingehaust werden. Dies schützt vor Luftzug und hält das Druckstück schön warm. Dadurch verziehen sich große Druckstücke nicht mehr so extrem. Wir setzen sogar noch eine Infrarotlampe im Schrank ein. Außerdem fangen wir erst mit einem ABS-Druck an, wenn die Innentemperatur im Schrank bei ca. 30°C liegt und das Druckbett mindestens eine halbe Stunde (besser sogar noch länger) vorgeheizt hat.
Einen passenden Schrank mit passender Glastür gibt es bei IKEA. Das Projekt ist unter https://makerhacks.com/ikea-3dprinter-enclosure/ sehr gut beschrieben. 
Für die Filamentspulen haben wir im hinteren Bereich des Schrankes eine Kleiderstange eingesetzt. In die dünne Rückwand haben wir mit einem Tapetenmesser eine Klappe eingebaut, damit man das Steuergerät hindurchsteckend kann. Dies ersparte uns das Lösen der Verkabelung zwischen Drucker und Steuergerät. 

Überflüssige Maßnahmen

Die folgenden Tipps haben wir im Internet gefunden und ausprobiert. Vom Erfolg waren wir aber nicht überzeugt, so dass wir diese hier nicht weiterempfehlen möchten.

1.  Klebestifte

Die Haftung auf dem Druckbett läßt sich nur sehr begrenzt mit einem Klebestift verbessern. Wenn man noch keine weiteren Tuningmaßnahmen vorgenommen hat, kann man diesen Trick am Anfang aber gut zur Unterstützung einsetzen. 
Da sich der Klebefilm aber immer wieder beim Abnehmen von Druckstücken teilweise mit ablöst, muss dieser laufend erneuert werden. Die Reinigung des Druckbetts, das Neuauftragen und die anschließender Nivellierung des Druckkopfes sind auf die Dauer eine ziemlich lästige Arbeit. 
Endgültige Abhilfe schaffte der Einsatz der oben beschriebenen PEI-Platte.

2. Haarspray und BlueTape

Alle Versuche, mit Haarspray oder BlueTape die Haftung auf dem Druckbett zu verbessern, scheiterten kläglich und waren der Mühe nicht Wert. 
Endgültige Abhilfe schaffte der Einsatz der oben beschriebenen PEI-Platte.

Geplante Upgrades

1. Flex Coupler an den Gewindestangen der Z-Achse einsetzen

Die ungewollte Kunst des Fehldrucks

14 Stunden verlorene Zeit

Früher oder später ist es dann mal so weit. Nach vielen Stunden drucken passiert irgendetwas, was das Ergebnis unbrauchbar macht. 

Hier hat sich das Objekt von der Druckplatte gelöst, weil es der Druckkopf abgerissen hat. Beim Schließen der Aussparung hat sich das warme Filament nach oben verzogen und stand beim Aufbringen der nächsten Schicht dem Druckkopf im Wege.

Hängen geblieben

Hier ist der Druck am 3D-Drucker hängen geblieben und so ist dieses wunderschöne Kunstwerk entstanden.

Das Phänomen Layer Separation

Da soll einer draus schlau werden! Layer Separation gibt es nicht nur bei ABS sondern auch bei PLA? Das hatten wir noch nie! Aber irgendwann ist scheinbar immer das erste Mal. Warum denn aber bitte schön gerade bei einem Druckstück, was 6 Stumden gebraucht hat und fast fertig war? 

Kleben geblieben

Dieser schöne Schneckenantrieb ist einfach auf bei den letzten Lagen am Druckkopf hängen geblieben und hat sich von der Druckplatte gelöst. Da an der Spitze oben einen kleiner Zapfen gewesen wäre, konnte das PLA wahrscheinlich zwischen den Lagen nicht schnell genug abkühlen und hat sich nach oben gewölbt bis es am Druckkopf kleben geblieben ist.
Jetzt wissen wir, warum es in Cura die Einstellung "Minimale Zeit pro Lage" gibt. Da hätte der Drucker dann einfach mal eine Pause machen sollen, bevor die nächste Lage oben drauf kam.

Infill Muster